本站原创该文为传感器方面毕业论文格式模板范文,与利用Arduino自制Scratch的传感器板相关论文免费下载，可作为论文下载专业传感器论文写作研究的大学硕士与本科毕业论文开题报告范文和职称论文参考文献资料。免费下载教你怎么写传感器及计算机及信息技术教学方面的优秀学术论文范文。
编者按：在科技发展日新月异的今天,信息技术教学已经远离了开、关机还需要反复讲解的时代,三岁孩童熟练地摆弄着iPad已非奇事.自策划了“Scratch来了”这一专题之后,编辑深刻感受到研究程序语言的老师的可爱,他们的执著、他们的探索,使得程序教学不再那么枯燥,焕发出勃勃生机.因此,杂志特别策划了这一专栏,将陆续刊发一些程序教学领域有代表性的教学实践.也期待更多老师投身到程序教学中去,通过自身的践行,推动程序教学的复兴.
● 问题的提出
Scratch是由MIT Media Lab开发的一种适于八岁以上孩子学习的图形化编程语言.这几年,在我国各地有越来越多的老师开设了Scratch课程.更让人惊喜的是,Sractch不仅仅是一款利用编程工具盒制作二维动画的工具,还是一个学习互动媒体技术的平台.在外部传感器板（Sensor Board）的支持下,Scratch可以获取外界环境的信息,制作出更加有趣的互动作品.
Scratch的网站上提供了传感器板的详细说明资料,它的外观如图1所示,传感器板在国外售价约80美元.国内最早的Scartch传感器板由教育部教学仪器研究所研制开发,它设置为双层结构,下层是图4所示的Arduino板,上层是转接板.而且教育部教学仪器研究所已经将图2所示的乐动板开源,允许任何人生产和盈利,相信随着Scratch教学的流行,各种规格的传感器板很快就会进入到Scratch的教学中来.图3为深圳职业技术学院学生设计的传感器板.
● Arduino简介
Arduino是一个基于开放源码的软硬体平台,具有使用类似Ja、C语言的Processing/Wiring开发环境.因源码开放,Arduino风靡全球各地,拥有大量的学习资源.Arduino的价格低廉,图4为DFrobot生产的Arduino板,该板价格在人民币百元以下,通过淘宝网等途径即可购买.
Arduino设计了完善的串口通讯接口,如果还没有购买Scratch的传感器板,直接利用Arduino自制一块传感器板,无疑是一件非常有意义的事情.需要注意的是,购买到图4所示的传感器板之后要记下Arduino板的型号,一般在商标的下方,图4中的型号是UNO,这个型号用于接下来下载软件,本文接下来使用的型号都是UNO.
● 制作过程
1.购买Arduino
在淘宝网上输入Arduino,能搜出大量关于Arduino的商品.这里我推荐Dfrobot和奥松这两家店铺的产品.如果比较在意价格,也可以选择“博士电子乐园”的产品,价格比较低.第一次接触Arduino的老师,建议购买包含一系列传感器的学习套件,如奥松的“Arduino 电子积木互动套件”和DFrobot的“Arduino兼容中级应用试验套件”.
2.设备安装
在Arduino的网站下载软件,无需安装,解压后即可使用.下载地址：http：//.arduino.cc,最新版本为1.0.3,但是本文的程序需要在版本0023下使用（如图5）.
第一次接上Arduino,应先安装驱动,在Arduino软件的Drivers文件夹中将驱动安装目录选上,安装后,在“设备管理器”的“端口”一项中,将会增加一个COM口设备,记下端口号（如图6）,Arduino和计算机的通讯端口是COM5.
3.代码下载
刚刚买到的Arduino板上没有可同Scratch通讯的程序,要想使用就必须要下载For scratch的程序.目前网络上已经有多款为Scratch编写的Arduino代码,现成的Arduino与Scratch通讯的程序,很容易在网络上下载到（如表1）.
其中,代码ScratchSensors的作者并没有给出完整的Scratch代码,需要使用者进一步根据范例来编写.ScratchDemo的开发相对完整,我以它为例来介绍编译和下载过程.首先应解压ScratchDemo,将其中Scratch文件夹复制到arduino0023的Library下.接着打开scratchDemo.pde,在“Tools”的“Board”和“Serial Port”中正确选择Arduino.
板子的型号和端口,以图4、图6为例,型号为UNO,端口号为Com5,然后点击,如图7所示,进行Upload.Arduino板子的TX和RX的指示灯将快速闪烁,数秒钟后,Arduino的状态栏中出现“Done uploading”的字样,表示下载成功.
4.通讯测试
下载完成后,拔掉数据线关闭Arduino,打开Scratch,在“侦测”的“传感器值”的积木上右击,弹出的菜单中选择“显示ScratchBoard监视器”,Scratch的舞台上将出现关闭状态的监视器.在监视器上右击,选择正确的COM口,如Com5（如图8）,如果看到快速变换的数字了,那么恭喜你,一款Scratch传感器板制作成功了.具有开发能力的老师,可以试着自己写代码,可参考网站上的Scratch通讯协议说明.
● 应用说明
接上图2所示的上层接口板,就可以在相应的端口接上相应的传感器,编写Scratch程序了,如果水平比较高,还可以不使用接口板直接用Arduino端口和Scratch通讯.Arduino的端口和Scratch的传感器类型对应关系说明如表2.
事实上,如果使用另一个版本的Scratch——S4A,可以更好地用Arduino板,可以用Scratch控制马达和LED输出,输入的信息通道数目也会大大增加,甚至一个Scratch程序可以连接多块Arduino板.
● 优势和不足
使用Arduino自制的乐动板,其优势是明显的.第一,Arduino支持更多的传感器,如温度、距离、加速度等传感器,使Scratch能获取更多的外界信息,编写出更加丰富有趣的程序.第二,Arduino还可以用于其他方面的课程,做到一物多用,降低学校的设备投入.第三,这样做顺应了国际先进的DIY文化,应该在Scratch相关的硬件领域中倡导一种“裸板”文化,有效地给先进技术“去魅”,这有利于学生克服恐惧,提升创新能力.
需要注意的是：因为Arduino使用直插式的ATmega328芯片,仅提供了6个模拟口.而Scratch需要7个模拟口来分别表示滑竿、声音、光线以及ABCD四个电阻.所以在该代码中,电阻D是不能使用的.
● 结语
Arduino既是程序语言的名称又是硬件的名称,学生在学习完Scratch之后,选择Arduino语言作为后续语言学习的方案是可行的,它和Scartch一样,都是非常适合在基础教育中推广的开源项目.利用Arduino自制Scartch的传感器板,能让更多的孩子喜欢上技术,编写出更多的互动作品,培养他们的创新精神和动手能力.