(完工後的囂張貌)
(燈籠君實際運作影片)
這完全是一個誤打誤撞，結果到最後欲罷不能的專案
也是這小孩第一次製作困難度較高，且整合多樣素材的專案
但是證實 只要有心 人人都可以是 Maker...................................燈籠君
(附註：親子要進行本專案很讚，但請大人要非常非常有耐心陪伴喔 XDD)
這個燈籠我們父子搞了多久呢?
包括討論、設計、教學、動手實作、測試
是的，整整半個月，因為我只有限度的動手幫忙
他能夠來的，就讓他自己來
整個專案貢獻度：老爸約貢獻35%，小孩貢獻65%
起因是因為小一生寒假有一項作業，是學校舉辦花燈比賽，
每位小朋友需要使用環保素材製作燈籠，
其實本來想大概做個燈籠就好，(根本就是混啊啊啊啊)
沒想到後來和小子討論，他居然想玩很大，
打算弄個類似機器人花燈之類的@@，會動的那種
(就跟外面燈會的頗像)
稍稍交代一下小孩的起點行為：
最早玩 Lego Wegdo,
後來玩 mBot，會使用類Scratch介面撰寫程式控制紅外線遙控自走車，
對電路板有粗淺的認識,會使用電表測量電壓
玩過 Code.org , LightBot，LittleBits
有一點點函式、變數、以及迭代的概念
而這次我也在思考，我要怎麼教？專案怎麼進行？怎麼引導而非主導?
之前大多是以套件為主體，按圖索驥組裝以及寫程式不會是太大問題，
而這次的寒假作業也算是個契機，可以讓他學習利用非套件素材，
也就是在沒有完整套件配件以及機構的前提下，尋覓適合的素材，並結合其他素材來製作，
因此我的步驟，大約會讓孩子先產生想法，接著進行引導，並教導相關技術，結合既有技能與概念，測試修正，但我僅提供有限度的幫忙(PBL Base)
好，那就開始囉
一、畫個設計圖先
其實這部分花不少時間，需要與小孩詳加討論
因為要釐清需求，才能決定要做甚麼？怎麼做？規劃後續步驟?
評估可行性，需要準備那些工具和材料
其實在後續過程中，設計是一直變更的，
(你一定沒看過一個四十歲的男人和一個七歲的小孩，因為爭執設計的問題搞得大家面紅耳赤....)
整體需求就是要做花燈機器人，當有人靠近時，會揮手、眼睛會轉動、身體會發亮，
因為要環保...所以身體通通是用空面紙盒組合而成，
還需要電路板、伺服馬達、LED燈、電線、直流馬達...........等
(因為要求環保，所以電路板就是拆之前買的 mBot 自走車套件上的零件來使用)
二、準備材料
電子材料大致如圖示
- mBot電路板 X1(控制眼睛和板子上的LED燈)
- 1.5V AA X4 電池盒 + 1.5V AA電池 X4
- 超音波Sensor X1
- 6P6C線 X1(RJ11接頭)
- 減速馬達 X2 (做眼睛)
- Arduino Uno R3板 X1 (為何要這個？等等交代)
- DFRobot 擴展板 X1(為何要這個？等等交代)
- SG90 伺服馬達 X1
- 9V電池供電 X1
(相關電子材料一覽)
為何需要兩塊板子?
因為很怪的一件事，我們測試 mBot 裝上伺服馬達後，
若在離線狀態(就是不接電腦電源)，僅靠電池供電，
伺服馬達一啟動，板子會重啟，
用電表一量，發現電壓會不足，電池全部換新也一樣
可能是我這塊板子的問題?
正當苦惱時，小子建議，是否能將伺服馬達移到另一塊板子，
然後再使用紅外線或藍芽控制?
(一句話點醒我夢中人啊......雖然不一定是最佳解，但至少是方向)
所以結構上是這樣：
mBot板子控制超音波Sensor、減速馬達(眼睛)、發射紅外線訊號、以及控制板子上的LED明滅(我稱他為 A板)，
Arduino 板以及擴充板則是接收紅外線訊號，還有控制伺服馬達(揮手動作)(我稱他為 B板)
流程就是當有人靠近A板-->超音波偵測距離小於設定-->發射紅外線訊號給B板-->A板眼睛轉動(減速馬達)-->A板板載LED亮
而B板接收到紅外線訊號-->揮手(伺服馬達)
( 開始拆自走車零件 )
( 測試零件擺放配置 )
對了，非電子材料與工具的部分，
大概就是面紙盒做結構主題，還需要玻璃紙、白膠、膠帶、熱熔膠、噴漆、小刀、電烙鐵等等
三、製作步驟
(製作手掌)
( 測量電池電壓 )
(翻翻老爸工具材料箱是否有可用零件)
(面紙盒噴漆，噴漆技能 Get!! )
(因為不小心把馬達線扯斷，所以需要焊接電路，哭哭@@ 焊接技能 Get!! )
(製作眼睛)
(結合硬體撰寫程式，驗證功能和概念)
(開始鑽孔，組裝電子零件與燈籠本體)
(用熱溶膠黏合眼球，手掌，伺服馬達)
(線路整理)
(燈籠君 Beta 版)
(整線進行最後組裝)
(我想讓燈籠君走路....有請掃地機器人)
(燈籠君不夠亮？感謝阿公捐贈LED X3)
(燈籠君實際運轉中)
(失敗就多嘗試幾次吧)
(燈籠君最終版)
三、歷程省思
- 他並沒有很炫的外貌，但是將心中想法具體做出來時，爽度破表啊啊...其實這是個簡單的作品，但我喜歡的是整個歷程，一起付諸實現的歷程(比賽有沒有得獎倒是其次惹)。
- 這個專案不同於以往，除了從零開始建構之外，多元的素材、多種新工具的使用與技能的學習，而不是單純採用套件中現有的機構，感覺比較貼近 Maker 的真實樣貌。
- 家長(或老師)會不會涉入太多？ 整個專案貢獻度：老爸約貢獻35%，小孩貢獻65%，從開始構思、繪製設計圖，老爸試著引導而不主導；有問題有困難就是討論，不直接給答案(當然老爸許多時候心中已經有答案，但是還是得忍啊啊啊，所以耐心很重要，請跟我說一百遍)。兩塊電路板程式，B板子上的程式因為牽涉到紅外線接收，所以這部分是我寫的，其他都由他使用 mBlock 完成。
- 這次專案的重點，對象是一年級小小孩，除了在設計時的引導外，其實有一塊很有趣：如何將心中實體且模糊的想法(例如我要會轉動的眼珠，但是要怎麼轉動？這個得很明確，因為最後須要將之以程式語言敘述以及演算法來實現，不能有模糊空間)，轉化為元件實際的運作(其實骨子裡是減速馬達的運轉，但得將眼珠轉動的概念連結到馬達轉動上)，然後用程式將想法實際敘述出來(程式裡就得清楚寫出馬達轉的方向、力道、時間等等)，再轉化為演算法(當超音波偵測距離小於五公分時，馬達順時鐘方向轉動3秒鐘，速度50，並重複做三次)，最後又再回歸到硬體面，實際編程與測試硬體運作狀況，以及錯誤修正。這個歷程我覺得最有趣，整個流程是將心中模糊的想法，進行清晰的定義，之後再依照定義，轉化為更為抽象的概念與描述，並透過演算法的編訂以及實際編程來針對硬體進行操作，反覆測試修正，有那麼點運算思維的味道在其中。
- 新工具的使用是必須要教導的，但儘可能在安全的範圍下還是得讓孩子盡量操作，不要越俎代庖，不論是電烙鐵、小刀、或者是熱熔膠皆然。當然有些關鍵點孩子實在會遇到困難，畢竟小肌肉還在發展中，適時的幫忙還是需要的。由於整個歷程大部分都是由孩子實作，再加上引導以及教學，整個實際製作時間會拉的非常非常的長，要有心理準備(所以耐心很重要，請再跟我說一百遍XDDDD)。
- 跌跌撞撞和失敗是一定的，克服困難後，那種感覺宛如打電動破關，不但問題解決了，就是那種湧現而出的滿足感和自信，那種是花再多錢也買不到的。
- 當然，同時可以讓孩子演練，萬一故障時或不 work 了，要如何修復？是電路的問題？還是電池沒電？這時候就可以來狀況模擬一下，讓孩子從原理更深入了解，如何發現問題和解決問題。基本上若是孩子真正參與整個製作過程，也確實了解運作原理，維修這部分倒是孩子很快就能解決。
- 燈籠君會走，是因為小朋友將他之前組裝的掃地機器人加上，但最後實在太重了，加上容易重心不穩，所以交成品時是固定版，並將行走納為未來優化時的考量。(而且半夜看到燈籠君晃來晃去，會發亮會走動，感覺也是毛毛的@@)
