บทที่ 2 ท่องไปในโลก kidbright เอกสารร่าง version...

วัตถุประสงค์การเรียน1. นักเรียนอธิบายความหมายของการเขียนโปรแกรมได้ถูกต้อง

2. นักเรียนมีความรู้พื้นฐานของบอร์ดKidBrightเบื้องต้น

3. นักเรียนอธิบายองค์ประกอบของบอร์ดKidBrightได้ถูกต้อง

4. นักเรียนอธิบายองค์ประกอบของโปรแกรมสร้างชุดคำาสั่ง

KidBrightIDEได้ถูกต้อง

5. นักเรียนอธิบายความหมายของบล็อกคำาสั่งของKidBright

ได้ถูกต้องทุกคำาสั่ง

บทที่ 2 ท่องไปในโลกKidBright

Saowaluck

Typewriter

เอกสารร่าง version 1

การเขียนโปรแกรมถือว่าเป็นการผสมผสานกันระหว่างศาสตร์ของศิลปะวิทยาศาสตร์คณิตศาสตร์และวิศวกรรมเข้าด้วยกัน

ความหมายของการโปรแกรมการเขยีนโปรแกรมคอมพิวเตอร์ (Computer Programming)

หรือเรียกให้สั้นลงว่า การเขียนโปรแกรม (Programming)

หรือ การเขียนโค้ด (Coding) เป็นขั้นตอนการเขียน

ทดสอบ และดูแลรหัสต้นฉบับหรือซอร์ซโค้ด (Source

Code) ของโปรแกรมคอมพิวเตอร์ ซึ่งซอร์ซโค้ดนั้นจะ

เขียนด้วยภาษาโปรแกรม ขั้นตอนการเขียนโปรแกรม

ต้องการความรู้ในหลายด้านด้วยกัน เกี่ยวกับโปรแกรมท่ี

ต้องการจะเขียน และขั้นตอนวิธีที่จะใช้ ซึ่งในวิศวกรรม

ซอฟต์แวร์น้ัน การเขียนโปรแกรมถือเป็นเพียงขั้นหนึ่งใน

วงจรชีวิตของการพัฒนาซอฟต์แวร์

ภาพที่2.1คอมไพเลอร์แปลงซอร์ซโค้ดภาษาซีเป็นภาษาเครื่อง

ซอรซโคดภาษาซี

ภาษาเคร�่อง

#include <stdio.h>int main(){ printf ("Characters: %c \n", 'a'); printf ("Decimals: %d \n", 1200); printf ("%s \n", "Hello World"); return 0;}

0101000011100000…………………….…………….

สาระการเรียนรู้การเขียนโปรแกรมจะได้มาซ่ึงซอร์ซโค้ดของโปรแกรมนั้นๆ

โดยปกติแล้วจะอยู่ในรูปแบบของข้อความธรรมดา ซึ่งไม่

สามารถน�าไปใช ้งานได ้ จะต ้องผ ่านโปรแกรมแปล

โปรแกรม หรือคอมไพเลอร์ (Compiler) เพื่อแปลงตัว

ซอร์ซโค้ดนั้นให้เป็นภาษาเครื่อง (Machine Language)

เสียก่อนจึงจะได้เป็นโปรแกรมที่พร้อมใช้งาน

!

บทที่ 2

บทที่ 2

34

หัววัดอุณหภูมิ

วนรอบ


>

แอลอีดี 16x8 แบบเลื่อนเมื่อพรอม

ถา

ทำ

นอกเหนือจากนี้

เขียนยูเอสบี สถานะ เปด

เขียนยูเอสบี สถานะ ปด

29

การสร้างชุดคำาสั่งแบบบล็อก การเขียนโปรแกรมคอมพิวเตอร์โดยท่ัวไปผู้เขียนจ�าเป็น

ต้องจดจ�าค�าสั่งและไวยากรณ์ของภาษาคอมพิวเตอร์ให้

แม่นย�าก่อน จึงจะสามารถสร้างชุดค�าสั่งที่ต้องการได้ ซึ่ง

ค�าสั่งเหล่านั้นเป็นภาษาอังกฤษและมีรูปแบบท่ีแน่นอน

ตายตัว ถ้าเขียนค�าสั่งผิดพลาดเพียงเล็กน้อยโปรแกรมจะ

ไม่สามารถท�างานได้ ท�าให้เป็นอุปสรรคส�าคัญต่อการเรียน

รู ้ของเด็กโดยเฉพาะในระดับประถมและมัธยมต้น ซ่ึงมี

ความสนใจบทเรียนในช่วงเวลาจ�ากัดและมักเกิดความเบื่อ

หน่ายต่อการต้องจดจ�าค�าสั่งเหล่านั้น

เพ่ือก้าวข้ามอุปสรรคดังกล่าว จึงเกิดวิธีการสร้างชุดค�าสั่ง

แบบบล็อกขึ้น ท�าให้การสร้างชุดค�าสั่งท�าได้ง่าย เพียงใช้

การลากบล็อกค�าสั่งที่ต้องการมาเรียงต่อกัน ช่วยให้ผู้เรียน

โฟกัสไปที่กระบวนการคิดมากกว่าการแก้ปัญหาเรื่องการ

พิมพ์ค�าสั่งผิด

ภาพที่2.2โปรแกรมควบคุมการรดน้ำาต้นไม้อัตโนมัติโดยใช้ภาษาซี

#include “DHT.h”#define DHTPIN 2 #define DHTTYPE DHT11 int RELAY1 = 7;DHT dht(DHTPIN, DHTTYPE);void setup() { Serial.begin(9600); dht.begin(); pinMode(RELAY1, OUTPUT);}void loop() { float t = dht.readTemperature(); Serial.print(“Temperature:“); Serial.print(t); Serial.println(“ *C”); if(t > 30){ digitalWrite(RELAY1, HIGH); } else{ digitalWrite(RELAY1, LOW); } delay(1000); }

ตัวอย่างในภาพที่ 2.2 แสดงการเขียนโปรแกรมภาษาซี

เพื่อท�าการอ่านค่าเซนเซอร์อุณหภูมิ และน�าค่าอุณหภูมิมา

ควบคุมการรดน�้าต้นไม้

ถ้าน�าโปรแกรมในภาพท่ี 2.2 มาเขียนด้วยภาษาบล็อกโดย

ให้ท�างานเหมือนกันจะสามารถเขียนได้ดังภาพท่ี 2.3 จะ

พบว่าการใช้ภาษาบล็อกเขียนโปรแกรมให้ท�างานอย่าง

เดียวกันกับโปรแกรมภาษาซี ท�าได้ง ่ายและใช้จ�านวน

บล็อกเพียงไม่กี่บล็อก

ภาพท่ี2.3โปรแกรมควบคุมการรดน้ำาต้นไม้อัตโนมัติโดยใช้ภาษาบล็อก

บทที่ 2

บทที่ 2

35

0101000011100000…………………….…………….


วนรอบ


>


ถา

ทำ




29

ส่วนประกอบของบอร์ด KidBrightKidBright เป็นบอร์ดสมองกลฝังตัว (Embedded Board) สามารถใช้เป็นอุปกรณ์ควบคุมขนาดจ๋ิวที่ประกอบด้วย

ไมโครคอนโทรลเลอร์ (Microcontroller) จอแสดงผล นาฬิกาเรยีลไทม์ ล�าโพง และเซนเซอร์แบบง่าย โดยบอร์ด KidBright

จะท�างานตามค�าสั่งที่ผู้ใช้สร้างขึ้นผ่านโปรแกรมสร้างชุดค�าสั่งแบบบล็อก (Block Based Programming) ด้วยเหตุนี้เอง

บอร์ด KidBright จึงถูกน�ามาใช้เป็นเครื่องมือในการสอนเขียนโปรแกรมคอมพิวเตอร์ เนื่องจากผู้เรียนสามารถสร้างชุดค�าสั่ง

โดยใช้โปรแกรมสร้างชุดค�าสั่ง KidBright IDE (Integrated Development Environment) ที่สามารถใช้งานได้บนระบบ

ปฏิบัติการ Windows, Mac OS และ Ubuntu ชุดค�าสั่งที่สร้างข้ึนจะถูกส่งไปยังบอร์ด KidBright เพื่อให้บอร์ดท�างาน

ตามค�าสั่ง ท�าให้ผู้เรียนได้เห็นการท�างานจริงของชุดค�าสั่งที่สร้างขึ้นแบบเรียลไทม์ เพื่อให้เข้าใจบอร์ด KidBright ได้ดียิ่งขึ้น

จึงขอขยายความค�าว่าสมองกลฝังตัว และค�าว่าระบบปฏิบัติการ

ภาพที่2.4คอมไพเลอร์แปลงซอร์ซโค้ดภาษาบล็อกเป็นภาษาเครื่อง

เช่นเดียวกับโปรแกรมภาษาอื่นๆ ภาษาบล็อกจะถูกแปลง

เป็นภาษาเคร่ือง ผ่านโปรแกรมแปลโปรแกรม หรอืคอมไพเลอร์

(Compiler) เสียก่อนจึงจะได้เป็นโปรแกรมที่พร้อมใช้งาน

ภาษาบล็อก หรือ Blocky เป็นภาษาใหม่ที่ทาง Google ได้พัฒนาข้ึนมา โดยจะเป็น Visual Programming Language

หรือก็คือ Graphical Programming Language ที่ให้ผู้ใช้ลากบล็อกมาต่อกัน โดยบล็อกแต่ละตัวจะเป็นตัวแทนค�าสั่ง

ที่แตกต่างกันออกไป เมื่อน�าบล็อกมาเรียงต่อกันเป็นล�าดับตามข้ันตอนการท�างาน ก็สามารถท�างานได้เหมือนกับโปรแกรม

ทั่ว ๆ ไปได้เลย

บทที่ 2

บทที่ 2

36

สมองกลฝังตวั คอื คอมพวิเตอร์ขนาดเลก็ทีน่�าไปฝังไว้ในอปุกรณ์ต่าง ๆ เพือ่เพิม่ความฉลาดของอปุกรณ์นัน้ ๆ ผ่านซอฟต์แวร์

ควบคุมการท�างานที่แตกต่างจากระบบประมวลผลในคอมพิวเตอร์ สมองกลฝังตัวถูกใช้อย่างแพร่หลายในเครื่องใช้ไฟฟ้า

ยานพาหนะ และอุปกรณ์สื่อสาร การที่สามารถน�าไปฝังไว้ในอุปกรณ์นี้เอง ท�าให้มีชื่อเรียกว่า สมองกลฝังตัว โดยการพัฒนา

ซอฟต์แวร์ควบคุมการท�างานบนระบบสมองกลฝังตัวสามารถพัฒนาโดยใช้หรือไม่ใช้ระบบปฏิบัติการก็ได้

ภาพที่2.5สมองกลฝังตัว

สมองกลฝังตัวคืออะไร

บทที่ 2

บทที่ 2

37

Mouse

Monitor

HDD Users

ระบบปฏิบัติการ (Operating System) หรือ โอเอส (OS)

คือโปรแกรมที่ท�าหน้าที่เป็นตัวกลางเชื่อมต่อระหว่าง

ฮาร์ดแวร์ (Hardware) กบั ซอฟต์แวร์ประยกุต์ (Application)

ทั่วไปซึ่งท�าหน้าที่รับข้อมูลจากผู้ใช้อีกที โดยจะท�าหน้าที่

ควบคุมการแสดงผล การท�างานของฮาร์ดแวร์ ให้บริการ

กับซอฟต์แวร์ประยุกต์ทั่วไปในการรับส่งและจัดเก็บข้อมูล

กบัฮาร์ดแวร์ และจดัสรรการใช้ทรพัยากรระบบ (Resources)

ให้เป็นไปอย่างมีประสิทธิภาพ

ระบบปฏิบัติการ OS (Operating System)

โดยท่ัวไประบบปฏิบัติการนั้น ไม ่ ได ้มีแต ่ เฉพาะใน

คอมพิวเตอร์เท่านั้น แต่มีอยู ่ในอุปกรณ์อิเล็คทรอนิคส์

หลายชนิด เช่น โทรศัพท์มือถือ คอมพิวเตอร์พกพา พีดีเอ

แท็บเล็ต และระบบสมองกลฝังตัว โดยจะท�าหน้าที่ควบคุม

การท�างานของอุปกรณ์ต่าง ๆ และติดต่อกับผู ้ใช้ผ่าน

ซอฟต์แวร์ประยุกต์ (Application) ตัวอย่างของระบบ

ปฏิบัติการในคอมพิวเตอร์ ได้แก่ Windows, Linux, Mac

OS, Solaris, Ubuntu ส่วนตัวอย่างของระบบปฏิบัติการ

ใช้มือถือได้แก่ Windows Mobile, iOS และ Android

เป็นต้น และตัวอย่างของระบบปฏิบัติการท่ีใช้ในระบบ

สมองกลฝังตัวได้แก่ QNX และ FreeRTOS เป็นต้น

ภาพที่2.6การทำางานของระบบปฏิบัติการ

บทที่ 2

บทที่ 2

38

Saowaluck

Textbox

อิเล็กทรอนิกส์

ติดตอกับผูใช(UserInterface)

ควบคุมการทำงานคอมพ�วเตอรOS

จัดสรรทรัพยากรในระบบ

ติดต่อกับผูใ้ช้ (User Interface) เนือ่งจาก OS ถูกสร้างขึน้

ด้วยจุดประสงค์หลัก คือ เพื่ออ�านวยความสะดวกในการ

ท�างานแก่ผู้ใช้ โดยที่ผู้ใช้ไม่จ�าเป็นต้องทราบการท�างานของ

ฮาร์ดแวร์ ก็สามารถท�างานได้โดยง่าย ดังนั้นจึงต้องมีส่วนที่

ท�าหน้าที่ติดต่อกับผู้ใช้ในลักษณะที่ง่ายต่อการใช้งาน

ควบคุมการท�างานของคอมพิวเตอร์ OS เป็นตัวกลางที่

เชื่อมต่อระหว่างผู้ใช้งานกับฮาร์ดแวร์ โดยผู้ใช้ไม่จ�าเป็น

ต้องเข้าใจในการท�างานของฮาร์ดแวร์ ดังนั้น OS จึงต้อง

มีหน้าท่ีควบคุมการท�างานของฮาร์ดแวร์ต่าง ๆ เหล่าน้ัน

แทนผู้ใช้ผ่านทางดีไวซ์ไดรเวอร์ (Device Driver) ของ

อุปกรณ์แต่ละชนิด

จัดสรรทรัพยากรในระบบ ในการท�างานของเครื่อง

คอมพวิเตอร์นัน้ จ�าเป็นต้องใช้ทรพัยากรต่าง ๆ เข้าช่วย เช่น

หน่วยประมวลผล หน่วยความจ�า เป็นต้น และทรัพยากร

เหล่านี้มีจ�ากัด จึงจ�าเป็นต้องมีการจัดสรรการใช้งานให้เกิด

ประโยชน์สูงสุด ท�าให้การประมวลผลด�าเนินไปอย่างมี

ประสิทธิภาพ

หน้าที่ของระบบปฏิบัติการ

โดยทั่วไปการเขียนโปรแกรมคอมพิวเตอร์ที่ใช้ภาษาต่าง ๆ หรือการสร้าง

ชุดค�าสั่งโดยใช้บล็อกใน KidBright เป็นการสร้างซอฟต์แวร์ประยุกต์

นั่นเอง ซอฟต์แวร์ประยุกต์ที่สร้างขึ้นจะติดต่อสื่อสารกับระบบปฏิบัติการ

อีกชั้นหนึ่ง เพื่อติดต่อหรือใช้งานฮาร์ดแวร์ ซอฟต์แวร์ประยุกต์จึงต้อง

ถูกแปลงให้อยู่ในรูปภาษาเครื่องที่ระบบปฏิบัติการเข้าใจได้

บทที่ 2

บทที่ 2

39

สวิทซ 1

วนรอบ

=ถา

ทำ Hello World!

1


งาน

สวิทซ 2 =ถา

ทำ

1

โนต โต7 ความยาว 0

วนรอบ

งาน

KidBright ประกอบด้วย 2 ส่วน คือ บอร์ดสมองกลฝังตัว KidBright และโปรแกรมสร้างชุดค�าสั่ง KidBright IDE โดยผู้เรียน

สามารถสร้างชุดค�าสั่งผ่าน KidBright IDE โดยการลากและวางบล็อกค�าสั่งที่ต้องการ จากนั้น KidBright IDE จะ Compile

และส่งชุดค�าสั่งดังกล่าวไปที่บอร์ด KidBright เพื่อให้บอร์ดท�างานตามค�าสั่ง อาทิ รดน้�าต้นไม้ตามระดับความชื้นที่ก�าหนด

หรือเปิดปิดไฟตามเวลาที่ก�าหนด

การทำางานของ KidBright

Compileคือการแปลงโปรแกรมคอมพิวเตอร์ภาษาใดๆไปเป็นภาษาเครื่องหรือรหัสคำาสั่งที่ส่วนควบคุมการทำางานของบอร์ดสมองกลฝังตัวสามารถนำาไปใช้งาน

!

สร้างชุดคำาสั่งควบคุมการทำางานบอร์ด

ประยุกต์การใช้งานตามจินตนาการ

ภาพที่2.7ภาพรวมการใช้งานKidBright

บทที่ 2

บทที่ 2

40

สวิทซ 1

วนรอบ

=ถา

ทำ Hello World!

1


งาน

สวิทซ 2 =ถา

ทำ

1


วนรอบ

งาน

บอร์ด KidBright ที่ใช้ในโครงการ Coding at School เป็น

บอร์ดที่พัฒนาขึ้นเป็นรุ่นที่สอง ภายใต้ชื่อ KidBright32

โดยใช้อุปกรณ์ควบคุมการท�างานขนาดเล็กหรือเรียกว่า

ไมโครคอนโทรลเลอร์ (เบอร์ ESP32) เป็นตัวควบคุมการ

ท�างานของบอร์ด พร้อมติดตั้งจอแสดงผล นาฬิกาเรียลไทม์

1

8 910

3 42

5

6

7

11

12

เซนเซอรวัดอุณหภูมิ LED แสดงผล เซนเซอรวัดแสง

ชองเสียบสายไมโครยูเอสบี

พอรตยูเอสบี สว�ตช 1 สว�ตช 2

สว�ตชร�เซ็ต ชองสัญญาณอินพ�ต 1-4 ชองสัญญาณเอาตพ�ต 1-2

ลำโพง คอนเนกเตอร

1 2 3

4 5 6

7 8 9

10 11 12

บอร์ดสมองกลฝังตัวKidBright

ล�าโพง และเซนเซอร์พื้นฐาน โดยบอร์ดจะรับชุดค�าสั่งจาก

โปรแกรมสร้างชุดค�าสั่ง KidBright IDE ผ่านสายยูเอสบี

(USB) บอร์ด KidBright สามารถเช่ือมต่อเซนเซอร์

ภายนอกต่าง ๆ เพิ่มเติมได้ผ่านช่องสัญญาณ IN1-IN4

ดังแสดงในรูปที่ 2.8

ภาพที่2.8องค์ประกอบต่างๆของบอร์ดKidBright(ด้านหน้า)

บทที่ 2

บทที่ 2

41

KidBright32เป็นการนำาเอาตัวKidBrightไปรวมกับIoT(InternetofThings)ช่วยให้มีการส่งข้อมูลผ่านระบบเครือข่ายไปควบคุมอุปกรณ์ต่างๆในระยะไกลไม่ว่าจะเป็นการรดน้ำาต้นไม้ผ่านมือถือหรือการควบคุมสิ่งต่างๆในระยะไกล

14 15

13

นาิกาเร�ยลไทม รางใสแบตเตอร�่ สวนควบคุมการทำงาน13 14 15

!

ภาพที่2.9องค์ประกอบต่างๆของบอร์ดKidBright(ด้านหลัง)

บทที่ 2

บทที่ 2

42

1 เซนเซอรวัดอุณหภูมิใชวัดคาอุณหภูมิที่อยูรอบๆบอรด KidBright

2 จอแสดงผล LEDใชแสดงผลตัวอักษรขอความ หรือรูปภาพ

3 เซนเซอรวัดแสงใชวัดปริมาณแสงที่อยูรอบๆบอรด KidBright

4 ชองเสียบสายไมโครยูเอสบีใชเปนชองรับกระแสไฟฟาจากแหลงจายกระแสไฟฟา และรับขอมูลจากคอมพิวเตอร

5 ลำโพงเปนแหลงกำเนิดเสียงใหกับบอรด KidBright

คอนเนกเตอรเปนชองทางในการเชื่อมตอกับบอรดเสริมของ KidBright

สว�ตช 2ใชควบคุมการทำงานของบอรด KidBright อาทิเชน กดสวิทช 2 แลวมีเสียงเพลง

10 สว�ตชร�เซ็ตใชรีเซ็ตหรือเริ่มตนการทำงานใหมของบอรด

11 ชองสัญญาณอินพ�ต 1-4ใชรับคาสัญญาณอินพุตแบบดิจิทัลจากอุปกรณภายนอกที่มาเชื่อมตอ

12 ชองสัญญาณเอาตพ�ต 1-2ใชสงคาเอาตพุตแบบดิจิทัลจากบอรด KidBright ไปยังอุปกรณภายนอกที่มาเชื่อมตอ

14 รางใสแบตเตอร�่ใสแบตเตอรี่สำหรับเปนแหลงจายไฟฟาใหกับนาิกาเรียลไทม

7 พอรตยูเอสบีใชควบคุมการทำงานของอุปกรณไฟฟาแบบยูเอสบี อาทิเชน เปด-ปดพัดลมยูเอสบี

8 สว�ตช 1ใชควบคุมการทำงานของบอรด KidBright อาทิเชน กดสวิตช 1 แลวใหแสดงขอความบนจอแสดงผล

นาิกาเร�ยลไทม ใชเปนอุปกรณบอกเวลาของบอรด KidBright ถาใสแบตเตอรี่จะทำใหนาิกาเรียลไทมเดินไดตรงเวลาแมไมมีการจายกระแสไฟฟาใหกับบอรด KidBright

13

15สวนควบคุมการทำงานของบอรด KidBrightบอรด KidBright ถูกควบคุมการทำงานโดยไมโครคอนโทรลเลอร ESP32 ซึ่งมีฟงกชันการเชื่อมตออินเทอรเน็ตผานไวไฟ (Wifi) และบลูทูธ (Bluetooth)

9

6

การทำางานขององค์ประกอบต่างๆในบอร์ด KidBright

บทที่ 2

บทที่ 2

43

พื้นฐาน

คณิตศาสตร

ตรรกะ

วนรอบ

รอ

เสียงดนตรี

เซนเซอร

เวลา

ไอโอ

ขั้นสูง

เปดไฟล บันทึกไฟล ลบไฟล ตั้งเวลาสรางโปรแกรม EN TH


วนรอบ


>


ถา

ทำ




29


วนรอบ


>


ถา

ทำ




29

โปรแกรมสร้างชุดค�าสั่ง KidBright IDE จะสร้างชุดค�าสั่ง

โดยใช้ Block Based Programming ซ่ึงสามารถลาก

บลอ็กชดุค�าสัง่มาเรยีงต่อกนัเพ่ือควบคมุให้บอร์ด KidBright

ท�างานตามล�าดับที่ก�าหนด จากนั้น KidBright IDE จะ

ท�าการแปลงชุดค�าสั่งเป็นโค้ดหรือรหัสค�าส่ังท่ีบอร์ดเข้าใจ

และส่งผ่านสายยูเอสบีไปยังบอร์ด เมื่อบอร์ดได้รับค�าสั่งจะ

ท�างานตามขั้นตอนที่ชุดค�าสั่งก�าหนดไว้

ภาพที่2.10โปรแกรมสร้างชุดคำาสั่ง

ภาพที่2.11การทำางานของโปรแกรมสร้างชุดคำาสั่ง

โปรแกรมชุดคำาสั่ง

บทที่ 2

บทที่ 2

44



ตรรกะ

วนรอบ

รอ



เวลา

ไอโอ




วนรอบ


>


ถา

ทำ




29

คุณสมบัติของ KidBright

Event-DrivenProgrammingคือวิธีการเขียนโปรแกรมคอมพิวเตอร์ที่ลำาดับการทำางานของโปรแกรมกำาหนดเหตุการณ์อาทิทำางานเมื่อผู้ใช้กดปุ่มMultitaskingProgrammingคือวิธีการเขียนโปรแกรมคอมพิวเตอร์ให้ทำางานแบบขนานทำาให้สามารถทำางานได้มากกว่าหนึ่งงานโดยไม่ต้องรอให้งานใดงานหนึ่งเสร็จก่อน

!

โปรแกรมสร้างชุดค�าสั่ง KidBright

IDE รองรบัการใช้งานบนคอมพวิเตอร์

รองรับการท�างานแบบเชิงเหตุการณ์

(Event-Driven Programming)

รองรับการท�างานแบบมัลติทาสกิ้ง

(Multitasking Programming)

รองรับการเชื่อมต่อเซนเซอร์ที่

หลากหลาย

รองรับการเชื่อมต่อระหว่างอุปกรณ์

(Internet of Things)

บทที่ 2

บทที่ 2

45

ภาพที่2.12การเชื่อมต่อบอร์ดKidBrightกับคอมพิวเตอร์

อุปกรณ์ที่จำาเป็น• คอมพิวเตอร์ส่วนบุคคลระบบปฏิบัติการ

Windows หรือ Mac OS

• บอร์ดสมองกลฝังตัว KidBright

• สายไมโครยูเอสบี

เริ่มการใช้งานขั้นตอนที่ 1 เชื่อมต่อบอร์ด KidBright เข้ากับคอมพิวเตอร์

ดังภาพที่ 2.12 โดยน�าสายไมโครยูเอสบีด้านที่เป็นยูเอสบี

(ด้านท่ีมีหัวต่อขนาดใหญ่) เสียบเข้ากับพอร์ตยูเอสบีของ

คอมพิวเตอร์ และน�าด้านไมโครยูเอสบี (ด้านที่มีหัวต่อ

ขนาดเล็ก) เสียบเข้ากับช่องเสียบสายไมโครยูเอสบีของ

บอร์ด KidBright (ช่องหมายเลข 4 ในภาพ 2.8)

ขั้นตอนการใช้งาน

บทที่ 2

บทที่ 2

46

Saowaluck

Typewriter

การติดตั้ง KidBright IDE 1. ทำการ Download KidBright IDE จาก www.kid-bright.org 2. ทำการติดตั้ง KidBright IDE กรณี Windows ให้ดับเบิ้ลคลิกไฟล์ KidBrightIDE-setup.exe กรณี Mac OS ให้แตกไฟล์ KidBrightIDE.app.zip จากนั้นคัดลอก KidBrightIDE.app ไปวางที่โฟลเดอร์แอปพลิเคชัน



ตรรกะ

วนรอบ

รอ



เวลา

ไอโอ



KidBright IDEKidBright IDE

ขั้นตอนที่ 2 เปิดโปรแกรมสร้างชุดค�าสั่ง KidBright IDE

ส�าหรับระบบปฏิบัติการ Windows

ดับเบิ้ลคลิกไอคอนของ KidBright IDE บนหน้าเดสก์ทอป

(Desktop) ดังภาพที่ 2.13 และจะปรากฏ KidBright IDE

ดังภาพที่ 2.15

ภาพที่2.15โปรแกรมสร้างชุดคำาสั่งKidBrightIDE

ภาพที่2.13ไอคอนKidBrightIDEบนหน้าเดสก์ทอป ภาพที่2.14ไอคอนKidBrightIDEบนหน้าแอปพลิเคชัน

ส�าหรับระบบปฏิบัติการ Mac OS

ดบัเบ้ิลคลกิไอคอนของ KidBright IDE บนหน้าแอปพลเิคชนั

(Applicaitons) ดังภาพที่ 2.14 และจะปรากฏ KidBright

IDE ดังภาพที่ 2.15

บทที่ 2

บทที่ 2

47



ตรรกะ

วนรอบ

รอ



เวลา

ไอโอ



เปดแฟมขอมูลที่เคยบันทึก

แถบเคร�่องมือจัดกลุม

ตามลักษณะการใชงาน

พ�้นที่สรางชุดคำสั่งโดยการลากบล็อกมาวางในพ�้นที่นี้

ลบแฟมขอมูลที่บันทึก

บันทึกบล็อกคำสั่ง

ในแฟมขอมูล

ทำการแปลงบล็อก

ใหเปนรหัสคำสั่งและ

สงรหัสคำสั่งไปยัง

บอรดผานสายยูเอสบี

ตั้งเวลาใหนาิกา

เร�ยลไทมบนบอรด

เปลี่ยนภาษาไทย/อังกฤษ

ส่วนประกอบของโปรแกรมสร้างชุดคำาสั่ง KidBright IDE

ภาพที่2.16ส่วนประกอบของโปรแกรมสร้างชุดคำาสั่งKidBrightIDE

บทที่ 2

บทที่ 2

48



ตรรกะ

วนรอบ

รอ



เวลา

ไอโอ


พ�้นฐาน (Basic Tab)คณิตศาสตร (Math Tab)

ตรรกะ (Logic Tab)

เสียงดนตร� (Music Tab)เซนเซอร (Sensor Tab)

ขั้นสูง (Advance Tab)ไอโอ (Comm Tab)

วนรอบ (Loop Tab)

เวลา (Real-time Clock Tab)

รอ (Wait Tab)

คำาสั่งควบคุมการทำางานของบอร์ด KidBright

คำาสั่งควบคุมการทำางานของบอร์ด KidBright ในรูปของบล็อก

บทที่ 2

บทที่ 2

49

ตรรกะ

วนรอบ

รอ



เวลา

ไอโอ





ลางแอลอีดี 16x8

แอลอีดี 16x8


แอลอีดี 16x8 แสดง 2 อักษร

แอลอีดี 16x8 แบบเลื่อน

หนวงเวลา 0.5

วนรอบ

Hello World!

กำหนดการแสดงผลบนจอแสดงผล ขนาด 16x8 จ�ด

ตามตำแหนงจ�ดที่ตองการ โดยการกดเลือก

จะปรากฎจ�ดสีแดงในตำแหนงที่เลือกแสดง

ลบขอความบนจอแสดงผล

แสดงตัวอักษร 2 ตัวบนจอแสดงผล

แสดงตัวอักษรว�่งบนจอแสดงผล

แสดงขอความที่กำหนดบนจอแสดงผล

แสดงตัวอักษรว�่งบนจอแสดงผล และว�่งจนครบตัวอักษรที่กำหนดกอนจึงจะทำคำสั่งอื่น

หนวงการทำงานตามเวลาที่กำหนดเปนว�นาที

วนทำงานซ้ำไปเร�่อย ๆ

พื้นฐาน (Basic Tab)เป็นบล็อกค�าสั่งที่ใช้งานบ่อย ๆ เช่น การแสดงตัวอักษรบนจอแสดงผล การหน่วงเวลา และการวนรอบ

ภาพที่2.17บล็อกในแถบพื้นฐาน

บทที่ 2

บทที่ 2

50

ตรรกะ

วนรอบ

รอ



เวลา

ไอโอ





กำหนดคาคงที่ตามที่ตองการ เม่ือกดตัวเลขจะปรากฎคียบอรดตัวเลขใหกำหนดคา

คำนวณทางคณิตศาสตรของตัวเลขหร�อตัวแปรดานซายและขวา

กำหนดคาใหกับตัวแปร X

สรางตัวแปรที่ตองการ

+

x

0

กำหนด x เปน

คณิตศาสตร์ (Math) เป็นบล็อกค�าสั่งที่ใช้ก�าหนดค่าคงที่ ก�าหนดตัวแปร หรือค�านวณทางคณิตศาสตร์

ภาพที่2.18บล็อกในแถบคณิตศาสตร์

บทที่ 2

บทที่ 2

51



เวลา

ไอโอ




ตรรกะ

วนรอบ

รอ


กำหนดเง�่อนไขการทำงาน ถาเง�่อนไขหลัง ถา เปนจร�งจะทำคำสั่งใน ทำ

เปร�ยบเทียบคาดานซายและดานขวา สามารถเลือก

เง�่อนไขการเปร�ยบเทียบ เปน =, <, >, !=

กำหนดเง�่อนไขการทำงาน ถาเง�่อนไขหลัง ถา เปนจร�ง

จะทำคำสั่งใน ทำ ถาไมเปนจร�งทำคำสั่งใน นอกเหนือจากนี้

ไม

=

และ

แอลอีดีเมตริกสพรอม

จริง

สวิตช 1 กด

สวิตช 1 ปลอย

สวิตช 2 ปลอย

สวิตช 2 กด

ถา

ทำ


กำหนดการทำงานจากเง�่อนไขสองเง�่อนไข โดยสามารถกำหนดใหทำงาน

เมื่อเง�่อนไขใดเง�่อนไขหนึ่งเปนจร�ง หร�อ เปนจร�งหร�อเปนเท็จทั้งสองอัน

กลับผลลัพธของสิ�งที่มาตอทาย

กำหนดคาเปน จร�ง หร�อ เท็จ

ตรวจสอบดูวาจอแสดงผลอยูในสถานะพรอมแสดงหร�อไม

ถาพรอมจะสงคา 1 ถาไมพรอมจะสงคา 0

ตรวจสอบการกดสว�ตช 1 ถากดสงคา 1 ถาไมกดสงคา 0

ตรวจสอบการปลอยสว�ตช 1 ถาปลอยสงคา 1 ถาไมปลอยสงคา 0

ตรวจสอบการกดสว�ตช 2 ถากดสงคา 1 ถาไมกดสงคา 0

ตรวจสอบการปลอยสว�ตช 2 ถาปลอยสงคา 1 ถาไมปลอยสงคา 0

ถา

ทำ

ตรรกะ (Logic Tab)เป็นบล็อกค�าสั่งที่ใช้ก�าหนดเงื่อนไข และการตรวจสอบสถานะของสวิตช์ 1 และสวิตช์ 2

ภาพที่2.19บล็อกในแถบตรรกะ

บทที่ 2

บทที่ 2

52



เวลา

ไอโอ




ตรรกะ

วนรอบ

รอ


คำสั่งใหทำงานวนซ้ำ

ทำซ้ำขณะที่ ทำซ้ำเมื่อเง�่อนไขขางหลังเปนจร�ง

ทำซ้ำจะกระทั่ง หยุดการทำซ้ำเม่ือเง�่อนไขขางหลังเปนจร�ง

หยุดการทำซ้ำ

ดำเนินการทำซ้ำ

ออกจากการวนรอบ

ไปยังรอบถัดไป

ทำ

ทำซ้ำขณะที่



เวลา

ไอโอ




ตรรกะ

วนรอบ

รอ


รอจนกวาจอแสดงผล จะพรอมทำงาน

รอจนกวาสว�ตช 1 ถูกกด

รอจนกวาสว�ตช 1 ถูกปลอย

รอจนกวาสว�ตช 2 ถูกกด

รอจนกวาสว�ตช 2 ถูกปลอย

รอแอลอีดี 16x8 พรอม

รอสวิตช 1 กด

รอสวิตช 1 ปลอย

รอสวิตช 2 กด

รอสวิตช 2 ปลอย

ภาพที่2.20บล็อกในแถบวนรอบ

ภาพที่2.21บล็อกในแถบรอ

วนรอบ (Loop Tab)เป็นบล็อกค�าสั่งที่ให้ท�างานวนรอบ

รอ (Wait Tab)เป็นบล็อกค�าสั่งให้หยุดการท�างานชั่วคราวเพื่อรอสถานการณ์ เช่น หยุดรอจนกระทั่งมีการกดสวิตช์ 1

บทที่ 2

บทที่ 2

53



ตรรกะ

วนรอบ

รอ



เวลา

ไอโอ



ใหลำโพงสงเสียงตัวโนตที่กำหนด ตามระยะเวลาที่กำหนด

ใหลำโพงพักการออกเสียงตามระยะเวลาที่กำหนด

ตั้งคาโนตเสียง

ตั้งความดังเสียง

อานคาความดังเสียง


พักโนต ความยาว 0

สเกล ซีเมเจอร โนต โต7 ความยาว 0

ตั้งความดังเสียง 50

อานคาความดังเสียง



ตรรกะ

วนรอบ

รอ



เวลา

ไอโอ



อานคาจากเซนเซอรวัดอุณหภูมิ

อานคาจากเซนเซอรวัดแสง

ตรวจสอบดูวาสว�ตช 1 มีการกดหร�อไม ถามีสงคา 1 ถาไมมีสงคา 0

ตรวจสอบดูวาสว�ตช 2 มีการกดหร�อไม ถามีสงคา 1 ถาไมมีสงคา 0

สวิตช 1


หัววัดระดับเสียง

สวิตช 2

ภาพที่2.22บล็อกในแถบเสียงดนตรี

ภาพที่2.23บล็อกในแถบเซนเซอร์

เสียงดนตรี (Music Tab)เป็นบล็อกค�าสั่งให้ล�าโพงส่งเสียงตามตัวโน้ตที่ก�าหนด อ่านและตั้งระดับความดังเสียง

เซนเซอร์ (Sensor Tab)เป็นบล็อกค�าสั่งการเรียกใช้งานเซนเซอร์วัดแสงและเซนเซอร์วัดอุณหภูมิ รวมถึงตรวจสอบสถานะสวิตช์

บทที่ 2

บทที่ 2

54



ตรรกะ

วนรอบ

รอ



เวลา

ไอโอ



อานคาป เดือน วันและเวลาจาก Real-time Clock

อานคาป เดือน วันจาก Real-time Clock

อานคาเวลาจาก Real-time Clock

อานคาวันจาก Real-time Clock

อานคาเดือนจาก Real-time Clock

อานคาปจาก Real-time Clock

อานคาชั่วโมงจาก Real-time Clock

อานคานาทีจาก Real-time Clock

อานคาว�นาทีจาก Real-time Clock

วันเดือนป

วันเดือนป/เวลา

เวลา

วัน

ชั่วโมง

นาที

เดือน

ป

วินาที

เวลา (Real-time Clock Tab)เป็นบล็อกค�าสั่งที่เกี่ยวข้องกับนาฬิกาเรียลไทล์ เช่น วัน เดือน ปี และเวลา

ภาพที่2.24บล็อกในแถบเวลา

บทที่ 2

บทที่ 2

55

Saowaluck

Textbox

ม์



ตรรกะ

วนรอบ

รอ



เวลา

ไอโอ



สงคาสถานะ เปด/ปด ไปยังเอาตพ�ตที่กำหนด

อานคาสถานะเอาตพ�ตที่กำหนด

สงคา เปด/ปด ไปยังยูเอสบี

อานคาสถานะยูเอสบี

สลับคาสถานะเอาตพ�ตที่กำหนด ถาสถานะเดิมเปน เปด

จะสลับเปน ปด ถาสถานะเดิมเปน ปด จะสลับเปน เปด

สลับคาสถานะยูเอสบี ถาสถานะเดิมเปน เปด

จะสลับเปน ปด ถาสถานะเดิมเปน ปด จะสลับเปน เปด

เขียนเอาตพุต 1 สถานะ ปด


สลับสถานะยูเอสบี

สลับเอาตพุต 1 สถานะ

อานสถานะเอาตพุต 1

อานสถานะอินพุต 1

อานสถานะยูเอสบี

อานคาสถานะอินพ�ตที่กำหนด



ตรรกะ

วนรอบ

รอ



เวลา

ไอโอ



กำหนดใหทำงานมัลติทาสกิ�งงาน

ภาพที่2.25บล็อกในแถบไอโอ

ภาพที่2.26บล็อกในแถบขั้นสูง

ไอโอ (Comm Tab)เป็นบล็อกค�าสั่งที่อ่านและควบคุมสถานะของยูเอสบี

ขั้นสูง (Advance Tab)เป็นบล็อกค�าสั่งที่เกี่ยวข้องกับการท�างานแบบมัลติทาสกิ้ง

บทที่ 2

บทที่ 2

56



ตรรกะ

วนรอบ

รอ



เวลา

ไอโอ



ลางแอลอีดี 16x8



แอลอีดี 16x8 แสดง 2 อักษร

แอลอีดี 16x8 แบบเลื่อน

หนวงเวลา 0.5

เปดไฟล บันทึกไฟล ลบไฟล สรางโปรแกรม



ตรรกะ

วนรอบ

รอ



เวลา

ไอโอ



ภาพที่2.27เลือกบล็อกแอลอีดี16x8จากแถบพื้นฐาน

ภาพที่2.28วางบล็อกแอลอีดี16x8บนพื้นที่สร้างชุดคำาสั่ง

ทดลองเขียนโปรแกรม เขียนโปรแกรมเพื่อแสดงภาพเลขหนึ่งบนจอแสดงผลของบอร์ด KidBright

ขั้นตอนที่ 1 ที่ KidBright IDE ด้านซ้าย ลากบล็อกแอลอีดี 16x8 จากแถบพื้นฐาน (บล็อกในกรอบสีเหลือง) ดังภาพที่ 2.27

และวางบนพื้นที่สร้างชุดค�าสั่งดังภาพที่ 2.28 แต่ละจุดเล็ก ๆ ที่เรียงต่อกับเป็นเมทริกซ์บนบล็อกแอลอีดี 16x8 คือตัวแทน

ของจุดแต่ละจุดบนจอแสดงผลของบอร์ด KidBright

บทที่ 2

บทที่ 2

57

เปดไฟล บันทึกไฟล ลบไฟล สรางโปรแกรม



ตรรกะ

วนรอบ

รอ



เวลา

ไอโอ




ขั้นตอนที่ 2 เลือกช่องเล็ก ๆ ในบล็อกแอลอีดี 16x8 ให้เป็นจุดสีแดงในต�าแหน่งที่แสดงตัวเลขหนึ่งดังภาพ 2.29 จุดที่เลือก

เป็นสีแดงบนบล็อกแอลอีดี 16x8 เป็นการสั่งให้จอแสดงผลบนบอร์ด KidBright แสดงเป็นสีแดงด้วย

ขั้นตอนที่ 3 กดปุ่ม สร้างโปรแกรม ดังแสดงในภาพที่ 2.30

ภาพที่2.29เลือกจุดสีแดงในตำาแหน่งที่แสดงตัวเลขหนึ่ง

ภาพที่2.31รูปเลขหนึ่งแสดงบนหน้าจอ

ภาพที่2.30กดปุ่มสร้างโปรแกรม

ขั้นตอนที่ 4 โปรแกรมสร้างชุดค�าสั่งจะท�าการแปลงบล็อก

ไปเป็นรหัสค�าสั่ง เมื่อเรียบร้อยแล้วจะส่งรหัสค�าสั่งไปยัง

บอร์ด KidBright ผ่านสายยูเอสบี และจะปรากฏเลขหนึ่งที่

จอแสดงผลของบอร์ด KidBright

บทที่ 2

บทที่ 2

58

สถานการณ์ที่ 1การเข้าค่ายพักแรมของกิจกรรมลูกเสือ เนตรนารี นักเรียนจะต้องเตรียมอุปกรณ์อะไรบ้าง และอุปกรณ์เหล่าน้ัน

มีความจ�าเป็นเช่นไร

เมื่อเข้าค่ายพักแรมแล้ว เกิดเหตุการณ์ฝนตก ขณะท่ีนักเรียนก�าลังหุงข้าวเพื่อรับประทานอาหารเย็น นักเรียนจะมีขั้นตอน

การแก้ปัญหาอย่างไร อธิบาย

กิจกรรม

บทที่ 2

บทที่ 2

59

สถานการณ์ที่ 2นักเรียนได้รับมอบหมายจากผู้ปกครอง ให้ไปซื้ออาหารกลางวันมารับประทานในวันหยุด ซ่ึงตลาดอยู่ห่างจากบ้านนักเรียน

200 เมตร ขณะที่เดินทางไปตลาด นักเรียนเห็นสุนัขฝูงหนึ่งก�าลังไล่กัดคน นักเรียนจะแก้ไขปัญหาเช่นไร

เมื่อนักเรียนเดินทางไปถึงเป้าหมาย แต่ปรากฏว่า ร้านอาหารที่เป็นร้านประจ�าไม่เปิดขาย นักเรียนจะแก้ปัญหาเช่นไร ที่จะมี

อาหารกลางวันรับประทาน

สรุปเนื้อหาในบทนี้ครอบคลุมเน้ือหาเก่ียวกับความหมายของเขียนโปรแกรม การเขียนภาษาบล็อก รายละเอียดของอุปกรณ์ต่าง ๆ บนบอร์ด KidBright รวมถึงแถบการใช้งานต่าง ๆ ของ KidBright IDE

บทที่ 2

บทที่ 2

60

จงอธิบายความหมายของคำาต่อไปนี้ สมองกลฝังตัว

ระบบปฏิบัติการ

แบบฝึกหัด

บทที่ 2

บทที่ 2

61

จงอธิบายหน้าที่ของคำาต่อไปนี้บอร์ดสมองกลฝังตัว KidBright

โปรแกรมสร้างชุดค�าสั่ง KidBright IDE

เซนเซอร์วัดแสงบนบอร์ด KidBright

เซนเซอร์วัดอุณหภูมิบนบอร์ด KidBright

ช่องสัญญาณอินพุตบนบอร์ด KidBright

ช่องสัญญาณเอาต์พุตบนบอร์ด KidBright

บทที่ 2

บทที่ 2

62

จงเขียนโปรแกรมแสดงตัวเลข 10 บนจอแสดงผล

บทที่ 2

บทที่ 2

63

บทที่ 2 ท่องไปในโลก kidbright เอกสารร่าง version...

Documents