Raspberry Pi är ett utmärkt sätt att lära sig både gör-det-själv-teknik och programmering på en budget. De är också fantastiska billiga datorer för barn, med massor av fantastiska lärresurser inkluderade för att hjälpa unga hjärnor att förstå användbara koncept för framtiden.
Det finns många fantastiska nybörjarprojekt där ute som använder Pi:s GPIO-stift (allmänt in-/utdata). Det är också bra för kodning, eftersom Raspbian-operativsystemet kommer med Python inbyggt. Det finns till och med en version av Minecraft för Pi som kan hjälpa dig att lära dig både nybörjarelektronik och Python!
Även om det här är bra för personer med viss kodningserfarenhet, tänk om du ville lära någon hur man använder Pi:s GPIO-stift utan att behöva lära sig ett programmeringsspråk?
Med Scratch kan du.
Idag kommer vi att använda Scratch för att tända en lysdiod kopplad till våra GPIO-stift, samtidigt som vi lär oss om några grundläggande animations- och programmeringsidéer — allt utan att behöva skriva någon kod! Denna handledning är perfekt för att få barn att engagera sig i DIY-elektronik och programmatiskt tänkande från en tidig ålder. Både videon och artikeln är perfekta för hemmet eller klassrummet.
Vad du behöver
1 x Raspberry Pi med Raspbian installerad. En Pi 3 används idag, men vilken Pi som helst klarar 1 x LED 1 x 220 ohm eller högre motstånd 1 x breadboard 2 x kopplingstrådar
Installation av LED
Vi vill ställa in vår LED och resistor på breadboarden så här:
Här är ett diagram över samma inställning. Lägg märke till att i detta diagram är lysdioden tvärtom, men kretsen är fortfarande exakt densamma.
Vi vill ställa in den så att anslutningstråden från GPIO-stift 5 ansluter till benet på vår motstånd. Motståndets andra ben fäster på den positiva sidan av vår LED. Om du undrar vilken sida det är, titta på toppen av din LED. Ena sidan ska vara böjd och den andra sidan ska vara platt. De böjd sidan är positivoch den platt sidan är negativ. Använd en bit kopplingskabel för att ansluta den negativa sidan av lysdioden till en GND stift.
Kontrollera att din krets är korrekt och starta upp din Pi! Om du undrar vilken pin som är vilken, kan vår nybörjarguide till Pi:n hjälpa dig.
Scratch Basics
För att öppna scratch, klicka på Raspberry Pi-startmenyn och navigera till Programmering > Scratch 2.0. När scratch öppnas ser det ut ungefär så här:
Det händer mycket här, men det är ganska enkelt att få kläm på. De vänster sidan av skärmen är där handlingen sker. Allt vi kodar kommer att spelas upp i den här rutan.
Strax nedanför den är sprite fönster där du kan ladda in bilder i ditt program, eller måla dina egna sprites om du känner dig kreativ!
I den mitten panelen, hittar du alla block du kan använda för att skapa dina program. Du kommer också att märka att två flikar kallas Kostymer och Ljud som du kan använda för att anpassa ditt projekt ännu mer, men idag kommer vi inte att använda dem.
På höger är där du kan dra dessa block för att få magin att hända!
Den högra sidan är för närvarande tom. Låt oss göra något åt det!
GPIO-stift
Innan vi går vidare måste vi lägga till några block till vår verktygslåda för att komma åt våra GPIO-stift och slå på vår LED. Klicka på i mittpanelen Fler block.
Klicka nu Lägg till en tillägg och välj Pi GPIO. Detta kommer att lägga till block som vi kan använda med våra Raspberry Pi-stift.
Nu när vi har alla verktyg vi behöver, låt oss göra ett program!
Ljusavgivande katt
Eftersom vi redan har en kattsprite inläst, låt oss använda den. Vi ska göra ett program som får katten att ta ett steg närhelst en knapp klickas, och få lysdioden att lysa i en sekund varje gång. Börja med att ta tag i flytta 10 steg kvarter från Rörelse och dra den till det tomma utrymmet till höger. Klicka nu på Fler block fliken och dra ställ in GPIO-utgången på till höger och anslut den till botten av det första blocket. Det ska se ut så här:
Du kommer att märka att det finns ett nummer 5 i mitt GPIO-block, klicka på den vita cirkeln och ange numret på din GPIO-pin här. Om du ställer in din LED på samma sätt som visades ovan kommer den också att vara nummer 5. Om du nu klickar på kodblocket kommer den att lysa ett ögonblick. Det betyder att den är igång, så du bör se din katt röra sig och lysdioden tänds. Framsteg!
Gör det mer komplicerat
Nu när vi har en grundläggande start, låt oss lägga till lite mer logik till vår kod. Just nu tänds vårt ljus och slocknar aldrig igen. Vad vi vill är att den ska vänta en stund innan den går av igen. Vi kommer att använda en vänta block för detta.
Under Kontrollera flik, ta tag i en vänta 1 sek blockera och fäst den i botten av din hög. Nu vet programmet att vänta en sekund varje gång det kommer dit. För att stänga av lysdioden igen, ta en annan ställ in GPIO-utgången på blockera och dra den till botten.
Den här gången vill vi att den ska stänga av lysdioden genom att ställa in GPIO på utgång låg. Klicka på den lilla rullgardinsmenyn bredvid utgång hög och ändra det till utgång låg. Glöm inte att detta block också behöver samma GPIO-nummer som det ovanför!
Det ska se ut så här:
När du nu klickar på kodblocket ska katten röra sig och lysdioden ska tändas i en sekund innan den släcks. Just nu fungerar detta bara när vi klickar på vårt kodblock. Låt oss skapa en knapp för att göra det istället.
Knapp, knapp, jag har knappen!
Vi behöver något att klicka för att säga åt vår katt att röra sig. En pil borde göra susen! I den Sprites fönstret nere till vänster, klicka på knappen bredvid Ny sprite. Detta låter oss välja från ett bibliotek med sprites som kommer med Scratch.
Vi använder spriten Pil1 eftersom det verkar lämpligt för vårt program, men du kan använda vilken sprite du vill. Du kan till och med rita dina egna sprites i Scratch, eller ladda upp bilder som du har gjort någon annanstans att använda. När du har lagt till din pil ska den visas i samma ruta som din katt till vänster. Dra katten till vänster sida av skärmen och din pil till toppen så här:
Vi måste ge vår pil en egen uppsättning block. Dubbelklicka på pilen sprite, du ska se att rutan till höger är tom nu. Vi vill att vår katt ska köra sitt kodblock varje gång pilen klickas.
För att göra detta, ta tag i när denna sprite klickade kvarter från evenemang flik. Det betyder att när du klickar på pilen kommer dess block att börja köras. Nu måste vi skicka ett meddelande till vår katt när det händer. Lyckligtvis låter Scratch oss göra exakt det.
Tar emot dig, högt och tydligt!
Vi kommer att skicka ett meddelande till vår katt med hjälp av utsända blockera. Ta den från evenemang fliken och placera den under när denna sprite klickade blockera. Detta block kommer att skicka ett meddelande till varannan sprite i vårt program. Just nu står det meddelande1, men låt oss lägga till vårt eget meddelande genom att klicka på rullgardinsmenyn bredvid meddelande1 och välja nytt meddelande. Typ gå i fönstret som dyker upp och klicka på OK.
Dubbelklicka nu på katten igen. Vi måste säga åt katten att lyssna efter det här sändningsmeddelandet. Dra När jag tar emot blockera till toppen av stapeln vi redan har gjort, och se till att rullgardinsmenyn läser gå också. Nu, varje gång du klickar på pilen i den vänstra rutan sänder den gåfår katten gå och rör sig och lysdioden ska lysa.
Bra gjort! Det ser bra ut! Det finns bara en sista sak vi kan göra för att göra det ännu bättre.
Never-Ending Cat Story
Om du har klickat på din pil tillräckligt många gånger, kommer du förmodligen att märka att din katt har försvunnit till höger på skärmen. Vi kunde bara ta tag i det och dra tillbaka det varje gång, men bra programmerare är lata och de får koden att göra jobbet åt dem. Låt oss vara bra programmerare och använda block för att få vår katt att flytta tillbaka av sig själv.
Dra katten tillbaka till vänster sida av skärmen och se till att den inte rör vid kanten. Placera muspekaren över mitten av kattspriten och titta i det nedre hörnet av den vänstra rutan. Det kommer att finnas en x och a y där följt av två siffror. Skriv ner dessa, vi kommer att behöva dem om en minut.
Varje gång vår katt rör sig vill vi säga till den: om du trycker på höger sida av skärmen, gå tillbaka till början. Vi kan använda block för att berätta detta. Börja med att ta tag i om då kvarter från Kontrollera fliken och dra den under dina kodblock. Den här ser lite annorlunda ut, den har ett diamantgap i toppen och ett mellanrum i mitten. Vi använder dessa luckor för att berätta vad den ska göra.
Gå nu till Avkänning fliken och välj röra muspekaren? blockera. Du kommer att märka att det är en diamantform, som passar perfekt in i diamantgapet i om då blockera. Om du har problem med att få den att passa in, dra den till höger sida om om då först och flytta den åt vänster tills du ser det diamantformade gapet lysa. Du kommer också att märka att det står muspekare vilket inte är vad vi vill. Använd rullgardinsmenyn för att välja kant istället.
Än så länge säger den här delen av blocket Om katten rör vid kant gör… ingenting än så länge. Låt oss ändra på det.
Tillbaka till början
Vår om
Scratch är ganska smart, och kommer att ha satt x- och y-talen där din kattsprite redan är placerad, men kontrollera att dessa siffror matchar de du skrev ner tidigare. Om de inte gör det, ändra dem genom att klicka på de vita rutorna bredvid x: och y:.
Hela kodblocket för din katt ska se ut så här.
Detta är nu ett fullt fungerande program! När du klickar på pilen tillräckligt många gånger för att din katt träffar andra sidan av fönstret, kommer han att hoppa tillbaka till start igen.
Det var allt, vi är klara. Bra gjort!
Nu kan du använda Scratch på Raspberry Pi
Idag har du skapat ett program som inkorporerade animation (när katten rörde sig), gör-det-själv-elektronik (att bygga en LED-krets och styra den) och lite programmerares logik för att göra ditt liv lite enklare.
Allt utan att behöva skriva en enda rad kod.
Om du är förälder eller lärare finns det många bra sätt att introducera barn för kodning, och massor av fantastiska nybörjarhårdvaruprojekt som passar unga sinnen. Allt som gör gör-det-själv-elektronik och datoranvändning tillgängligt för barn kan bredda deras sätt att tänka och sätta upp dem med grunderna för att lära sig större och bättre saker i efterhand.
Om författaren
Ian Buckley (220 artiklar publicerade)
Ian Buckley är en frilansjournalist, musiker, artist och videoproducent bosatt i Berlin, Tyskland. När han inte skriver eller står på scen, pysslar han med DIY-elektronik eller kod i hopp om att bli en galen vetenskapsman.
Mer från Ian Buckley
Prenumerera på vårt nyhetsbrev
Gå med i vårt nyhetsbrev för tekniska tips, recensioner, free e-böcker och exklusiva erbjudanden!
Klicka här för att prenumerera
