Ardublock如何玩转机器人？

第一部分： Ardublock 是什么？为什么用它玩转机器人？

想象一下，你要指挥一个机器人完成“向前走5秒，然后停下来”这个任务。

• 传统编程（C/C++）：你需要写 digitalWrite( motorPin, HIGH ); delay(5000); digitalWrite( motorPin, LOW ); 这样的代码，每个字符都不能错,还要记住函数名和参数。
• Ardublock 编程：你只需要从左侧功能区拖出 “设置数字引脚为高电平”、“等待（毫秒）”、“设置数字引脚为低电平” 这几个积木块,像拼图一样组合在一起就行。

Ardublock 的核心优势：

1. 零门槛入门：无需记忆任何代码,通过直观的图形块理解程序逻辑。
2. 即时反馈：点击“上传到 Arduino”按钮，程序立刻运行,错误一目了然。
3. 快速上手：几个小时就能点亮一个LED灯，几天就能让小车动起来,成就感爆棚！
4. 无缝衔接：Ardublock 生成的代码是标准的 Arduino C++ 代码，当你熟悉后，可以轻松切换到文本编程,实现更复杂的功能。

第二部分：准备工作 - 硬件与软件

在开始玩转机器人之前,你需要准备以下几样东西：

硬件清单

• 主控板：Arduino UNO R3 是最经典、最适合初学者的选择。
• 机器人套件：这是最有趣的部分！你可以选择：
  • 入门级小车套件：通常包含两个直流减速电机、一个带轮子的底盘、一个电机驱动板（如 L298N）、一个超声波传感器（用于避障）、若干螺丝和杜邦线,这是体验机器人运动的最佳选择。
  • 传感器套件：如果不想做小车，可以买一个包含各种传感器的套件，如 LED 灯、蜂鸣器、按钮、光敏电阻、舵机、红外接收器等,可以制作各种互动小装置。
• 数据线：一根 USB 2.0 Type-A to Type-B 线，用于连接电脑和 Arduino。

软件安装

1. 安装 Arduino IDE：

   • 访问 Arduino 官网 https://www.arduino.cc/en/software 下载并安装最新的 Arduino IDE。
   • 这是 Ardublock 的基础平台。

2. 安装 Ardublock：

   
   （图片来源网络，侵删）
   • Ardublock 有两个版本，推荐安装 Ardublock-all 版本,因为它包含了所有功能。
   • 下载地址（在 GitHub 上）：https://github.com/zhuowei/ardublock/releases 下载 ardublock-all.jar 文件。
   • 将下载好的 ardublock-all.jar 文件复制到 Arduino IDE 的安装目录下的 tools 文件夹里。tools 文件夹不存在,就新建一个。
   • 重要：在 tools 文件夹里，你需要再创建一个名为 Ardublock 的文件夹，然后把 ardublock-all.jar 放进这个 Ardublock 文件夹里。

3. 重启并配置 Ardublock：

   • 完成安装后，完全关闭并重新打开 Arduino IDE。
   • 在 Arduino IDE 的顶部菜单栏，点击 工具 -> 打开 Ardublock，如果成功，会弹出一个新的 Ardublock 编程窗口。
   • 首次配置：在 Ardublock 窗口中，点击齿轮图标（设置），在弹出的窗口中，选择你的 Arduino 的型号（如 Arduino UNO）和正确的串口（COM口，在 Windows 设备管理器中可以找到）。

第三部分： Ardublock 核心积木块解析

Ardublock 的界面分为三个区域：

• 工具栏：最上方，有保存、上传、设置等按钮。
• 功能区：左侧，按功能分类（程序控制、引脚、传感器、机器人等）。
• 编程区：右侧，一个空白的画布,你在这里拖拽和拼接积木块。

我们来认识几个最核心的积木块类别：

程序控制

这是程序的“骨架”,决定了代码的执行顺序。

• setup()：程序开始时只运行一次的积木块，通常用来初始化引脚（比如设置某个引脚为输出）。
• loop()：程序运行完毕后会无限循环运行的积木块,这是机器人持续行动的核心。
• ....：条件判断，如果满足某个条件，就执行“后面的代码。
• ....否则...：更完整的条件判断。
• 等待...毫秒：让程序暂停一段时间,非常重要！

引脚

这是 Arduino 与外部世界沟通的“手和脚”。

• 设置引脚模式为...：在 setup() 积木块里使用，用于定义一个引脚是 输入 还是 输出。
  • 输出：可以向外供电或发送信号，如点亮 LED、控制电机。
  • 输入：可以读取外部信号，如读取按钮是否按下、传感器数值。
• 设置数字引脚...为高/低电平：用于 output 引脚，高电平（通常为5V）可以点亮 LED，低电平（0V）则熄灭。
• 读取数字引脚...的值：用于 input 引脚，读取到的值是 高 (1) 或 低 (0),常用于读取按钮状态。
• 读取模拟引脚...的值：用于读取模拟传感器（如光敏电阻、温度传感器）的值，返回一个 0-1023 之间的整数。

机器人

这是 Ardublock 的精华所在,专门为控制机器人设计的积木块。

• 启动电机...在端口...以速度...：这是控制电机最核心的积木，你需要选择控制哪个电机（M1, M2），并设置速度（-255 到 255，负数表示反转）。
• 停止电机...在端口...：让指定端口（M1 或 M2）的电机停止。
• 所有电机停止：让所有连接的电机都停止。
• 舵机...转到角度...：用于控制舵机，让机器人头部或机械臂转动到特定角度（0-180度）。

传感器

• 超声波传感器...测距...：连接超声波传感器后，可以直接获取前方障碍物的距离（单位：厘米）。
• 读取红外接收管...的值：用于红外遥控器,可以读取不同按键的编码。

第四部分：实战演练 - 让你的第一个机器人动起来！

我们以最常见的 “两轮避障小车” 为例，体验一下 Ardublock 的魅力。

任务：让小车向前走，遇到墙壁就自动后退并转向。

硬件连接（假设套件已连接好）

• Arduino UNO
• 电机驱动板 L298N
  • IN1, IN2 -> 控制左轮电机正反转
  • IN3, IN4 -> 控制右轮电机正反转
  • ENA, ENB -> 使能端，通常接高电平
  • +12V, GND -> 接外部电池电源
  • GND -> 接 Arduino GND (共地)
• 超声波传感器
  • VCC -> Arduino 5V
  • GND -> Arduino GND
  • Trig -> Arduino 数字引脚 13
  • Echo -> Arduino 数字引脚 12

编程步骤

打开 Ardublock,开始拖拽积木！

第一步：初始化 (setup) 在 setup() 积木块里,我们设置电机驱动板控制引脚为输出模式。

• 拖一个 setup() 积木到编程区。
• 从 “引脚” -> “数字” 分类下，拖出 4 个 设置引脚模式为... 积木。
• 将它们分别设置为：

  引脚 8

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