Scratch voor makers

Motortjes aansturen, lampjes aan- en uitzetten, en allerlei sensoren uitlezen. Dat kan ook met Scratch. Tenminste, als je Scratch koppelt aan Lego WeDo of aan een mBot. Dan kun je meer leren over robotica en programmeren.

Verder kun je Scratch ook met de 'buitenwereld' laten communiceren door de BBC micro:bit te gebruiken als een games controller. Met Makey Makey kun je ook controllers maken, evenals muziekinstrumenten van keukenrollen, een gaspedaal voor een racespel en nog veel meer.

Lego WeDo

Lego WeDo biedt de mogelijkheid om een idee te krijgen hoe robots informatie over de wereld verzamelen en verwerken. Met Lego WeDo kun je een of twee lego-motortjes aansturen en twee sensoren uitlezen. Het gaat om een afstandsensor cq bewegingssensor en een tiltsensor, ook wel kantelsensor genoemd.

Afstandsensor en kantelsensor

De afstandssensor kan voorwerpen waarnemen tot een afstand van pakweg 15 cm. Deze sensor gebruikt hiervoor twee "oogjes". De ene zendt infraroodlicht uit, de andere meet hoeveel er van dit licht wordt teruggekaatst door een voorwerp dat recht voor de sensor staat.

De tiltsensor kan vijf standen "meten". Naar voren, naar achteren, naar links, naar rechts en horizontaal.

Voorbeeld: reus wakker maken

Door sensoren te gebruiken, kan je Lego-bouwwerk reageren op wat er gebeurt in de omgeving. In Lego WeDo 1.0 zit bijvoorbeeld een bouwinstructie voor een reus met daarnaast een bewegingssensor. Zo kun je de reus wakker laten worden (met het motortje wat omhoog laten gaan) als je een Lego-poppetje naar de reus toe laat lopen (wat de afstandssensor kan waarnemen). In Scratch programmeer je dat met een programmaatje dat het volgende moet laten gebeuren: "als de waarde van de bewegingssensor kleiner dan vijf is, zet motor aan gedurende 2 seconden".

De motor zelf is op een paar manieren te programmeren. Wat je kunt aanpassen zijn de draairichting, hoe hard de motor draait en hoe lang de motor achter elkaar draait.

Twee versies

Er zijn op dit moment twee versies van Lego WeDo op de markt. Versie 1 werkt met een USB-hub en bevat veel leuke modellen voor jonge kinderen, waaronder een voetbalbeen met doelman en een trommelende aap.

Daarnaast is er een extra cd-rom en een uitbreidingspakket te koop met "moeilijkere" modellen die ook leuk zijn voor wat oudere kinderen, vanaf 8 jaar. En je kunt uiteraard zelf modellen ontwerpen.

Het enige dat je hoeft te doen om aan de slag te kunnen gaan, is het USB-kabeltje aansluiten op je laptop of computer en in Scratch bij de scripts bij "Meer blokken" voor "voeg een uitbreiding toe" te kiezen. Dit is echt plug-and-play.

Helaas is dat bij Lego Wedo 2.0 niet het geval. Deze versie bevat andere Lego, andere modellen om te bouwen (veel meer auto's, omdat ze draadloos te besturen zijn) en veel leuke inspiratie om zelf aan het bouwen te slaan. Alleen contact maken via bluetooth gaat lang niet op elke laptop goed. Bovendien is Windows 10 een vereiste.

Contact maken met de USB-hub van WeDo 2.0 gaat niet rechtsstreeks via Scratch. Daar heb je een hulpprogramma voor nodig. Het Scratchteam heeft dat gemaakt. Meer informatie hierover vind je op:

https://scratch.mit.edu/wedo

Werkt je WeDo niet goed met de apparatenbeheerder van MIT, dan is er een alternatief hulpprogramma te vinden op deze Engelstalige site:

http://www.picaxe.com/Teaching/Other-Software/Scratch-Helper-Apps/

Om dit programma te kunnen gebruiken, heb je echter wel een extra Bluetooth-dongel nodig, die vrij prijzig is.

Makey Makey

Drummen op een drumstel van wc-rollen of een elektronische xylofoon maken met keukenrollen. Dat kan met Makey Makey, een klein apparaatje dat zich voor kan doen als toetsenbord.

In dit project vind je een voorbeeld van zo'n drumstel en xylofoon: https://scratch.mit.edu/projects/79762132/

En hier vind je uitleg over hoe je een gaspedaal voor een racespelletje kunt maken met Makey Makey en een game controller voor het spelletje Pong:

http://programmeren-met-scratch.blogspot.nl/2015/06/blog-post.html

Hoe werkt het?

Een Makey Makey kun je via een USB-kabeltje op je computer of laptop aansluiten. De Makey Makey kan vervolgens dezelfde signalen doorgeven aan de computer als een toetsenbord doet. Bij een Makey Makey gebeurt dat alleen niet door op een knopje te drukken, maar door een stroomkring te sluiten.

Hiervoor sluit je per "toets" twee stroomdraadjes aan op de Makey Makey: eentje op de aarde en eentje op een specifieke "toets".

Vervolgens kun je tussen die twee draadjes van alles plaatsen dat stroom geleidt. Zo kun je bijvoorbeeld van bananen een piano maken, en van speelgoedklei een gamecontroller maken.

Voorbeeld: schreeuwende wortel

Ook mogelijk: een schreeuwende wortel. Verbind een mes met een stroomdraadje met de aarde op de Makey Makey en een wortel met een "toets" op de Makey Makey. Nu kun je de wortel laten schreeuwen als hij wordt doorgesneden door in Scratch een schreeuwgeluid op te nemen en dat af te laten spelen als de computer het signaal van de specifieke toets van de wortel doorkrijgt.

mBot

Rijdend robotje met allerlei sensoren en led-lampjes

De mBot is een klein, rijdend robotje dat te programmeren is met mBlock, een variant van Scratch 2.0 waar extra robotprogrammeerblokjes aan zijn toegevoegd.

Via mBlock kun je een hele rits sensoren van de mBot uitlezen, zoals een afstandsensor, een lijnvolgsensor en een lichtsensor. Daarnaast kun je er motortjes en Led-lampjes mee aan- en uitzetten. Met mBlock kun je verder alles wat met de Scratch offline editor ook kan, alleen kun je geen projecten op de Scratch website uploaden. Zo kun je bijvoorbeeld een variabele snelheid aanmaken en die zowel gebruiken om de snelheid van de mBot mee te bepalen als voor een zelf te tekenen en programmeren snelheidsmeter op je computerscherm.

Bij de mBot zit ook een afstandsbediening die je zelf kunt programmeren. Oftewel, je kunt zelf bepalen wat er moet gebeuren als iemand op de afstandsbediening bijvoorbeeld op het pijltje naar rechts drukt of bijvoorbeeld op het cijfer 1.

Arduino-microcontroller aan boord

Via een Bluetooth- of Wifi-verbinding kun je draadloos contact maken met de mBot, die een Arduino-microcontroller aan boord heeft. Hierdoor kan hij vrij rondrijden en tijdens de rit sensorinformatie doorgeven aan je laptop. Je kunt je programmeercode meteen uit proberen, zonder eerst je programmaatje op de Arduino te zetten.

Je programma wel eerst naar de Arduino van de mBot uploaden kan ook. Dan heb je daarna geen laptop meer nodig als het programma draait. Wil je aanpassingen doen in je code? Dan heb je wel weer je laptop nodig om die aanpassingen te doen en dan kun je daarna je aangepaste programma uploaden op de mBot.

Tips

De sterk op Scratch lijkende editor mBlock kun je hier downloaden: http://www.mblock.cc/download/

Voordat je de eerste keer aan de slag gaat met het programmeren van de mBot, is het belangrijk om de firmware van de Arduino op de mBot te updaten. Daarvoor moet je de mBot met de bijgeleverde USB-kabel op je laptop aansluiten, verbinding maken via de "seriële poort" (heet meestal COM3) en dan kun je onder "verbinden" op "firmware upgraden" klikken. Let op: dit moet je opnieuw doen als je een software-update van mBlock op je laptop uitvoert!

Daarna kun je een verbinding maken via bluetooth of Wifi (klik op 2.4 GHz serieel).

Vertaling Scratchblokken

mBlock is net als Scratch naar het Nederlands vertaald. Er is alleen wel een andere vertaler aan het werk geweest. Veel blokken hebben net iets andere tekst.

De extra groene robotblokken zijn deels naar het Nederlands vertaald en deels niet. Met een klein beetje hulp moeten kinderen hier echter wel mee uit de voeten kunnen.

BBC Micro:bit

Figuurtjes in Scratch-games laten bewegen via draadloze besturing. Dat kan met de BBC micro:bit, een hulpprogramma en een speciale Bluetooth-dongel.

Knopjes en versnellingsmeter

Op de micro:bit zitten twee knoppen (A en B) die je kunt indrukken. Als je dat doet, stuurt de micro:bit via Bluetooth een signaal naar je Scratch-programma.

Verder is het versnellingsmetertje interessant om te gebruiken. Daarmee kun je bijvoorbeeld een figuurtje van links naar rechts over het scherm laten bewegen als je de micro:bit schuin naar links of schuin naar rechts houdt.

Er zit ook een kantelsensor op die vijf standen heeft, net als de kantelsensor van Lego WeDo.

Het allerleukste van de micro:bit, het display, is helaas met Scratch niet zo goed te gebruiken. Je kunt er alleen een scrollende tekst op laten zien, en niet de led-lampjes individueel aan- en uitzetten, iets wat met sommige andere programmeertalen wel kan.

Speciaal hulpprogramma

Het Engelse bedrijf Revolution Education stelt via deze website http://www.picaxe.com/BBC-microbit gratis software ter beschikking om de BBC micro:bit te gebruiken als gamecontroller voor Scratch. Belangrijkste nadeel is dat je wel een speciale bluetooth-dongel nodig hebt die duurder is dan de BBC micro:bit zelf.

Hier vind je wat voorbeeldjes van de programmeerblokken die je met de micro:bit kunt gebruiken: http://programmeren-met-scratch.blogspot.nl/2017/

ScratchX

In ScratchX staat de X voor eXtensies, oftewel uitbreidingen. Dit zijn speciaal gemaakte varianten van Scratch die overweg kunnen met gegevens op het web (het weer, Twitter, de locatie van het International Space Station …) of met hardware als Arduino, LittleBits, Fisher Price Robots, Lego EV3 en meer.

Je wordt op de site van ScratchX wel gewaarschuwd: deze varainaten van Scratch zijn niet de officiele Scratch zoals ontwikkeld door het MIT Media Lab en het Scratch team neemt geen verantwoordleijkheid. Aan de andere kant zijn veel van deze uitbreidingen gemaakt door medewerkes van het Scratch team zoals Eric Rosenbaum, Kreg Hanning and Sayamindu Dasgupta.