UMake là hệ thống các block kiểu module điện tử chạy trên nền tảng Arduino cho phép những người mới tìm hiểu, những người không chuyên, các em học sinh ở độ tuổi nhỏ (tiểu học) có thể dễ dàng nắm bắt và sáng chế công nghệ với Arduino.

UMake được tạo ra để hoạt động trên nền tảng phần cứng và phần mềm Arduino. Ngoài ra, điểm đặc biệt của UMake là có thể lập trình bằng ngôn ngữ Scratch 2.0 rất phổ biến cho trẻ em do MIT phát hành.

Xem chi tiết hơn về giới thiệu hệ thống Umake tại link sau: giới thiệu UMake

Các bạn có thể download tài liệu bắt đầu cơ bản với UMake Arduino Starter Kit: Starter Kit V1

Trong bài viết này, chúng tôi sẽ hướng dẫn các bạn lập trình UMake với phần mềm mBlock, một biến thể của Scratch 2.0 được sinh ra để hỗ trợ tương tác với phần cứng thuộc hệ sinh thái Arduino.

Download mBlock tại đây: mBlock V3.4.11

Giới thiệu giao diện của mBlock

Thao tác các khối lệnh

Quản lý các khối lệnh được nhóm thành nhiều nhóm khác nhau có màu sắc để phân biệt tùy theo chức năng các nhóm khối lệnh.

• Nhóm Motion chứa các lệnh làm nhân vật (Sprite) chuyển động

• Nhóm Looks chứa các lệnh thay đổi hình thức của nhân vật

• Nhóm Sound chứa các lệnh điều khiển âm thanh

• Nhóm Pen chứa các lệnh điều khiển bút vẽ để làm các dự án có vẽ hình tự động

• Nhóm Data & Blocks chứa các lệnh quản lý các biến lưu trữ dữ liệu và các Blocks do người dùng tự tạo (còn gọi là chương trình con)

• Nhóm Events chứa các lệnh để quản lý các sự kiện mà người dùng thao tác với phần mềm (như gõ phím, click chuột, vv…)

• Nhóm Control chứa các lệnh quản lý việc thực thi lệnh (như điều kiện If Then, vòng lặp…)

• Nhóm Sensing chứa các lệnh quản lý các thông số trên màn hình như màu sắc, vị trí, nhấn phím….

• Nhóm Operators chứa các lệnh thao tác về toán học như so sánh, cộng trừ nhân chia, phép logic…

• Nhóm Robots chứa các lệnh điều khiển robot, phần này sẽ do nhà cung cấp tạo ra tùy theo loại Robot hay board mạch phần cứng cụ thể

Cài đặt thư viện lệnh UMake

Trên thanh Menu, vào Tab Extension và click vào Manage Extension để vào cửa sổ quản lý các Gói lệnh mở rộng cho Robot  (không nằm trong mặc định của Scratch)

Chọn thẻ Available và search UMake sau đó click Download

Các block lệnh của UMake sẽ xuất hiện trong nhóm Robot trên phần mềm mBlock:

Quản lý Board mạch phần cứng

UMake sử dụng lõi Arduino Uno, vì vậy vào thẻ Boards trên thanh Menu, chọn  Arduino Uno

Quản lý kết nối với Board mạch Arduino

UMake Arduino UNO sử dụng cổng kết nối Serial, sau khi cắm thiết bị, vào Connect, chọn Serial Port và số hiệu cổng COMx sẽ xuất hiện tương ứng với thiết bị đã kết nối

PHÂN BIỆT SCRATCH MODE VÀ ARDUINO MODE

Chế độ Scratch Mode:  là chế độ mặc định hoàn toàn giữ nguyên các chức năng giống Scratch cho phép bạn lập trình Games, ứng dụng, hoạt hình,.....như lập trình Scratch trong đó mở rộng thêm các chức năng ra lệnh và nhận thông tin từ UMaker Arduino để làm cho phần mềm trở nên phong phú và đặc biệt có thể tương tác với thế giới vật lý. Ví dụ như muốn một nhân vật có thể hiển thị số liệu cảm biến đo khoảng cách khi bấm phím SPACE từ máy tính thì chỉ cần ngắn gọn trong gói câu lệnh sau:

Như vậy, việc sử dụng chế độ Scratch mode được xem như là mở rộng các bài học và trải nghiệm trong quá trình học Scratch khi cho phép Scratch có thể tương tác với Phần cứng ngoài, các cảm biến và các bộ phận chấp hành khác nhau để tương tác qua lại giữa ứng dụng Scratch và thế giới vật lý thật.

Khi sử dụng Scratch Mode, Arduino bắt buộc phải được kết nối liên tục với máy tính để các lệnh trao đổi dữ liệu giữa Scratch và Board mạch Arduino.

Chế độ Arduino Mode

Để chuyển qua chế độ Arduino thì vào Edit và tick vào Arduino Mode

Chế độ Arduino Mode là chế độ mà Scratch chỉ đóng vai trò trung gian, người dùng có thể lập trình kéo thả các khối lệnh xử lý chương trình, dữ liệu và các lệnh Arduino để ghép lại thành chương trình hoàn chỉnh, sau đó chương trình được chuyển đổi sang mã CODE Arduino và nạp vào trong board mạch để chạy. Tóm lại, chế độ Arduino Mode là chế độ mà phần mềm sẽ được thực thi trên board mạch Arduino chứ không phải từ máy tính, khi đã nạp chương trình, Board mạch có thể hoạt động độc lập mà không cần phải kết nối với máy tính.  

Trong chế độ Arduino, hầu hết các blocks xử lý hình ảnh, âm thanh, di chuyển ….của Scratch sẽ bị ẩn, chỉ còn lại các block cơ bản và các block liên quan đến Arduino UMake để có thể lập trình.

Lưu ý: chế độ  Arduino mode, bắt buộc phải sử dụng dây cáp USB để kết nối máy tính với Arduino khi nạp