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【应用软件】创客入门必备工具之软件类(下)

编辑:Robin2015-11-17 浏览次数:1724

创客入门必备工具——软件类(下)

 

 

Scratch for Arduino(S4A)

S4A打通了Scratch和Arduino之间的通道,我们可以使用S4A编写Arduino程序。S4A基于Scratch 1.4开发,是最早的将Scratch应用于Arduino的软件之一,目前已经处于停止更新的状态。下图是一个很简单的L灯闪烁程序:

运行S4A首先需要在Arduino控制器中下载一个S4A提供的固件,通过这个固件S4A便可以和Arduino进行通信。同类型的软件还有S2A(Scratch to Arduino,需要Python支持,功能强大,但是几乎已经停止更新)、ScratchX(可以实现硬件和网络扩展,也可以使用网站中他人分享的扩展,如Arduino、EV3、LeapmotionlittleBits、Scratch3D等Snap4Arduino(将强大的Snap!与Arduino结合,由原S4A团队开发,比较小众)等。

ArduBlock

ArduBlock由上海新车间的李大维创作,国内外使用的人群很广泛。它非常适用于教育目的,笔者也曾在培训中使用该软件进行教学。下图是程序截图:

图中的程序将水位传感器的信息不断报告给Arduino的串口监视器。那么它与之前的S4A有什么不同呢?在逻辑上它们类似,都是通过积木进行Arduino的编程,但是ArduBlock本质上是Arduino IDE的“翻译器”,它会将积木程序转换为代码,再通过Arduino IDE上传至Arduino控制器,并不需要和Arduino一直保持连接的状态。同时ArduBlock的修改也非常简单,源代码中有大量的外部配置文件。如图中的“奥松机器人”模块便是笔者添加上去的,你也可以添加自己想实现的模块。

App Inventor 2

App Inventor 2(简称AI2,由MIT开发)实现了安卓软件的快速开发。AI2是基于事件驱动的浏览器程序(国内最新的地址是广州电教馆服务器,我们只需要将要用的控件拖拽至界面,调整好布局和基本的属性后进行编程即可。下图是一个简单的Screen:

笔者设计了一个简单的短信发送界面,然后进入编程界面:

代码浅显易懂,我们通过AI Companion(AI伴侣)即可在线完成动态调试。所谓动态是指,当手机和电脑处于同一个局域网时(如连接到同一个WIFI上),网页上的任何改动可以实时地反映在手机上,非常便于调试最终还可以打包成apk我们来看看手机端的软件:

我先“选择联系人”再选择13***105(联系人名称为欠费测试,笔者手机的第二张卡),使用18***442(笔者手机的第一张卡)发送“测试 测试”。稍等片刻就可以收到第一张卡发给第二张卡的信息。其实这就是一个最简单的短信发送界面。整个软件从开始编写、调试到打包安装,笔者只用了半个小时就实现了,由此可见AI2开发的速度之快。

AI2可以使用安卓手机的许多传感器,如相机(拍照应用)、加速度传感器(类似于微信摇一摇的功能)、GPS(获取精度、纬度、高度信息)、方向传感器(计步器)、蓝牙(实现与Arduino通信),甚至还能实现了乐高NXT的接口,这意味着AI2程序可以和NXT主控器通信。AI2还实现了很多“软”的功能,如扫描条形码、语音识别、网络/本地数据库等。AI2在国内外还有很多赛事,有兴趣的读者可以自行留意。

123D Design

123D Design由Autodesk发布(它还推出过著名的AutoCAD),是一款免费的三维 CAD 软件,使用它可以快速将构思成型。其社区非常活跃,下面的截图的模型便是从社区下载来的:

123D还有一系列有趣的软件,如123D Catch可以从多张平面图片中生成三维模型(然后使用3D打印机就能得到模型);123D Make将三维模型转换为二维切割图形;123D Sculpt+结合纹理、绘画甚至个人照片生成模型,并可运行在IOS和安卓设备上;Tinkerplay提供了许多3D模型;Tinkercad自称最简单的3D建模软件,运行在网页上,并有浅显易懂的操作教程。与123D Design类似的软件还有SketchUp

SolidWorks

SolidWorks是世界上第一个基于Windows开发的三维CAD系统,并且功能非常强大,组繁多,但是并非免费软件。下图是使用SolidWorks构建AS-2WD轮式机器人装配体模型

3ds MAX

3ds MAX主要应用于建筑、影视、游戏、动画方面,可以创建专业品质三维动画、渲染和模型。下图是使用3ds MAX设计小型人性机器人外观时的工作界面,更多复杂功能需要读者自行研究

Kodu

Kodu可以制作3D游戏,操作简单,很有吸引力,小学生也能很快上手。它有点类似于《我的世界》(Minecraft),都是由操作者构建整个世界,不同的是Kodu已经内置了许多地形,而且可以进行简易地编程,实现角色的逻辑。下图是Kodu官方网站中由用户上传的Kodu世界,由上传时间可以看出这是一个非常活跃的社区:

Stencyl

Stencyl是一个非常专业的2D游戏引擎,因为它内置了重力效果,定义了各种表面的摩擦力,组间碰撞测试等。它的编程和Scratch类似,也是通过积木块的堆叠实现功能。但是其积木块数量众多,而且和Scratch的角色不同的是,Stencyl制作的是实例化到场景中的角色模板。虽然是积木式图形化编程,但其编程思想已经和面向对象、模板非常接近,对于初学者来说这个软件并不太容易上手。

付费版Stencyl有一个优势,它几乎支持任何平台:IOS、安卓、Flash、Windows、Mac、Linux。下图分别是Stencyl的场景编辑器和编程界面:

 

 

机器人调试助手

这是一款非常实用的机器人开发调试软件从常用的单片机串口调试助手演变而来,主要适用于各种轮式和履带式移动机器人,软件集成远程目标管理、数据通信监视、视频窗口、运动导航自定义功能设置区,通过这款软件读者可以很轻松实现机器人移动机器人的无线操控,目前网上可以下载到最常用的版本2.2还在不定期更新

结语

纵观编程语言,从机器码、汇编、C语言、面相对象的编程语言,其门槛越来越低,抽象程度越来越高。以前从事编程工作需要坚实的计算机基础,如今小学生就可以操作门槛很低、抽象程度更高的Scratch进行编程。说明科技社会在不断进步,简单易用已成为软件工具开发的核心。另一方面,丰富的类库、开源的软件,也能让更多的用户参与其中。有没有哪款软件符合你的胃口呢?由于文章篇幅所限,各种软件下载地址,笔者已在奥松机器人创客社区论坛发帖,大家可以去查找,或者扫下面的二维码查看!

 

 

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