2018年8月8日 星期三

從安裝到使用 Scratch 寫程式控制 Tello


前一篇提到在手機上可以運用 DroneBlocks App,以堆疊積木的方式寫出程式控制 Tello。現在我們把設備換成有 WiFi 的電腦,同樣在電腦上面堆疊出控制 Tello 的積木,用的軟體是 Scratch。

Scratch其實是一個電腦程式的開發平台,它的開發者期望透過這個平台,讓使用者在愉快的環境下透過實際操作(如設計互動故事)去學習程式設計、數學和計算知識。最近大家不斷在談的STEM(Science科學, Technology技術, Engineering工程, Mathematics數學)或STREAM(同STEM,多加一個 Art 藝術)教育,很多也都是利用Scratch來完成的。

在Tello的官網上,Scratch也是官方有文件支持的開發平台。雖然上面只有幾行字,很簡略的告訴你要怎麼樣安裝。不過真的就只要那幾行,就可以用 Scratch 開始控制 Tello。現在就用我的寫法,告訴你要怎麼樣開始吧!


我們先從「官方」的東西開始,大家會比較放心。進到Ryze Technology的Tello產品,點選下載。左方的「文檔與手冊」中會有「Scratch README」,把它點開來看,裡面的內容大致是這個樣子。
  1. 安裝 Scratch 2.0 離線編輯器 (https://scratch.mit.edu/download
  2. 下載並安裝 node.js (https://nodejs.org/
  3. 下載 Tello.js 和 Tello.s2e 兩個檔案(https://dl-cdn.ryzerobotics.com/downloads/tello/20180222/Scratch.zip) ,解開檔案進入資料夾,鍵入 node Tello.js
  4. 打開 Scratch 2.0,按住「Shift」鍵,點選「檔案」選單,「匯入實驗性 HTTP 擴充功能」,選擇資料夾中的 Tello.s2e 檔案。
  5. Tello 的控制介面會出現在 Scratch 的「更多積木」當中。
官方文件寫的很精簡,真的有點太過精簡,下面就用我們的方式來介紹。


Step 1. 安裝 Scratch 2.0 離線編輯器


點選文件中的下載 連結(https://scratch.mit.edu/download),進入 Scratch 2.0 的下載畫面。你會發現,如果跟我一樣是 Mac 的使用者,還得先安裝 Adobe AIR 才能開始用。所以,也只好點選畫面中 Adobe AIR 的連結,先把它給裝好。


Adobe AIR 的安裝過程很簡單,而且都寫中文,照著做就可以了。裝好後要記得回到 Scratch 的下載畫面,在步驟2 「Scratch 離線編輯器」點選「下載」。


下載回來的檔案是個 dmg 檔,打開後裡面只有一個「Install Scratch 2」,雙擊打開安裝程式。

原則上也是照著引導去做而已,沒有什麼難度。裝好後就可以打開 Scratch 離線編輯器囉,感覺跟 DroneBlocks 很像吧!



Step 2. 下載並安裝 Node.js

第二個步驟是下載 Node.js,這個網頁好像沒有做中文的,大家練練英文能力吧!


打開 https://nodejs.org/ 網站後,理論上會跳出你系統相對應的 Node.js 版本。macOS (x64) 目前有兩個版本可以選擇,隨便選一個你喜歡的就可以。


下載回來的是 pkg 的安裝包,點開來照著步驟裝就可以。預設的安裝包應該會安裝 Node.js 和npm 兩個東西,有興趣的再深入去查資料,要不然把它裝好就行了。


Step 3. 下載 Tello.js 和 Tello.s2e

第三個步驟,要從 Ryze Technology 的網站上下載 Tello.js 和 Tello.s2e 兩個檔案(https://dl-cdn.ryzerobotics.com/downloads/tello/20180222/Scratch.zip),下載回來記得把壓縮檔給解開。Tello.js 要用 Node.js 執行,跑在背景和你的 Tello 連線溝通用的。Tello.s2e 則是定義 Scratch 中控制 Tello 的自訂積木。


我們在這個步驟先處理 Tello.js,進到 Scratch 後再處理另一個檔案。在 Mac 的環境底下,進入應用程式找出「終端機」,或英文的「Terminal」。在裡面鍵入 node ,加一個空格,然後把 Tello.js 那個檔案拖進去,最後按下 Enter。

跳出「Tello Scratch Ext running at http://127.0.0.1:8001/」,恭喜你已經成功了!


Step 4. 打開 Scratch 載入 Tello.s2e

現在要來處理 Scratch 自訂積木的檔案,也就是 Tello.s2e。開始使用前我們先把這個 Tello.s2e 改成繁體中文的 TelloCht.s2e。

隨便用一個文字編輯器打開 Tello.s2e,你會發現內容是這個樣子的:


我們把內容改成繁體中文後,會變成這個樣子,把它存成 TelloCht.s2e。


接下來打開 Scratch ,按住 Shift 鍵不放,點選「檔案」選單。要是沒按著 Shift,檔案選單裡面不會出現「匯入實驗性 HTTP 擴充功能」的選單。


選擇「匯入實驗性 HTTP 擴充功能」選單,點選剛剛弄好的 TelloCht.s2e 檔案,回到 Scratch 中選擇「更多積木」,就可以看到「起飛」、「降落」等控制 Tello 的積木了。


Step 5. 執行 Tello 任務

最後這個部分涉及的是 Scratch 的使用方式,這邊只講最簡單的。Scratch需要使用「事件」來驅動,動作一定是從點擊綠旗開始。也就是說,你的程式得先從事件的積木中,把那個「當(綠旗)被點擊」的積木拖出來,再開始接其他的積木。

最簡單的飛行任務就是「起飛」和「降落」,我們就把「起飛」和「降落」兩個積木從「更多積木」中拖出來,接到綠旗那個積木下面。不過要是「起飛」和「降落」兩個命令下得太靠近,起飛的動作還沒完成的話,Tello會直接忽視「降落」這個指令,所以在中間我們塞入另一個「等待10秒」的積木。


最後,確認電腦的 WiFi 連上 Tello ,就可以按下綠旗開始試驗起飛降落是否成功了!


當你熟練一點 Scratch 的使用方式,就可以設計一個用鍵盤導控 Tello 的小程式了。像我自己做的這個,還順帶連動畫的視窗一起做了呢!

不單是鍵盤導控而已,你也可以用 Scratch 來挑戰 DroneBlocks 的任務喔!

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