แผนการสอนวิชา mBlock 5 ระยะเวลา 6 ชั่วโมง

• mBot2 เป็นหุ่นยนต์เพื่อการศึกษา ที่ออกแบบมาให้เหมาะสำหรับการเรียนรู้ด้าน Coding, Robotics และ AIoT (Artificial Intelligence of Things)
• ถูกพัฒนาต่อยอดจาก mBot รุ่นแรก โดยเพิ่มความสามารถด้านการเชื่อมต่อ, ประสิทธิภาพ และความแม่นยำของเซนเซอร์
• ใช้สำหรับฝึกทักษะ การคิดเชิงคำนวณ (Computational Thinking), การแก้ปัญหา (Problem Solving) และ การทำงานเป็นทีม ผ่านการเรียนแบบ Project-based Learning

1. โครงสร้างตัวหุ่นยนต์ → มีล้อ 2 ล้อหลัก (ขับเคลื่อนด้วยมอเตอร์) และล้ออิสระ (Caster Wheel)
2. มอเตอร์ (Motors) → ขับเคลื่อนล้อ ทำให้หุ่นยนต์เคลื่อนไหวไปข้างหน้า ถอยหลัง เลี้ยวซ้าย-ขวา
3. RGB Line Follower Sensor → ใช้ตรวจจับเส้นสีดำ/สีขาวบนพื้น เหมาะสำหรับกิจกรรม Line Following
4. Ultrasonic Sensor → ใช้วัดระยะห่างจากสิ่งกีดขวาง สามารถทำให้หุ่นยนต์หยุดหรือเลี้ยวอัตโนมัติ
5. บอร์ดควบคุม CyberPi → เป็นไมโครคอนโทรลเลอร์หลักของ mBot2 มีจอ LCD ขนาดเล็ก, ปุ่มควบคุม, ไมโครโฟน และสามารถเชื่อมต่อ Wi-Fi ได้

• เชื่อมต่อได้หลายรูปแบบ → ผ่าน USB และ Wi-Fi (สะดวกสำหรับ IoT และ Cloud Project)
• รองรับการเขียนโปรแกรมด้วย mBlock 5 → ใช้การเขียนโปรแกรมแบบบล็อก (Block-based Coding) ที่ง่ายต่อการเรียนรู้ และสามารถเขียนเป็น Python ได้สำหรับผู้เรียนที่ก้าวหน้า
• ความยืดหยุ่นในการประยุกต์ → สามารถต่ออุปกรณ์เสริม เช่น เซนเซอร์อื่น ๆ, Servo Motor หรือแม้กระทั่งโมดูล IoT

• ใช้เป็น เครื่องมือในการเรียนรู้การเขียนโปรแกรมเชิงบล็อกและเชิงข้อความ (Text-based Coding)
• ฝึกทักษะ การคิดเชิงคำนวณ (CT) เช่น การวิเคราะห์ปัญหา, การออกแบบอัลกอริทึม และการใช้เหตุผลเชิงตรรกะ
• ส่งเสริมการเรียนรู้แบบ STEM Education (Science, Technology, Engineering, Mathematics)
• พัฒนาทักษะ การแก้ปัญหาเชิงสร้างสรรค์ เช่น การออกแบบหุ่นยนต์แข่งขัน, การสร้างโครงงาน IoT และ AI เบื้องต้น
• สร้างแรงบันดาลใจให้นักเรียนสนใจ วิทยาการคอมพิวเตอร์, หุ่นยนต์ และ AI

• mBlock 5 เป็นซอฟต์แวร์การเขียนโปรแกรมแบบ Block-based ที่ถูกพัฒนาต่อยอดมาจาก Scratch 3.0
• จุดเด่นคือ ใช้งานง่าย เพียงลากและวางบล็อกคำสั่ง (Drag-and-drop) ทำให้นักเรียนเข้าใจการเขียนโปรแกรมโดยไม่ต้องกังวลเรื่องโค้ดไวยากรณ์
• รองรับทั้ง การเขียนโปรแกรมบล็อก สำหรับผู้เริ่มต้น และ โหมด Text (Python) สำหรับผู้เรียนที่ก้าวหน้า

• สามารถเขียนโปรแกรมควบคุมหุ่นยนต์ต่าง ๆ เช่น mBot2, Codey Rocky, Ultimate Robot
• รองรับ IoT (Internet of Things): เขียนโปรแกรมควบคุมอุปกรณ์ที่เชื่อมต่ออินเทอร์เน็ต
• รองรับ AI (Artificial Intelligence): เช่น การรู้จำภาพ (Image Recognition), การรู้จำเสียง (Speech Recognition), Text-to-Speech
• ใช้ควบคุม อุปกรณ์เสริม (Extension) เช่น เซนเซอร์, มอเตอร์, หน้าจอแสดงผล

1. พื้นที่บล็อกคำสั่ง (Blocks Area)
   • รวมบล็อกโปรแกรมที่ถูกจัดหมวดหมู่ เช่น Motion, Looks, Events, Control, Operators, Sensing
   • มีบล็อกเฉพาะสำหรับการควบคุมหุ่นยนต์ mBot2 และ Extension อื่น ๆ
2. พื้นที่ทำงาน (Coding Area / Scripts Area)
   • พื้นที่ที่ผู้เรียนลากบล็อกมาวางเรียงลำดับ เพื่อสร้างโปรแกรม
   • บล็อกสามารถเชื่อมต่อกันเป็นชุดคำสั่งที่ทำงานต่อเนื่อง
3. เวที (Stage)
   • แสดงผลการทำงานของ Sprite (ตัวละคร) ในโปรแกรม
   • ใช้ในการทดลองโค้ดที่เกี่ยวข้องกับภาพเคลื่อนไหว เกม และมัลติมีเดีย
4. พื้นที่ควบคุม Sprite/Device
   • ใช้เลือกอุปกรณ์หรือหุ่นยนต์ที่จะควบคุม เช่น mBot2
   • ผู้เรียนสามารถสลับโหมดระหว่าง Stage Mode (ทำงานบนจอคอม) และ Device Mode (ควบคุมหุ่นยนต์จริง)

• รองรับการเชื่อมต่อกับหุ่นยนต์ mBot2 ผ่าน USB, Bluetooth หรือ Wi-Fi
• มี Extension ให้เลือกใช้ เช่น AI, IoT, การรู้จำใบหน้า, การแปลภาษาอัตโนมัติ
• สามารถสลับไปยัง โหมด Python ได้ทันที เพื่อต่อยอดความรู้การเขียนโปรแกรมแบบ Text
• มีฟีเจอร์สำหรับ การเรียนรู้ STEM + Coding แบบ Project-Based Learning

• ง่ายต่อการเรียนรู้ → ผู้เริ่มต้นสามารถเรียนรู้แนวคิดการเขียนโปรแกรมได้โดยไม่ต้องกังวลกับโค้ดที่ซับซ้อน
• สร้างความเข้าใจเชิงคำนวณ → ทำให้นักเรียนเข้าใจการทำงานแบบลำดับขั้น (Sequence), การทำซ้ำ (Loop), และการตัดสินใจ (Condition)
• เสริมทักษะการแก้ปัญหา → นักเรียนสามารถทดลอง เขียนโค้ด และแก้ไขได้ทันทีจากผลลัพธ์
• รองรับการเรียนรู้แบบ Active Learning ผ่านการทำโครงงานจริง เช่น ควบคุมหุ่นยนต์เดินตามเส้น, หุ่นยนต์เลี่ยงสิ่งกีดขวาง, IoT Smart Home

• RGB Sensor (Red, Green, Blue Sensor) เป็นเซนเซอร์ที่ใช้ตรวจจับแสงหรือสี โดยอาศัยหลักการสะท้อนของแสงที่ตกกระทบวัตถุ
• เซนเซอร์สามารถตรวจวัดความเข้มของแสงในสามช่องสี (R, G, B) แล้วส่งข้อมูลกลับไปยังบอร์ดควบคุม (CyberPi ใน mBot2)
• mBot2 ใช้ RGB Line Follower Sensor แบบพิเศษที่สามารถตรวจจับได้ทั้ง “สีของวัตถุ” และ “เส้นสีบนพื้น”

• เมื่อแสงจากเซนเซอร์ตกกระทบวัตถุ → วัตถุสะท้อนแสงกลับมา
• เซนเซอร์จะแยกแสงสะท้อนเป็น ค่าสีแดง เขียว น้ำเงิน
• โปรแกรมใน mBlock 5 จะตีความค่าสี (Color Value) และส่งสัญญาณให้มอเตอร์ทำงานตามเงื่อนไข
• ตัวอย่าง:
  • ถ้าค่า R, G, B รวมกันต่ำ → พื้นที่เป็นสีดำ
  • ถ้าค่า R, G, B รวมกันสูง → พื้นที่เป็นสีขาว

1. Line Following (ติดตามเส้น)
   • ใช้ RGB Sensor ตรวจจับเส้นสีดำบนพื้น → หุ่นยนต์สามารถเคลื่อนที่ตามเส้นอัตโนมัติ
2. Color Detection (ตรวจจับสี)
   • ตรวจจับวัตถุสีเฉพาะ เช่น แยกกล่องสีแดง/สีน้ำเงิน
   • ประยุกต์ใช้ในงานคัดแยกสิ่งของ (Sorting System)
3. Direction Control (ควบคุมทิศทาง)
   • เมื่อเจอเส้นหรือสัญลักษณ์สี → หุ่นยนต์ปรับทิศทาง เช่น เลี้ยวซ้าย/เลี้ยวขวา

• ใช้บล็อกคำสั่งที่เกี่ยวข้องกับ RGB Line Follower Sensor เช่น:
  • “อ่านค่าของ RGB Sensor”
  • “ถ้าเจอสีดำ → เลี้ยวซ้าย, ถ้าเจอสีขาว → เลี้ยวขวา”

• หุ่นยนต์เดินตามเส้นสีดำบนพื้น
  • นักเรียนวาดเส้นทางเป็นเส้นสีดำบนกระดาษขาว
  • เขียนโค้ดใน mBlock 5 ให้ mBot2 อ่านค่าเซนเซอร์ซ้ายและขวา
  • หุ่นยนต์จะสามารถเคลื่อนที่ตามเส้นโค้งหรือเส้นทางที่ซับซ้อนได้
• โครงงานประยุกต์:
  • หุ่นยนต์ส่งของในเส้นทางที่กำหนด
  • ระบบคัดแยกวัตถุตามสี (เช่น แยกของสีแดงกับสีน้ำเงิน)

• Ultrasonic Sensor คือ เซนเซอร์ที่ใช้คลื่นเสียงความถี่สูง (Ultrasound) ในการวัดระยะทางระหว่างเซนเซอร์กับวัตถุ
• หลักการนี้คล้ายกับการใช้ เรดาร์ (Radar) หรือ โซนาร์ (Sonar) ที่ใช้ในเรือดำน้ำและค้างคาวเพื่อตรวจจับสิ่งกีดขวาง

1. เซนเซอร์จะส่งคลื่นเสียงความถี่สูงออกไป (เกินกว่าหูมนุษย์จะได้ยิน)
2. คลื่นเสียงกระทบวัตถุและสะท้อนกลับมา
3. ตัวเซนเซอร์วัดเวลา (Time of Flight) ที่คลื่นเสียงใช้เดินทางไป-กลับ
4. คำนวณระยะทางด้วยสูตร:

• Time = เวลาเดินทางของคลื่น
• Speed of Sound ≈ 343 m/s (ที่อุณหภูมิ 25 °C)
• หารด้วย 2 เพราะคลื่นเดินทางไป-กลับ

• หลีกเลี่ยงสิ่งกีดขวาง (Obstacle Avoidance) → หุ่นยนต์จะหยุดหรือเลี้ยวเมื่อเจอวัตถุขวางหน้า
• ระบบจอดรถอัจฉริยะ (Smart Parking System) → ตรวจจับระยะห่างระหว่างรถกับกำแพงหรือรถคันอื่น
• หุ่นยนต์สำรวจ (Exploration Robot) → ใช้เดินในพื้นที่ที่มีสิ่งกีดขวางและหลีกเลี่ยงการชน

• ใช้บล็อกคำสั่งที่เกี่ยวข้องกับ Ultrasonic Sensor เช่น:
  • “อ่านค่าระยะทาง (cm)”
  • “ถ้า ระยะทาง < 10 → หยุดเคลื่อนที่5. ตัวอย่างโครงงาน
• ให้ mBot2 หยุดเมื่อมีสิ่งกีดขวางในระยะ 10 ซม.
  • หุ่นยนต์จะวิ่งไปข้างหน้า และตรวจสอบค่าระยะทางจาก Ultrasonic Sensor
  • ถ้ามีสิ่งกีดขวางในระยะ < 10 ซม. → หุ่นยนต์หยุดทันที
  • ถ้าไม่มีสิ่งกีดขวาง → หุ่นยนต์ยังคงเดินหน้า
• โครงงานประยุกต์:
  • หุ่นยนต์กวาดบ้าน → หลีกเลี่ยงการชนเฟอร์นิเจอร์
  • รถอัจฉริยะต้นแบบ → มีระบบเตือนเมื่อเข้าใกล้สิ่งกีดขวาง
  • แข่งหุ่นยนต์เลี่ยงสิ่งกีดขวาง (Obstacle Avoidance Robot Competition)

• หลังจากนักเรียนได้เรียนรู้ mBlock 5, mBot2, และการใช้งาน RGB Sensor และ Ultrasonic Sensor แล้ว บทเรียนสุดท้ายคือการนำทุกอย่างมาประยุกต์รวมกัน
• การบูรณาการนี้ทำให้นักเรียนเห็นภาพรวมของ การพัฒนาโครงงานหุ่นยนต์อัจฉริยะ ตั้งแต่การรับข้อมูลจากสิ่งแวดล้อม (Input) → การประมวลผลด้วยโค้ด (Process) → การควบคุมอุปกรณ์/การแสดงผล (Output)
• จุดสำคัญคือการฝึกให้นักเรียนคิดแบบ System Integration คือการเชื่อมโยงหลายองค์ประกอบเข้าด้วยกัน เพื่อแก้ปัญหาที่ซับซ้อน

1. หุ่นยนต์เดินตามเส้นและหยุดเมื่อเจอสิ่งกีดขวาง
   • ใช้ RGB Sensor ตรวจจับเส้นทาง
   • ใช้ Ultrasonic Sensor ตรวจจับสิ่งกีดขวางด้านหน้า
   • หากไม่มีสิ่งกีดขวาง → หุ่นยนต์วิ่งตามเส้น
   • หากเจอสิ่งกีดขวาง → หุ่นยนต์หยุดและรอ
2. หุ่นยนต์ส่งสัญญาณเตือนเมื่อมีสิ่งกีดขวาง
   • ใช้ Ultrasonic Sensor ตรวจจับระยะทาง
   • หากวัตถุเข้าใกล้เกิน 10 ซม. → ส่งเสียงผ่าน Buzzer หรือแสดงข้อความบน CyberPi
3. หุ่นยนต์สำรวจเส้นทาง (Path Explorer Robot)
   • ผสมผสานทั้ง RGB Sensor (ติดตามเส้น) และ Ultrasonic Sensor (เลี่ยงสิ่งกีดขวาง)
   • สามารถวิ่งในสนามที่มีเส้นบอกทางพร้อมสิ่งกีดขวางได้

1. ระบุปัญหา (Identify Problem):
   • เช่น หุ่นยนต์ต้องเดินตามเส้นแต่ต้องหยุดเมื่อมีสิ่งกีดขวาง
2. ออกแบบวิธีแก้ (Design Solution):
   • กำหนดว่าจะใช้เซนเซอร์ใด, เขียนโค้ดอย่างไร, ตอบสนองต่อสถานการณ์แบบใด
3. เขียนโค้ด (Coding):
   • ใช้ mBlock 5 ลากบล็อกคำสั่งควบคุมมอเตอร์และเซนเซอร์ตามอัลกอริทึม
4. ทดสอบ (Testing):
   • ทดลองรันโค้ดกับ mBot2 ในสนามจริง
5. ปรับปรุง (Improvement):
   • หากหุ่นยนต์ทำงานผิดพลาด เช่น หยุดไม่ตรง หรือเลี้ยวผิด → ปรับโค้ดและทดสอบใหม่
6. นำเสนอ (Presentation):
   • นำโครงงานไปอธิบายต่อเพื่อนหรือครู → เสริมทักษะการสื่อสารและการทำงานเป็นทีม

• ฝึกการบูรณาการความรู้หลายด้าน → Coding + Robotics + Sensors + Problem Solving
• เสริมทักษะ การคิดเชิงระบบ (Systematic Thinking) และ การคิดเชิงสร้างสรรค์ (Creative Thinking)
• พัฒนาทักษะการทำงานเป็นทีม ผ่านการแบ่งหน้าที่และการนำเสนอผลงาน
• สร้างแรงบันดาลใจให้นักเรียนสามารถต่อยอดไปสู่ การแข่งขันหุ่นยนต์ หรือ โครงงาน IoT/AI ที่ซับซ้อนขึ้น