มาทำความรู้จัก Kidbright
และ Kidbright IDE กันเถอะ

ความก้าวหน้าทางวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี เป็นแรงผลักดันที่สำคัญ ที่ทำให้มนุษย์สร้างสรรค์นวัตกรรมใหม่ๆ ขึ้นมา เพื่อตอบสนองความต้องการในชีวิตประจำวัน ซึ่งเป็นสิ่งสำคัญสำหรับการพัฒนาวิทยาการต่างๆ ของประเทศ การเรียนรู้ การวิเคราะห์ข้อมูล และการแก้ไขปัญหาต่างๆ ที่เกิดขึ้นในขบวนการพัฒนาเทคโนโลยีนี้ สามารถนำมาต่อยอดองค์ความรู้เดิม ให้เกิดเป็นองค์ความรู้ใหม่ๆ ที่หลากหลาย ยิ่งไปกว่านั้นสิ่งเหล่านี้ยังช่วยพัฒนาศักยภาพทางความคิดให้แก่คนในประเทศ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง เด็กและเยาวชน ให้มีขบวนการคิดที่เป็นระบบ และสร้างสรรค์
kidbright เป็นบอร์ดส่งเสริมการเรียนรู้พื้นฐานของการเขียนโค้ด หรือ การเขียนโปรแกรม (Programming) ที่มีจุดเริ่มต้นจากโครงการสื่อการสอนโปรแกรมมิ่งในโรงเรียน (Coding at School Project) ของกระทรวงวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี ซึ่งมีจุดมุ่งหมายในการพัฒนาศักยภาพ ระหว่างความคิดเชิงตรรกะ และความคิดริเริ่มสร้างสรรค์ ในลักษณะการเรียนรู้แบบ learn and play บอร์ด kidbright นี้ได้รับการออกแบบโดยทีมนักวิจัยและพัฒนาของเนคเทคและสวทช. ให้เหมาะสำหรับเด็กและเยาวชน ที่ต้องการเรียนรู้การทำงานและการเขียนโปรแกรมสำหรับอุปกรณ์สมองกลฝังตัว (Embedded Board) และอุปกรณ์ตัวเซนเซอร์ตรวจจับพื้นฐาน
โครงการนี้ได้คัดเลือกให้ บริษัทกราวิเทค เป็นผู้ผลิตบอร์ด kidbright จำนวน 200,000 บอร์ด เพื่อแจกจ่ายให้แก่โรงเรียนต่างๆ กว่า 1,000 โรงเรียน กระจายไปตามแต่ละภูมิภาค ทั่วประเทศ

KidBright คืออะไร ?
KidBright คือ บอร์ดสมองกลฝังตัว (Embedded Board) ขนาดเล็ก ที่ประกอบไปด้วย ไมโครคอนโทรลเลอร์ ESP32 ทำหน้าที่ ประมวลผล และควบคุมสั่งงานอุปกรณ์ ที่ประกอบอยู่บนบอร์ด ซึ่งได้แก่หน้าจอแสดงผลแบบ Matrix LED ขนาด 16×8 จุด และเซ็นเซอร์ตรวจจับพื้นฐาน ที่สามารถปรับใช้ในชีวิตประจำวันได้แก่ เซ็นเซอร์วัดระดับความเข้มของแสง และ เซ็นเซอร์วัดอุณหภูมิ

Kidbright IDE
คืออะไร ?
kidbright IDE คือโปรแกรมสร้างชุดคำสั่ง เพื่อนำไปใช้ทำงานบนบอร์ด kidbright ด้วย ชุดคำสั่งแบบ block-structured programming คือจะใช้การลากกล่องข้อความหรือบล็อกคำสั่ง มาวางต่อกัน (Drag and Drop) จากนั้นโปรแกรมจะทำงานแปลงภาษา ที่เรียกว่าการ compile เพื่อให้ได้เป็นโค้ดการทำงานที่ใช้กับโปรเซสเซอร์ ESP32 ที่อยู่บนบอร์ด

การเขียนโปรแกรม
สำหรับบอร์ด KidBright
การเขียนโปรแกรมเพื่อให้บอร์ด KidBright ทำงาน สามารถทำได้ด้วยโปรแกรม Kidbright IDE ซึ่งเป็นโปรแกรมที่ถูกพัฒนาขึ้นมา เพื่อให้ผู้เรียนสามารถเขียนโปรแกรม ได้ง่ายมากขึ้น ด้วยวิธีการชุดคำสั่งแบบ block-structured programming ซึ่งเป็นการเขียนโปรแกรมโดยการลากรูปกล่องคำสั่งพื้นฐาน มาวางต่อกัน (Drag and Drop) เพื่อทำการเชื่อมโยงคำสั่ง เหล่านั้นขึ้นมาเป็นโปรแกรม จากนั้น Kidbright IDE จะทำการแปลง (compile) โปรแกรม และส่งโปรแกรมดังกล่าวไปยัง บอร์ดKidbright เพื่อให้มันทำงานตามชุดคำสั่งที่เราได้ออกแบบไว้


สำหรับผู้ที่ใช้แท็บเล็ต หรือสมาร์ทโฟน ทางทีมผู้ออกแบบก็ได้พัฒนาโปรแกรม Kidbright IDE บนมือถือ แทบเล็บ ที่ใช้ระบบปฎิบัติการแอนดรอย์ และ ios รวมทั้งยังมี Kidbright IDE ที่ทำงานบน web browser ด้วย
Block-structured programming แตกต่างจากการเขียนโปรแกรมทั่วไปอย่างไร ?
ในการเขียนโปรแกรมคอมพิวเตอร์ โดยทั่วไป จะมีภาษารูปแบบเฉพาะทาง เหมาะสำหรับผู้เขียนโปรแกรม ที่มีพื้นฐานการเขียนโค้ด และเข้าใจหลักไวยกรณ์ของภาษาคอมพิวเตอร์นั้นๆ จึงต้องอาศัยความชำนาญ และเวลาในการเข้าใจระบบการทำงาน และสามารถเขียนโปรแกรมได้ โปรแกรมเหล่านี้อาจจะไม่เหมาะสมสำหรับการเรียนรู้ของเด็ก เพราะความยากให้การจดจำข้อมูล ซึ่งจะเป็นอุปสรรคต่อการเรียนรู้ ได้
การเรียนรู้ด้วยโปรแกรม kidbright IDE ที่ถูกออกแบบมาเพื่อให้ง่ายแก่การเข้าใจของเด็ก รวมไปถึงผู้ที่ไม่มีพื้นฐานการเขียนโค้ดมาก่อน จึงเป็นการเริ่มต้นที่ดี รูปแบบของ kidbright IDE จะมีคำสั่งให้เลือกใช้ทั้งภาษาไทยและภาษาอังกฤษ คำสั่งต่างๆ เป็นคำสั่งพื้นฐานที่เด็กสามารถเข้าใจง่ายๆ เช่น การใช้เพียงแค่คำสั่ง “แอลอีดี 16×18“ และคำสั่ง “รอสวิทซ์ 1 ปล่อย” เท่านี้ ก็จะสามารถสร้างโปรแกรมพื้นฐานอย่างเช่น การสั่งงานจอ LED ให้มีไฟออกและกระพริบได้
ส่วนประกอบ
ของ Kidbright
แผงวงจร kidbright มีลักษณะเป็นแผงวงจรสีเหลี่ยม ขนาด 5 x 9 เซนติเมตร ใช้หน่วยประมวลผล ESP32 ที่มีความสามารถรองรับการเชื่อมต่อด้วย wifi และ Bluetooth ได้ มีหน้าจอแสดงผลชนิด Matrix LED สีแดง ขนาด 16 x 8 จุด มีปุ่มกดให้เรียกใช้งานได้สองปุ่ม มีลำโพงและตัวเซนเซอร์พื้นฐานสองตัวได้แก่ เซนเซอร์วัดอุณหูมิ และเซนเซอร์วัดความเข้มของแสง และมีนาฬิกาฐานเวลาจริง เปรียบเสมือนคอมพิวเตอร์พกพาสำหรับเด็ก


เซนเซอร์พื้นฐานบน kidbright

kidbright มีเซนเซอร์พื้นฐานที่เหมาะสมสำหรับการเรียนรู้ของเด็กอยู่สองตัวคือ เซนเซอร์วัดความเข้มของแสง และ เซนเซอร์วัดอุณหภูมิ เซนเซอร์ทั้งสองตัวนี้สามารถนำมาประยุกต์ใช้ในชีวิตประจำวันได้มากมาย ยกตัวอย่างเช่น สามารถออกแบบชุดคำสั่งที่ใช้ในการเปิดปิดไฟในแบบอัตโนมัติ โดยการใช้เซนเซอร์วัดความเข้มของแสง เพื่อวัดความสว่าง (สามารถดูข้อมูลเพิ่มเติมได้จาก คลิปวีดีโอ : KidBright: ตอนที่ 2 การเขียน code เบื้องต้น “โคมไฟและพัดลมอัตโนมัติ” ) และนำไปประมวลผลสั่งงานเปิดปิดไฟตามระดับความเข้มของแสง

นอกจากนี้ kidbright ยังสร้างมารถเชื่อมต่อกับเซนเซอร์อื่นๆ ด้วยการต่อสัญญาณเข้าที่ขั้วต่อ IN1-IN4 เช่น ใช้เซนเซอร์วัดความชื้น เชื่อมต่อเข้ากับบอร์ด kidbright แล้วใช้การเขียนโปรแกรมด้วย application kidbright ในรูปแบบของ IoT เพื่อวัดค่าความชื้นของดิน
(สามารถดูข้อมูลเพิ่มเติมได้จาก คลิปวีดีโอ : KidBright: ตอนที่ 3 การเชื่อมต่อเซนเซอร์ภายนอก” )
เราจะสร้างชุดคำสั่งได้อย่างไร ?
ขั้นตอนการสร้างโปรแกรมหรือชุดคำสั่งทำงานต่างๆ จะประกอบด้วยการออกแบบโปรแกรมหรือชุดคำสั่งในรูปแบบ block-structured programming บน kidbright IDE ที่ใช้วิธีการลากชุดคำสั่งที่ต้องการมาวางเชื่อมต่อๆ กันจากนั้น จะเชื่อมต่อพอร์ต USB เพื่อส่งโปรแกรมไปให้บอร์ด kidbright ทำการประมวลผลและดำเนินการตามโปรแกรมที่เขียน

คุณสมบัติของ สมองกลฝังตัว Kidbright
โปรแกรมสร้างชุดคำสั่งด้วย Kidbright IDE รองรับการใช้งานบนคอมพิวเตอร์ PC windows และ Mac
รองรับการทำงานรูปแบบ event-driven Progamming สามารถเขียน โปรแกรมแบบ multitasking programming ได้
สามารถเชื่อมต่อโมดูลเซนเซอร์ภายนอกได้หลากหลายชนิด ผ่านทางช่องสื่อสาร I2C
kidbright
ทำอะไรได้บ้าง

ที่มา :
หนังสือ : สนุกKIds สนุก code กับ Kidbright ผู้แต่ง, : สำนักงานวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งชาติ . สำนักพิมพ์, : มหาวิทยาลัยธรรมศาสตร์,2561 .ปทุมธานี
คลิปวีดีโอ :KidBright: ตอนที่ 5 การใช้งานบอร์ดแบบ IoT URL:https://www.youtube.com/watch?v=p07-u7rf0c8
คลิปวีดีโอ :KidBright จากจินตนาการสู่ความเป็นจริง Coding at School IoT URL: https://www.youtube.com/watch?v=NO9K2Egwb-c
คลิปวีดีโอ : KidBright: ตอนที่ 1 แนะนำ KidBright และ KidBright IDE IoT URL: https://www.youtube.com/watch?v=169SA4vodvk
คลิปวีดีโอ : KidBright: ตอนที่ 3 การเชื่อมต่อเซนเซอร์ภายนอก URL: https://www.youtube.com/watch?v=ytQ7beMkmBA