Category Archives: 聯發科LinkIt家族

[ 介紹文 ] 2018.11.28- 進擊的Tank-Go!! V5.3 紅外線對戰坦克

撰文

Niko Yang

圖片

Niko Yang

說明

感謝網友Niko Yang撰稿,特此致謝!

 

玩坦克大戰是許多朋友年輕時期經歷過的美好回憶,無論是從任天堂紅白機或後續的電視遊樂器,坦克大戰皆是熱門的題材之一,也是與朋友或家人共享歡樂的好遊戲。在電視遊樂器之外,至各電商賣場搜尋「對戰坦克」,也有許多遙控坦克販賣,可見坦克類遊戲受歡迎的程度。

 

緣由

欣逢南科AI_ROBOT自造基地交流平台,於6月份在台南舉辦「自造機器人的一百種樣貌」研討會,由KEVIN WANG 對整個MINI-PLAN的進化與發展歷史進行分享。筆者也從研討會認識當前機器人的種類,以及對聯發科技的LinkIt 7697開發板有了第一次接觸。在那麼多的機器人中,最吸引筆者的莫過於TANK GO系列了。

圖1

 

令人驚喜的寶物

目前各種相容於Arduino 的開發板如雨後春筍般出現,有點讓人難以選擇,各家開發板各有千秋。研究各類開發板後,筆者選擇了LinkIt 76XX系列,除了它支援BLE藍芽外,也支援Wi-Fi控制,再加上由MINI-PLAN演進的ROBOT-SHIELD V2 擴充板於2017年10月開始販售,使LinkIt 7697如虎添翼,整體元件結合支援10組PWM及兩組DC馬達同時控制,也支援I2C介面擴充,並由兩顆 270F 2.7V 260mah電容器(Lithium Capacitor)提供電力,不需擔心電源過充或過放電力的問題。也因為是電容器,官方規格的深度循環可達3000次,相對於手機鋰電池的500次循環,連續使用多達六倍以上的時間,也不需擔心起火或爆炸問題。運用在坦克製作上,自然被筆者列為優先考慮的組合。

 

參考文章:

CAVEDU [LinkIt 7697] 認識LinkIt 7697,你會需要這一篇!

圖2

 

資源分享

得到第一把鑰匙後,從網站https://www.thingiverse.com/,看到SMARTS 系列的3D列印件有很大發展空間,同時在YouTube上看見由Chiou ShinWei(George)大神,分享3D列印件和完整的安裝流程,以及零件表和程式碼的分享,皆讓筆者在坦克製作上節省相當多時間。從3D列印領域至控制板,乃至於學生時代學習的知識都要一併用上。在聯發科技網頁上,有很詳細的介紹,以及工程師的技術問題回覆和支援。

 

ShinWei Chiou(George)

V4 版程式和3D模型檔案和零件清單

https://github.com/GeorgeChiou/Robot-Shield-V2.0

 

安裝說明和零件清單

https://youtu.be/rpaQaJ1GmJE

圖3

 

魔鬼藏在細節裡

筆者原以為萬事俱備,結果發現有些事情仍是要嘗試過才能瞭解箇中奧妙。第一個問題是戰車鋁帶元件使用PLA當承軸,但PLA遇到濕氣經過一至二星期後,有30%的PLA承軸斷裂,想拿金屬螺絲取代卻又太重。所以,最後筆者使用木質牙籤,並點上微量的瞬間接著劑在鋁帶元件內側稍做固定。或是由Mike Tsai 網友所建議,用PEG的3D線材取代也可以。

 

在砲台旋轉上,原本使用24AWG線材,但其表皮太硬,導致戰車砲塔旋轉會因線材而上下晃動,馬上更換舵機專用線給紅外線IRDA和紅外線接收IRM-3638N3連接線使用,解決了問題。

 

不用熱熔膠而使用UHU透明膠連接,避免3D列印零件因高溫而變形,以及日後需修改的拆裝;在N20馬達的齒輪本體也塗上田宮齒輪油,塗上後N20馬達瞬間耗電流下降許多,齒輪轉動聲音也慢慢變小。自造的迷人之處,就在於不斷有新挑戰出現,卻總能一一克服。

圖4

 

性能再強化

在筆者與家人玩TANK-GO一段時間後,收集了大家的建議進行一次修改及強化性能,於是便著手發展V5.3版的程式碼。首先在手機操控介面上,針對按鈕位置重新編列,以及針對功能進行調整,不僅操作便利更適合長時間使用。可惜聯發科技的 LRCONTROL 目前暫時只支援六種顏色(RC_ORANGE, RC_BLUE, RC_GREEN, RC_PINK, RC_GREY, RC_YELLOW)。

https://docs.labs.mediatek.com/resource/linkit7697-arduino/en/developer-guide/using-linkit-remote/lremote-control-classes

 

同時戰車砲塔旋轉角度的左右方向,也進行一致性調整;在MPFPLAYER 聲音按鍵上,也更改為每階2格度調整,並限制最大至28 (MAX:30),避免小的喇叭單體破音,以及夜間播放音樂聲量的細部調整。

 

朋友建議加上兩顆燈光(LED)做為彈藥用盡或生命值歸零的提醒,也避免因緊張一直按鈕卻無動作對應。經筆者考慮,除了LED作為狀態顯示外,也加入兩段系統語音,例如:補彈藥和修理進行提示。其他細節可參考GITHUB上的README完整說明。

 

Niko Yang V5.3 版修改軟體和電子零件焊接圖片

https://github.com/yangniko137/Tank-Go-V5?fbclid=IwAR0NseA_2R2cRFvZRvyqWwNXehPig6qMT5wTly-tnJPS84LIOpKXyL0n61k

圖5

 

未來發展

科技發展鮮少有停頓的時刻,在筆者看過「少女與戰車(GIRLS und PANZER)」影片後,發覺還有許多功能值得更新,例如生命值歸0後,升起投降用的白色旗子⋯⋯等等。

 

兩顆超大電容提供激烈對戰達40分鐘左右,但把戰車當成MP3播放器聽CD書,這時便需要插5V市電供應,也考慮以14650或18650電池和保護板供電,省去電線纏繞的困擾。

 

對戰時的遮蔽建築物連同戰車收納的盒子,也可考慮製做成組合式,並且各戰車語音可以男女分開⋯⋯等等。這些都是很好的建議,以及下一步更新的方向。

圖6

 

結論

舉一反三,除了坦克外也順便發展FPV加上攝像頭及圖傳,加上接收和螢幕就可在家中探險。自造除了腦力激盪外,也藉由製作過程認識新的學問及志同道合的朋友。因此,謹藉由本篇文章,感謝無私分享的Maker們。

圖7

 

備註:如果您想要購買 LinkIt 7697Robot Shield,歡迎洽詢機器人王國商城,謝謝。

 

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[ 介紹文 ]CAVEDU教育團隊如何看AI 與科技教育

作者/攝影

文:曾吉弘

圖:CAVEDU教育團隊

主題圖片:Designed by Starline

文章分類介紹文
成本X
難度

X

時間X

 

CAVEDU怎麼看 AI 人工智慧

近年來全世界都掀起了一股「大家來coding」的風潮,台灣政府也開始推動基礎程式教育,目標是讓孩子們能在學習程式設計的過程中培養基礎的運算思維(Computational thinking)能力,能對這個快速變動的環境有更多的好奇心與觀察力。另一方面,自從大陸在今年(2018) 4月於上海發表全球第一本AI高中教材《人工智能基礎》之後,大家好像都緊張了起來:

  • 業界:「不 AI 一下,好像不行?得趕快說自己是 AI 產業。

  • 家長、同學:「我要找 AI 相關科系!」(當年的生科與資管也是這樣?)

  • 學校老師:「把原本的課程名稱加上AI兩個字!

 

上述也許誇大了點,但科技領域關鍵字一日數變,AI 領域又包山包海,除了極少數頂尖研究者之外,又有誰敢說自己是 AI大師、AI領航者呢?

 

AI 等資訊科技是現在進行式,今天弄得要死要活的東西,明天說不定點點按鈕就好了?近兩年物聯網教學就是很好的例證,使用 LinkIt 7697 搭配 MCS 雲服務,已經能讓國小學生也能做出簡單的物聯網專案,從網頁與手機就能監看感測器資訊或控制開發板。在此的並非說網路通訊協定不重要,而是對於非專業人士來說,這樣的設計能幫助他們聚焦在最重要的事情上:資料。如果資料對於開發者來說是有意義或是重要的,那先從資料本身開始是個相當好的出發點。

圖1

 

圖2

 

關鍵字會變,但流程與理論基礎不會。CAVEDU從2008年開始使用樂高機器人來教學(如果要回溯到我與鄭建彥最開始接觸樂高的話,那是1999年的RCX了),一路邁入手機App (Android / App Inventor@2010)、互動聯網裝置(Arduino / Rpi / LinkIt…@2013)、物聯網(@2015) 到去年開始如野火燎原一般的 AI。如果只追關鍵字的話,真的會無所適從。

 

根據美國麻省理工學院媒體實驗室終身幼兒園小組的Mitchel Resnick教授表示,幼兒(小學前)時期可說是我們一生中最具創造力的時候。該團隊所開發的 Scratch 已經是小學階段的最主要圖形化程式介面之一,Resnick教授也主張 「Scratch 是幫助孩子們成為創意思考者(Creative Thinker)的絕佳平台」,並致力於讓 Scratch 「很簡單」,他認為程式提供愈多功能或愈多元件反而會限縮孩子們的創造力。(關於創意思考者,請參考 Learning Creative Learning 課程,正體中文由阿吉老師與諸多好朋友一起翻譯完成。)

 

另一方面,MIT App Inventor小組創辦人 Hal Abelson 教授(阿吉老師於2017- 2018 於該實驗室擔任訪問學者)也說:「如果資訊科技一日數變,那為什麼還要讓孩子們和他們的祖父母一樣的方式來學習?” 因此,在這股浪潮下也有另一種反思:「是否人人都需要學如何寫程式?這樣同質化的過程會對孩子造成怎樣的影響?

 

CAVEDU的理念是:根據當前的科技發展趨勢,針對不同學習課群提供合適的教學內容。

 

對於孩子來說,好玩最重要

圖3

 

圖4

 

點我觀看與Hal Abelson教授的訪談   /   點我觀看與Mitchel Resnick教授的訪談

 

使用 Raspberry Pi 實作AI 視覺辨識無人小車

AI 對多數人來說,還是太虛無飄渺了。CAVEDU 為了讓學生理解 AI 諸多領域中最容易有感也是最容易實踐的:視覺辨識,我們使用 Raspberry Pi B3+ (後簡稱 Pi3)所設計的 「邊緣運算 AI 無人自駕小車」。

 

這是我們認為對於基礎 AI 視覺應用的最佳教學套件。之所以選用 Pi3 自然是因為其性價比以及豐富的教學資源,當年還是 Pi 2的時候就有相當不錯的 OpenCV 視覺追蹤效果,各樣的函式庫套件也非常豐富,一下子很多專題都可以使用它來完成,與Arduino 兩者號稱是學生專題救星呢(笑)!

 

AI 視覺應用的難點在於收集影像資料。喜歡養貓的阿吉老師開玩笑說:「我要幫我家的貓要拍多少張照片都沒問題,但是要蒐集十種不同的貓就難囉!」我們所設計的課程會帶學生體驗完整的訓練流程,不使用現成的資料集(因為訓練結果不會差太多),而是針對無人小車的場地實際收集影像,標記,最後選定模型來進行訓練。其中每一個環節都會影響到小車最終的辨識結果。一定有感!

圖5 學員自行收集的影像資料

 

圖6 AI視覺辨識課程實況

 

圖7 視覺辨識課程使用的AI無人小車

 

邊緣運算?

邊緣運算是指終端裝置也具有一定的能力來處理資料 ,可以加快資料的處理與傳送速度,只要把運算後的結果而非原始資料丟回雲端 (不過不一定什麼事情都要與雲端結合,後續會繼續討論)即可,自然能大幅減少因網路頻寬受限而產生的延遲。

 

例如就經濟面的考量,如果要做到抓到臉部之後能進一步辨識情緒/微笑或五官位置這類功能的話。後面的進階功能可以使用 Microsoft Azure 認知服務 或其他類似的雲端服務來做到,但這些雲端服務都需要付費(或部分免費),且多數需要信用卡來進行身份認證,這件事在多數學校就卡關了吧…   因此我們在課程設計上就朝「終端裝置就能做到」這個方向來努力。在此簡單做一些比較:

 

邊緣運算 VS 雲端服務

  1. 程式碼開源雲端服務很厲害,但它不會告訴你他是怎麼算的。我們能做的只能相信這些雲端服務供應商的結果。例如:Facebook 每天都有一大堆人在打卡與自拍,合理推斷在超大量的資料之下,Facebook在辨識臉孔上非常準,當然事實也是如此。如果把這些運算改到邊緣裝置來做的話,由於程式碼已知,就能循序漸進讓學生學到更多東西,也可以針對後續的情境來擴充。
  2. 不受網路環境影響:相信各位老師都體認到了:教室可以上網,不代表可以進行物聯網教學。能夠進行物聯網課程的話,教室的 router 要很夠力,基本要能夠負擔 「上課人數 x 3」的連線數:聯網裝置 + 手機 + 電腦 都要在同一個網段下才行。因此20人上課,連線數的基本需求就是 60。已經有許多學校著手升級網路基本設備,非常欣慰。
  3. 運算即時:以 CAVEDU 的AI教學車為例,這樣的情境就需要即時,而非連結雲端。Rpi 的速度不算太快,拍照上傳雲端,呼叫API,收到回傳結果來決定車子動作,這個過程再怎麼快也要3~5秒,這樣就算偵測到什麼東西,車子也已經撞牆了。因此有些標榜AI語音辨識結合自走車控制,好像有點奇怪⋯⋯。

 

作為邊緣運算裝置,如何提升 Raspberry Pi 的算力?

CAVEDU 的 Pi3 AI無人小車,直接讓 Rpi 執行使用 Keras 神經網路架構來進行視覺辨識,辨識張數每秒約2~5張(0.5 ~ 0.2秒/張)。這大大限制了車子的移動速度。畢竟,Pi 3只要開多一點網頁,系統就到100%了,何況大量的模型訓練呢?在不更換主板的前提下,要如何提升 Raspberry Pi 的算力呢?

 

Intel 所推出的 Movidius NCS神經運算棒來得恰到好處,可以把最耗資源的運算分一點去做。以 Pi3 小車來說,只要搭配一隻 Intel Movidius NCS 就可以讓每秒的張數提升到每秒約14~20張(0.07 ~ 0.05秒/張)。算是相當經濟實惠不錯的選擇,當然也可以期待 Pi 4就是了。根據 Intel 原廠文件表示,可以串接多隻 Movidius 達到更好的效能。

 

的確,覺得Pi 效能不佳的讀者,當然可以購買更高級的硬體例如 Nvidia TX1,但對於學校來說,經費可以買幾台呢?買一台大家圍著看嗎?另一方面,課程的延伸性呢?本課程已經與台灣微軟技術中心合作開辦多梯次的人工智慧實務工作坊(AGV),並搭配其 Azure 雲服務下的資料科學虛擬機器 (Data Science Virtual Machine) 來加速神經網路訓練速度,適合業界人士使用。另一方面,對於教學單位來說,可使用個人電腦來進行訓練,使用我們所提供的架構使用一般的電腦也可以完成訓練,並搭配 Pi3 完成至少一學期的課程(課表已經完成,歡迎來信索取或找我們去辦研習喔!E-mail:service@cavedu.com

圖8 Intel Movidius NCS神經運算棒

 

CAVEDU 提供各式各樣的最新課程,當第一線教學者的強力後盾。如果您也認同CAVEDU的理念,不喜歡好高騖遠的名詞大戰,歡迎來CAVEDU走走看看。

 

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[ 介紹文 ] 2018.10.04- 我挖!我挖!!我挖挖挖!!!Tamiya怪手大改造 從線控成為BLE遠端控制

作者

SmallpTsai

圖片

pixabaySmallpTsai

撰稿

宗諭

審閱

鈺莨

說明

感謝專案作者SmallpTsai開放授權,讓CAVEDU教育團隊能撰寫本文,特此致謝!若想更進一步了解專案詳細檔案、資料,請點這裡

 

這次的挑戰,是改裝Tamiya 70170線控怪手,安裝上LinkIt 7697開發板,使手機能透過低功耗藍牙(BLE),遠端控制。看看作者SmallpTsai如何製做。

圖1 SmallpTsai專案的目標

 

第一步:Tamiya 70170怪手組裝

主要按照產品的使用者說明書,一步步組裝。但記得略過步驟1至4,因為這個專案不需線控。至於該如何確認怪手組裝成功呢?必須透過手動接電池測試,確認怪手內的三顆馬達都能正常運作。

 

第二步:電腦端環境設定

如果您過去沒有使用過Arduino IDE,請Google搜尋「Arduino IDE」,接著下載並安裝。近一步Google搜尋「7697設定Arduino IDE」,並根據聯發科技的教學文件設定。而在聯發科技的教學文件中,提供了一個範例程式,請依照教學文件一步步操作,便可將範例程式燒錄至LinkIt 7697。但我們可以在程式中的LRemote.setName(),把括號內的名稱改成自己喜愛的名字。

 

第三步:手機端環境設定

請至App Store(iOS)或Play商店(Android),下載「LinkIt Remote」並安裝。開啟LinkIt Remote後,請按右上角的「refresh」按鈕,讀者們應該會看到自己的裝置名稱,請選擇它。如果一切運作順利,讀者們應會看見下圖:

圖2 LinkIt Remote初始時的使用者介面

 

經過電腦端和手機端的環境設定後,我們需確定能以手機遙控LinkIt 7697上的LED燈。測試方法就是點擊USR LED這個切換按鈕,應該會看見 LinkIt 7697 開發板上內建的USR LED亮起來。

 

第四步:接電路

這個專案運用2個L293D馬達控制板,控制3顆馬達。而控制3顆馬達需用到6個腳位,運用到的腳位,請見下表:

馬達A腳位B腳位
Left1716
Right1514
ARM1312

表一

接線圖:

圖3

 

電路接好後,應能以手機控制馬達正轉或反轉。若讀者在接電路部分想更多了解,請至作者的GitHub頁面上交流,謝謝。

 

接下來,就是把程式碼燒錄至Linkit 7697開發板,然後就可用手機遠端控制怪手了。以下是不同學員的作品,給大家參考。雖然Tamiya 70170怪手的外型和結構基本上是固定的,仍可發揮一些巧思,使作品更有創意。

圖4 學員Hanny的怪手

 

圖5 Hanny設計的控制介面

Hanny的控制介面的原始碼

 

圖6 學員Jenny的作品

 

圖7 Jenny設計的控制介面

Jenny的控制介面的原始碼

 

備註:若想購買LinkIt 7697,歡迎洽詢機器人王國商城。

 

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[ LinkIt 7697 ] 環保的錦囊妙計:如何用LinkIt 7697搭配聯發科技MCS,製作出魚菜共生裝置

現今,由於環保意識抬頭,社會各界紛紛意識到對環境友好的農耕方法,以及永續經營的重要性。所以,魚菜共生的高用水性,以及養魚、蝦所產生廢棄物的再生利用,是非常好永續利用環境、資源的一種耕種方式。這一篇文章,就是用手把手的方式,教大家如何自己做一個魚菜共生的裝置,一起來看看!

作者/攝影

CAVEDU教育團隊 薛皓云

文章分類教學技術文
時間2小時
成本3700+元
難度***
材料表1.LinkIt 7697開發板*1

(若欲購買,請洽機器人王國商城。)

2.RK IoT EXShield擴充板*1

(若欲購買,請洽機器人王國商城。)

3.5V1A變壓器*1

4.EIC 170孔麵包板*1

5.LED點矩陣 *1

6.土壤溼度感測器*1

7.繼電器模組*1

8.臥式有刷小水泵*1

9.Gravity:Waterproof DS18B20 Sensor Kit*1

(若欲購買,請洽機器人王國商城。)

10.Gravity:類比式酸鹼值感測器模組 *1

(若欲購買,請洽機器人王國商城。)

11.發泡煉石 60兩

12.SAMLA 11/22公升收納盒專用分隔板,透明 *1

13.SAMLA 收納盒 22公升 *1

14.跳線(母對母)10p

15.跳線(公對母)10p

16.塑膠軟管 45cm

 

需要的工具:

1.電工膠帶

2.熱熔膠槍

3.螺絲起子

硬體組裝:

1.將沉水馬達線透過杜邦線延長(紅正白負)

圖1

 

2.將沉水馬達利用熱融膠,黏至SAMLA收納盒 22公升底部角落。

圖2

 

3.將沉水馬達的線,利用熱融膠沿著箱子角落固定住。

圖3

 

4.接上塑膠軟管至沉水馬達上,並放著。

圖4

 

5.將RK IoT EXShield擴充板,利用熱融膠黏至SAMLA收納盒22公升側面(寬的那一面)。

圖5

 

圖6

 

6.在RK IoT EXShield擴充板上方,黏上繼電器。

圖7

 

7.將沉水馬達的白色電線接至繼電器上NO腳位

8.從繼電器COM腳位接一條跳線,至RK IoT EXShield的GND上。

圖8

 

9.繼電器上VCC、GND、IN,分別接上RK IoT EXShield的5V、GND、D8。

10.沉水馬達的正極,接於杜邦母頭左上角數來第4腳位。

圖9

 

11.將Waterproof感測器的水下感測器的黃、紅、黑線,分別接上Waterproof感測器轉接器的A、B、C。

圖10

 

12.將Waterproof感測器轉接器黏至外箱右上角上

圖11

 

13.將Waterproof感測器轉接器,接至RK IoT EXShield擴充版的D2。

14.將Waterproof感測器,放至SAMLA收納盒 22公升中。

圖12

 

15.裁切pH計的泡棉收納盒

圖13

 

圖14

 

16.將裁切完的泡棉,黏至SAMLA收納盒 22公升側面中間(窄的那一面)。

圖15

 

17.在SAMLA收納盒 22公升側面(窄的那一面),左下角黏上pH計轉接器。

18.接上pH計並放入泡棉收納盒中

圖16

 

19.將pH計轉接器,接至RK IoT EXShield擴充版的A1。

20.土壤感測器S、+、-,分別接至RK IoT EXShield擴充版的A0、5V、GND。

圖17

 

21.將發泡煉石,裝至SAMLA 11/22公升收納盒,專用分隔板中約5cm高。

圖18

 

22.將SAMLA 11/22公升收納盒專用分隔板,放至SAMLA 收納盒 22公升上,並將塑膠軟管從SAMLA 11/22公升收納盒專用分隔板中間穿出。

圖19

 

23.將土壤感測器置入發泡煉石中

圖20

 

24.將DHT11黏至RK IoT EXShield擴充板右下角

圖21

 

25.將DHT11的VCC、DATA、GND,分別接到RK IoT EXShield擴充版的VCC、A2(P16)、GND。

這樣硬體部分就大功告成囉!!

圖22

 

接下來是程式部分:

1.申請MCS(MediaTek Cloud Sandbox,簡稱MCS,由聯發科技所推出的雲端服務)帳號。

2.新增產品原型名稱設定如圖23

圖23

 

3.新增完畢後點選詳情

圖24

 

4.新增顯示通道酸鹼值——ID:ph;資料型態:浮點數;單位:N/A。

圖25

 

5.新增顯示通道水下溫度——ID:temp_wa;資料型態:浮點數;單位:攝氏。

圖26

 

6.新增顯示通道土壤溼度——ID:Mo;資料型態:分類Key1名稱:乾;Key1值:D;Key2名稱:濕;Key2值:W。

圖27

 

7.新增顯示通道室內溫度——ID:T;資料型態:整數;單位:攝氏。

圖28

 

8.新增顯示通道室內溼度——ID:H;資料型態:整數;單位:百分比。

圖29

 

9.新增測試裝置

圖30

 

10.完成後前往詳情

圖31

 

11.記下自己的 DeviceID 及 DeviceKey

圖32

 

12.開啟程式ino

13.將第7、8行的WiFi帳號密碼,更改成為自己的WiFi帳號密碼。

圖33

 

14.第10行中的MCS DeviceID及DeviceKey改成自己的ID及Key

圖34

 

15.將程式燒入至LinkIt 7697中,並將7697裝至RK IoT EXShield擴充板上。

16.接上5V1A電源等待7697連上網

 

這樣,我們自己的魚菜共生裝置就完成了!趕快動手嘗試一下喔!

 

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[教學文] What!智能寶比可遙控!!沒錯,用超級搭檔LinkIt 7697 + Robot Shield達到(文末有彩蛋喔)

作者/攝影

文:Mason Chen (Mason亦為遙控智能寶比的作者,特此致謝!)

圖:Mason Chenfreepik (主題圖片背景)

文字潤飾:CAVEDU 宗諭

文章分類教學技術文
時間

成本

難度

材料表
  • LinkIt 7697*1

  • Robot Shield*1

  • 寶工智能寶比*1

  • 用來遙控的手機 *1

近來,不少Maker皆喜愛把現成的套件、模組加以改裝,置入開發板,例如LinkIt 7697、Arduino系列⋯⋯等等,使改裝後的套件、模組有更、更聰明的應用。比如之前我門曾專文介紹過的Wall-E機器人,便是一個很好的例子。

 

接著這股趨勢,本文所要介紹的,是由Mason Chen大大所改裝,可用手機的低功耗藍牙遙控的AI智能寶比。

 

寶工(Pro’s Kit)出品的「AI智能寶比」是一款智慧型機器人,能與8歲以上的小朋友一起互動、遊玩。它配有紅外線感應器,因此具備避障的功能,經過Mason的改裝後,把原先的紅外線感應玩法,改換成以手機的低功耗藍牙( BLE )進行遙控。

圖1 卡哇伊的智能寶比

 

小知識:什麼是低功耗藍牙(Bluetooth Low Energy,簡稱BLE)?

低功耗藍牙是一種個人區域網路技術,多應用於醫療保健、運動健身、家庭娛樂⋯⋯等領域。顧名思義,低功耗藍牙跟經典藍牙相比,目的在於保持同等通訊範圍的同時,顯著降低功耗及成本。根據藍牙技術聯盟(SIG)預測,至2018年,高於90%有藍牙的智慧型手機將支援低功耗藍牙。

 

接下來,我們就要進到硬體改裝部分:

 

Step1:把寶比的頭部拆下來,並且以斜口鉗或適當工具,把原先的電池檔板破壞掉。這部分會需要花點時間,且要小心處理,只破壞裏面,外殼要保留好。 處理完後可試擺LinkIt 7697與MiniPlan出品的Robot Shield,看看是否可以完全置入。

圖2

 

圖3

 

圖4

 

Step2:把原先的馬達插頭,按照圖5中所標示的,連接至 Robot Shield 中。

圖5

 

Step3:再把寶比的頭部小心地裝回去。這樣,硬體部分就完成了。

 

再來,是軟體開發部分:

Step1:我們使用 LinkIt 7697 arduino 進行開發。

  • 設定好Arduino IDE的環境,並燒錄已經寫好的程式至LinkIt 7697 中。
圖6

 

Step2:手機端請下載LinkIt Remote APP

  • 請打開手機藍芽,以及Robot Shield的電源。
  • 開啟 LinkIt Remote APP,順利的話,便可以找到已改裝好的寶比。
圖7

 

  • 按住Joystick移動,便可遙控寶比了。
圖8

 

文末彩蛋:透過Scratch 3.0遙控智能寶比

還記得之前的一篇文章,教大家運用Scratch 3.0連接micro:bit嗎?在Masen Chen大大的努力下,現在Scratch 3.0也可連接LinkIt 7697,進而控制智能寶比囉!其基本原理仍是運用Scratch Link連接Scratch 3.0與LinkIt 7697,然而,因Scratch 3.0並不支援LinkIt 7697,所以在運用Scratch Link之外,LinkIt 7697的韌體及Scratch 3.0上的指令積木皆必須重寫。至於如何撰寫、操作,就請各位讀者多跟Mason Chen大大交流了。

 

備註:若想購買相關開發板,請點這裡,謝謝。

 

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[CAVEDU化學小教室] pH值知多少?運用類比式酸鹼感測模組,讓滴定實驗更精準!!

照片改編自pixabay下載的兩張圖片,蒙允免費使用,特此致謝。

炎炎夏日,小編手刀衝進公司附近的7-11,準備好好解一解身體的渴。然而,打開擺放飲料的冰櫃才發現,原來光是礦泉水就有那麼多品牌,而且許多都標榜自己是鹼性水(重點是賣得比較貴)。但是,究竟這些礦泉水是否真為鹼性呢?所以啦,今天CAVEDU化學小教室第一天開張,就是要教讀者們「酸鹼滴定實驗」,這樣就可以測量所喝的飲料,到底是酸還是鹼。

作者/攝影

撰寫:宗諭

攝影:鈺莨、pixabay

文章分類
時間
成本
難度
材料表
  • 蒸餾水

  • 筆記型電腦*1

  • LinkIt 7697或Arduino系列開發板*1

  • 類比式酸鹼感測模組*1

  • 滴定管*1

  • 錐形瓶*1

什麼是酸鹼滴定實驗?

酸鹼滴定實驗的主要原理,主要是利用已知濃度的鹼或酸溶液,透過滴定的方式,測量出未知濃度溶液的酸鹼值。

圖1

 

實驗會使用哪些裝置?

1.滴定管

裝酸性溶液時,多使用玻璃材質;盛裝鹼性溶液時改用鐵氟龍材質,因鹼性溶液會腐蝕玻璃。

 

2.錐形瓶/燒杯

為什麼用錐形瓶會更好呢?因為錐形瓶形狀上窄下寬,當滴入酸或鹼溶液時,液體比較不會噴濺至外面。若是沒有錐形瓶,亦可使用燒杯,但要特別注意液體的噴濺。

 

3.類比式酸鹼感測模組

在一般酸鹼滴定實驗中,會在下方的錐形瓶或燒杯中加入酸鹼指示劑,作用是當酸鹼指示劑變色時,即達到「滴定終點」,表示氫離子(H+)的ml數剛好等於氫氧根離子(OH-)的ml數,完全反用成為水。然而,在此我們使用「類比式酸鹼感測模組」,也是這次實驗的特點。當我們使用「類比式酸鹼感測模組」,便能透過開發板及筆電,更精準測量出每一段實驗時間內pH值的變化。同時,由於我們測量出的是明確的數字,所以,在記錄上會更加精準,並可作為日後實驗的參考。(若欲購買類比式酸鹼感測模組,請洽機器人王國。)

圖2

 

4.LinkIt 7697開發板或Arduino系列開發板

主要是作為感測裝置的類比式酸鹼感測模組,必須連接至開發板,開發板再連接至電腦,才能將感測到的酸鹼值上傳至電腦進行觀測。

 

5.筆記型電腦

作為觀測酸鹼值之用。須在筆電上安裝好Arduino IDE,因為我們會透過這個程式,打開Serial port監測酸鹼值。

 

6.蒸餾水

主要用來清洗實驗器具

 

實驗步驟:

1.以鹼滴定酸:

  • 滴定管中置入鹼液;

  • 錐形瓶/燒杯中置入酸液;

  • 把類比式酸鹼感測模組連接好開發板及電腦;

  • 將類比式酸鹼感測模組置入錐形瓶/燒杯中的溶液;

  • 觀察pH值的變化,以及當達到滴定終點pH 7時,記錄下滴定液體體積為多少。

圖3

 

2.以酸滴定鹼:

  • 滴定管中置入酸液;

  • 錐形瓶/燒杯中置入鹼液;

  • 把類比式酸鹼感測模組連接好開發板及電腦;

  • 將類比式酸鹼感測模組置入錐形瓶/燒杯中的溶液;

  • 觀察pH值的變化,以及當達到滴定終點pH7時,記錄下滴定液體體積為多少。

圖4

 

實驗結果:

1.以鹼滴定酸:

記錄下滴定過程中pH值的變化,可得出類似下面的圖表:

圖5

 

2.以酸滴定鹼:

記錄下滴定過程中pH值的變化,可得出類似下面的圖表:

圖6

 

需要注意的事情:

  1. 類比式酸鹼感測模組是利用置入pH 7的穩定溶液中,進行參數校正。

  2. 水溫要設定。如果水溫沒有設定好,pH值會偏移。所以在進行滴定實驗時,需要準備一個比較準的溫度計。

 

經過這次酸鹼滴定實驗,相信讀者們對於酸鹼混合時的現象,以及當加入的鹼性液體或酸性液體體積漸多時,pH值的變化情形有更深入了解。下一次,若是有富教育意義的化學實驗,我們再跟大家分享。See you!

 

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[介紹文]以LinkIt7697搭配LinkIt Remote打造智慧門禁系統 6項功能、6大特色一次帶您看!!

作者/攝影

智慧門禁系統作者:曾希哲老師

文字整理:CAVEDU 宗諭

圖片:曾希哲老師、pixabay

文章分類介紹文
時間

成本
難度
材料表
  • LinkIt 7697*1(若欲購買,請洽機器人王國商城)

  • RC522 RFID讀取器*1

  • 電磁鎖*1

  • LCD*1

  • 蜂鳴器*1

  • Mifare S50 Card*1

  • 智慧型手機*1

因長期致力於科技教育,CAVEDU團隊認識許多老師,但慢慢地我們才發現,教師當中真是人才濟濟,高手藏身於教育界。對科技、程式教育,有熱忱又富能力的老師其實相當多,例如熱衷於四軸飛行器教學的洪雅慧老師,還有對於Micro:bit深有研究的劉正吉老師⋯⋯等等,而花蓮的曾希哲老師也是其中之一。

圖1 各路高手在教師界

 

若仔細瞧瞧曾希哲老師的臉書頁面,上面幾乎都是他各種學習程式、物聯網、開發板的心得、照片及影片,例如,他最近就在玩LinkIt 7697的擴充板,不斷發出新的貼文,真感受到他的樂此不疲!為將所學得的技術充分教導給學生,曾老師也架設一個網站「曾希哲的學習天地」,上面有他學習物聯網、LinkIt 7697、Arduino⋯⋯等等心得,讀者們記得抽空去逛逛喔!

圖2 曾希哲老師的個人網站

 

本文的主角是曾希哲老師一手打造的「智慧門禁系統」。當初,曾老師有做過RFID的門禁系統,並於2017年以此系統參加過「花蓮創客賽物聯網組」,卻一直找不著適合的按鍵輸入方式。

 

因此,曾希哲老師便逐漸萌生以手機當作藍牙鍵盤的想法,並想透過LinkIt Remote實現。後來,他在手機上實做出藍牙鍵盤,並加入原有的門禁系統中,再把幾項一直想做出的功能實現,最後「智慧門禁系統」就大功告成。(噹啷~~)

圖3 智慧門禁系統

 

讓我們先看看曾希哲老師親自錄製的介紹影片:

 

這個「智慧門禁系統」包含哪些單元呢?請見下圖:

圖4

 

智慧門禁系統的功能與特色

系統是以LinkIt 7697為核心建立,有以下幾項功能:

  1. 可用RFID刷卡輸入

  2. 可以藍牙鍵盤輸入

  3. LCD顯示輸出

  4. 蜂鳴器輸出

  5. 若使用者兩次輸入錯誤,系統就會透過Line即時訊息通知屋主。

  6. 假設使用者受威脅必須開門,可輸入威脅密碼,門一樣會打開,但會在威脅者無法察覺情況下,以Line即時訊息通知屋主,使屋主能盡快報警。

 

這個系統又有哪些特色呢?

  1. 以手機作為藍牙鍵盤,使用起來相對方便。

  2. 使用者受威脅需開門時,可使用威脅密碼。

  3. 同時使用藍牙與WiFi功能,LinkIt 7697是以IFTTT網路服務,透過Wi-Fi傳送Line即時訊息。

  4. 不需使用App Inventor撰寫手機程式,只要撰寫7697程式即可。

  5. 使用LinkIt 7697 BlocklyDuino,程式撰寫比較容易。

圖5

 

圖6 圖5、6為曾希哲老師運用LinkIt 7697 BlocklyDuino,所撰寫的程式碼。

 

6.可透過這個系統,學習RFID的概念。

 

進一步交流

關於如何自造智慧門禁系統,應是因製作步驟較複雜,曾希哲老師只簡單提及,就是拆解系統各部分功能,然後進行各單元製作、測試,逐步組成為一個完整系統。若讀者閱畢本文,有興趣進一步了解此系統,歡迎直接至曾希哲老師的臉書頁面與他交流。

 

前文提及,曾老師設計、製作此系統很重要的原因,是為了實踐把手機當成藍牙鍵盤。而他是用BlocklyDuino撰寫藍牙鍵盤的程式,若讀者想更多了解,可點此下載原始程式碼。

 

結語

總之,曾希哲老師目前正積極測試LinkIt 7697擴充板的各式功能,若後續有任何消息、成果,CAVEDU教育團隊也會成為報馬仔,透過技術部落格或臉書粉絲專頁,跟讀者們分享,敬請期待!

 

附錄:

曾希哲老師以BlocklyDuino撰寫藍牙鍵盤的程式碼

/*
 * Generated using BlocklyDuino:
 *
 * https://github.com/MediaTek-Labs/BlocklyDuino-for-LinkIt
 *
 * Date: Wed, 27 Jun 2018 18:58:00 GMT
 */

#include <LRemote.h>

int SetPasswd;

int PhonePasswd;

int c;

String S1;

String S2;

String S3;

String S4;

String InputPsaawd;

String OpeningDoor;

String PasswdError;

LRemoteLabel label1;
LRemoteButton button7;
LRemoteButton button8;
LRemoteButton button9;
LRemoteButton button4;
LRemoteButton button5;
LRemoteButton button6;
LRemoteButton button1;
LRemoteButton button2;
LRemoteButton button3;
LRemoteButton button0;
LRemoteButton button10;

void setup()
{
  pinMode(LED_BUILTIN, OUTPUT);
  LRemote.setName("LinkIt 7697");
  LRemote.setOrientation(RC_PORTRAIT);
  LRemote.setGrid(3, 5);
    label1.setPos(0, 0);
    label1.setText("Input Password");
    label1.setSize(3, 1);
    label1.setColor(RC_ORANGE);
    LRemote.addControl(label1);

    button7.setPos(0, 1);
    button7.setText("7");
    button7.setSize(1, 1);
    button7.setColor(RC_BLUE);
    LRemote.addControl(button7);

    button8.setPos(1, 1);
    button8.setText("8");
    button8.setSize(1, 1);
    button8.setColor(RC_GREEN);
    LRemote.addControl(button8);

    button9.setPos(2, 1);
    button9.setText("9");
    button9.setSize(1, 1);
    button9.setColor(RC_BLUE);
    LRemote.addControl(button9);

    button4.setPos(0, 2);
    button4.setText("4");
    button4.setSize(1, 1);
    button4.setColor(RC_GREEN);
    LRemote.addControl(button4);

    button5.setPos(1, 2);
    button5.setText("5");
    button5.setSize(1, 1);
    button5.setColor(RC_BLUE);
    LRemote.addControl(button5);

    button6.setPos(2, 2);
    button6.setText("6");
    button6.setSize(1, 1);
    button6.setColor(RC_GREEN);
    LRemote.addControl(button6);

    button1.setPos(0, 3);
    button1.setText("1");
    button1.setSize(1, 1);
    button1.setColor(RC_BLUE);
    LRemote.addControl(button1);

    button2.setPos(1, 3);
    button2.setText("2");
    button2.setSize(1, 1);
    button2.setColor(RC_GREEN);
    LRemote.addControl(button2);

    button3.setPos(2, 3);
    button3.setText("3");
    button3.setSize(1, 1);
    button3.setColor(RC_BLUE);
    LRemote.addControl(button3);

    button0.setPos(0, 4);
    button0.setText("0");
    button0.setSize(1, 1);
    button0.setColor(RC_GREEN);
    LRemote.addControl(button0);

    button10.setPos(1, 4);
    button10.setText("Clear");
    button10.setSize(2, 1);
    button10.setColor(RC_ORANGE);
    LRemote.addControl(button10);
  LRemote.begin();
  SetPasswd = 10;
  PhonePasswd = 0;
  c = 0;
  digitalWrite(LED_BUILTIN, LOW);
  S1 = "*";
  S2 = "**";
  S3 = "***";
  S4 = "****";
  InputPsaawd = "Input Password";
  OpeningDoor = "Opening Door";
  PasswdError = "Password Error";
}


void loop()
{
  LRemote.process();
  if (button0.isValueChanged()) {
    if (button0.getValue() == 1) {
      c = c + 1;
      if (c == 1) {
        PhonePasswd = PhonePasswd + 1;

      }

    }

  } else if (button1.isValueChanged()) {
    if (button1.getValue() == 1) {
      c = c + 1;
      if (c == 2) {
        PhonePasswd = PhonePasswd + 2;

      }

    }
  } else if (button2.isValueChanged()) {
    if (button2.getValue() == 1) {
      c = c + 1;
      if (c == 3) {
        PhonePasswd = PhonePasswd + 3;

      }

    }
  } else if (button3.isValueChanged()) {
    if (button3.getValue() == 1) {
      c = c + 1;
      if (c == 4) {
        PhonePasswd = PhonePasswd + 4;

      }

    }
  } else if (button4.isValueChanged()) {
    if (button4.getValue() == 1) {
      c = c + 1;

    }
  } else if (button5.isValueChanged()) {
    if (button5.getValue() == 1) {
      c = c + 1;

    }
  } else if (button6.isValueChanged()) {
    if (button6.getValue() == 1) {
      c = c + 1;

    }
  } else if (button7.isValueChanged()) {
    if (button7.getValue() == 1) {
      c = c + 1;

    }
  } else if (button8.isValueChanged()) {
    if (button8.getValue() == 1) {
      c = c + 1;

    }
  } else if (button9.isValueChanged()) {
    if (button9.getValue() == 1) {
      c = c + 1;

    }
  } else if (button10.isValueChanged()) {
    if (button10.getValue() == 1) {
      label1.updateText(String(InputPsaawd));
      c = 0;
      PhonePasswd = 0;

    }
  }
  if (c == 1) {
    label1.updateText(String(S1));

  } else if (c == 2) {
    label1.updateText(String(S2));
  } else if (c == 3) {
    label1.updateText(String(S3));
  } else if (c == 4) {
    label1.updateText(String(S4));
    delay(500);
    if (SetPasswd == PhonePasswd) {
      label1.updateText(String(OpeningDoor));
      digitalWrite(LED_BUILTIN, HIGH);
      delay(5000);
      digitalWrite(LED_BUILTIN, LOW);

    } else {
      label1.updateText(String(PasswdError));
      delay(5000);

    }
    label1.updateText(String(InputPsaawd));
    c = 0;
    PhonePasswd = 0;
  }
  delay(100);
}

 

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[教學文] 係金ㄝ !!不需3D列印外觀元件,也能製作的機械生物——OTTO Like

原本,筆者將此作品命名為「果凍步兵」,但命名後,總感覺已跳脫原始設定的框架,於是便改為前輩Bridan Wang大哥所稱的「OTTO Like」吧!也透過此命名,向Otto開源者Camilo Parra Palacio表達無限敬意!

作者/攝影

機甲人形師 林益成

文章分類教學技術文
時間

成本
難度
材料表
  • Arduino nano X 1組

  • Nano多用擴展板 X 1 組

  • 伺服馬達SG90 X 4 顆

  • 開關(有段)X 1 顆

  • 塑膠罐 X 1 個

  • 塑膠(木)板 X 2 片

  • L型機構件X 2 片

製作緣起

2017年偶然在網路上看見Otto機器人,心中十分喜愛,但因當時手邊並無3D列印機,因此無法列印自造⋯⋯(遺憾啊啊啊……)。

 

在入手3D列印機後的某一天,想起了這過往的殘念,因此在Thingiverse網站取得開源資料後,迫不及待地列印、組裝,同時也下載製作了同類型、貌似青蛙的 arduped。當時,為讓Otto和arduped二者看起來更協調,因此筆者硬是改掉了Otto的腳部。以下是它們共舞的影片:

 

之後,因爲花在3D列印上的時間過長,並且希望外觀上能有更高的自由度,筆者開始試以生活周遭方便取得的物品進行製作。以下是首次試作作品的影片:

 

筆者個人一個很大的願望,是讓沒有3D列印機的朋友們,也能享受自造類Otto機器人的樂趣。因此,透過本文將個人研究成果與讀者們分享,也期待有一天能看見大家製作出更多作品。

 

製作過程

一、本體製作

Step1:開鑿相關機構孔位

圖1

 

Step2:組裝伺服馬達及電源開關

圖2

 

二、腿部製作:

Step3:將伺服馬達擺臂固定於L型機構件(需製作二組)

圖3

 

三、腳掌製作:

Step4:將伺服馬達黏著固定於塑膠板上

圖4

 

四、腿部安裝:

請參考圖5

圖5

 

五、腳掌安裝:

請參考圖6

圖6

 

六、完成Arduino程式燒錄及配線

七、素體完成

圖7

 

八、請讀者們發揮豐富的想像力,以泡棉、瓦楞紙等素材,為Otto like自造出獨一無二的外型吧!

 

相關作品

因考量後續作品會參與某些公開展示的活動,考量到強度及保存,故使用3D列印製作外型零件。目前筆者製作了三架以日系妖怪為主題的Otto like:

 

1.化貍-文福茶鍋

圖8

 

2.河童

圖9

 

3.天狗

圖10

 

目前排定參展的活動:

  • 10/19-21 TIRT全能機器人國際邀請賽暨桃園觀光工廠創客嘉年華

  • 11/2-4 Maker Faire Taipei 2018

 

屆時歡迎讀者們蒞臨展攤「機甲人形師的覓星工坊」,也歡迎至我個人的FB粉絲專頁交流:https://www.facebook.com/lyclovetyc/。而因我過去製作機器生物,有使用過ROSA系統,若讀者想更多了解這個系統,請參考:https://4rdp.blogspot.com/2017/09/rosa-38-robot-like-otto.html?m=1,謝謝。

 

備註:根據小編與作者機甲人形師林益成討論後,他表示,因近來比較忙碌,暫時抽不出時間寫給LinkIt 7697的Otto程式,所以先以Arduino測試。但未來不排除寫給LinkIt 7697的Otto程式,請讀者們靜待好消息囉!若想購買相關的開發板,請點這裡

 

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[ 教學文 ]你好,我會走路、唱歌跳舞跟偵測障礙物喔!——一起動手做超級卡哇伊的機器人OTTO97(下)

作者/攝影

文圖轉載自MediaTek Lab官方網站 ,感謝聯發科技創意實驗室授權,特此致謝。而OTTO97(OTTO for LinkIt 7697)為衍生自 OTTO DIYOffical Site / Github / Thingiverse)的專案。

文章分類教學技術文
時間

成本
難度
材料表
  • Robot Shield V1*1

  • LinkIt 7697*1

  • MicroUSB x2

  • Tower Pro SG90 伺服馬達(Micro Servo 9gx4(附轉軸支架以及二長一短的螺絲)

  • HC-SR04P超音波感應器,工作電壓範圍3V~5.5Vx1

  • MAX7219 8×8 矩陣式 LED顯示模組 x1(選配)

  • 被動式(有源)蜂鳴器 x1,工作電壓範圍3V~5V(選配)

  • 3D 列印出機器人各部位零件(頭、身體、腿 x2、腳底板 x2

  接續上一篇:[教學文]你好,我會走路、唱歌跳舞跟偵測障礙物喔!——一起動手做超級卡哇伊的機器人OTTO97(上) ,讓我們繼續製作OTTO97機器人,一起來看接下來的步驟。

 

Step8:組裝左腿(連接擴充板 P15

(1)打開 SG90 伺服馬達套件,會看見一顆伺服馬達、三支轉軸支架(旋臂),以及二長一短的螺絲。在此專案中,僅會用到最短的轉軸支架。

圖8-1

 

(2)用兩隻長螺絲將伺服馬達鎖至OTTO身體的左腳位置。

圖8-2

 

(3)將伺服馬達接線至擴充板的P15,並將手機上的LinkIt Remote APP連結至LinkIt 7697。開啟校正測試UI後,點選Stiff按鈕使伺服馬達回到初始位置,亦即OTTO直立的狀態。

圖8-3

 

(4)OTTO兩隻的零件是相同的(但腳底板左右有分),因此可任意選擇進行組裝。

圖8-4

 

(5)將轉軸支架切短以放入左腿的卡榫溝槽(如圖8-5),並確認與伺服馬達的連接面需平整 (如圖8-6)。不平整的馬達接觸面將導致OTTO無法直線行走。

圖8-5

 

圖8-6

 

(6)以面朝正面的方向(如圖8-7),將左腿連接至OTTO的身體。由於齒輪齒紋的關係,腿部不見得能精準對準身體正面,這可於之後的步驟透過校正測試 APP做修正。

圖8-7

 

(7)用短螺絲將腿上的轉軸支架與身體上的伺服馬達鎖緊,若沒有確實鎖緊會導致OTTO無法順利直線行走。

圖8-8

 

Step9:組裝右腿 P16

(1)採用與組裝左腿相同的步驟完成右腿組裝,並將伺服馬達連接至擴充板的P16 接腳

(2)開啟LinkIt Remote的校正介面進行腿部位置調整,使雙腿的初始方向平行於身體的面向 (如圖9-1)。校正完成後,務必按下Save按鈕儲存相關設定值供之後使用。

圖9-1

 

 

圖9-2

 

Step10:組裝左腳底板(P5LF

(1)將伺服馬達的電線穿過左腿及身體的開孔後連接至Robot ShieldP5

圖10-1

 

(2)選擇校正介面中的Stiff ,將伺服馬達轉軸置於初始位置。

圖10-2

 

(3)切割馬達轉軸支架(懸臂),使它能放進左腳底板零件的卡榫溝槽。

圖10-3

 

(4)用短螺絲將伺服馬達鎖緊固定於腳底板上。

圖10-4

 

(5)整理並反折馬達的線,好將馬達放入左腿的機構中。

圖10-5

 

圖10-6

 

(6)用長螺絲鎖緊固定馬達和左腿(注意正反面,下圖為OTTO的背面)。

圖10-7

 

Step11:組裝右腳底板(P11: RF)

(1)依照與組裝左腳底板相同的步驟,完成右腳底板的組裝,並連接伺服馬達至擴充板的P11

(2)使用校正APP調整腳底板的角度,使它們能平穩站在地面上(如圖11)。

(3)矯正完畢後,務必點選Save儲存相關設定值。

圖11

 

Step12:將Robot Shield裝進OTTO身體內

(1)為留下安裝LED模組的空間,將Robot Shield放進OTTO身體時,盡量將腿部相關走線整理至後方(如圖12-1中,綠色箭頭所指方向)。

圖12-1

 

(2)調整Robot Shield位置,使開發板相關接口能對齊OTTO身上預先開好的孔位。

圖12-2

 

(3)使用Robot Shield附贈的螺絲,將板子固定在OTTO身體機構中。

圖12-3

 

Step13:安裝超音波感應器、蜂鳴器及8×8矩陣式LED

(1)接下來的組裝步驟,會依照圖13-1的接線方法,分別將之前測試過的超音波感應器、蜂鳴器及8×8矩陣式LED,連接回Robot Shield。

圖13-1

 

(2)將蜂鳴器面朝下安裝至OTTO身體中預留的蜂鳴器位置,並將接線接回Robot Shield

圖13-2

 

(3)將超音波感應器模組安裝至OTTO的頭部內(可用銼刀修整眼睛開口邊緣,以方便安裝),並將接線接回至Robot Shield(注意Trig/Echo接線的位置)。

圖13-3

 

(4)將8×8矩陣式LED模組接線回Robot Shield,並以膠帶或其它絕緣物包覆LED模組背面,以避免接觸Robot Shield造成短路。

圖13-4

 

(5)放置LED模組於OTTO身體正面位置(如圖13-5箭頭所指)。

圖13-5

 

(6)最後將頭部身體組合起來,就完成了OTTO的組裝。

圖13-6

 

Step14:執行Demo App

(1)在Arduino IDE中開啟OTTO_Demo.ino範例,並上傳至LinkIt 7697執行。

(2)開啟LinkIt Remote APP並連接至OTTO,從LinkIt 7697載入UI後,會看見如圖14-1的控制介面:

圖14-1

 

  接下來就可開始嘗試OTTO各式各樣的動作了!

  閱讀完了全文,讀者們是否很想趕快動手組裝一台OTTO97機器人呢?若讀者們想購買LinkIt7697 + Robot shield等相關開發板,歡迎前往機器人王國挑選,謝謝。

 

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  OTTO97OTTO for LinkIt 7697是一個衍生自OTTODIY的機器人專案,利用 LinkIt 7697 及Robot Shield製作出有趣又古錐的雙足機器人。OTTO具備什麼能力呢?它能夠行走、跳舞、唱歌及偵測障礙物的能力,還能顯示嘴部的表情動畫呢!

作者/攝影

文圖轉載自MediaTek Lab官方網站 ,感謝聯發科技創意實驗室授權,特此致謝。而OTTO97(OTTO for LinkIt 7697)為衍生自 OTTO DIYOffical Site / Github / Thingiverse)的專案。

文章分類教學技術文
時間

成本
難度
材料表
  • Robot Shield V1*1

  • LinkIt 7697*1

  • MicroUSB x2

  • Tower Pro SG90 伺服馬達(Micro Servo 9gx4(附轉軸支架以及二長一短的螺絲)

  • HC-SR04P超音波感應器,工作電壓範圍3V~5.5Vx1

  • MAX7219 8×8 矩陣式 LED顯示模組 x1(選配)

  • 被動式(有源)蜂鳴器 x1,工作電壓範圍3V~5V(選配)

  • 3D 列印出機器人各部位零件(頭、身體、腿 x2、腳底板 x2

組裝前需具備的技能

  • 能使用Arduino IDE 進行 LinkIt 7697基本操作。

  • 了解如何使用LinkIt Remote應用程式連結LinkIt 7697。

  • 基本電路接線概念。

  • 基本焊接能力(若想替OTTO97加上嘴部動畫顯示)。

 

材料準備注意事項:

  準備材料表中的各項元件時,請確認使用的是寬工作電壓版本,以免進行後續步驟時,產生無法運作的狀況。

 

小提醒:

  • 超音波感測器的型號需為HC-SR04P(工作電壓範圍3V5.5V),而非只能支援5V電壓的HC-SR04。兩者在外觀上非常相近,需特別注意。
圖1-1

 

圖1-2

 

2. 被動式(有源)蜂鳴器需支援3V5V的工作電壓,請勿選擇僅能使用於5V電壓的版本。

 

需要準備哪些工具?

  • 智慧型手機(iOS/Android 皆可,用來執行伺服馬達校正及主控程式。)
  • 3D 印表機
  • 焊槍(非必要,但若要顯示嘴部動畫,則需要rework矩陣式LED模組以方便安裝。)
  • 快乾膠(非必要,可用來加強組裝強度。)

其他可幫助組裝的工具如下:

圖2

 

相關程式碼:

  可從 https://github.com/bearwbearw/OTTO97 取得 OTTO97 相關程式碼資訊:

目錄名稱說明
librariesOTTO 相關的函式庫
OTTO_Calibration測試與校正 OTTO 的 sketch 程式
OTTO_Demo控制 OTTO 基本動作的 sketch 程式
OTTO_UnitTest_Buzzer測試被動式蜂鳴器的 sketch 程式
OTTO_UnitTest_LEDMatrix測試 LED 顯示矩陣的 sketch 程式
OTTO_UnitTest_Servo測試伺服馬達的 sketch 程式
OTTO_UnitTest_Ultrasonic測試超音波感應器的 sketch 程式
3D_STLOTTO 零件的 3D 列印檔案

 

怎麼組裝OTTO97?

Step1:以3D 列印出 OTTO 本體零件。從 Thingiverse 下載所需3D檔案,此 3D 檔案基於 OTTODIY 專案修改而成,以適於LinkIt 7697 + Robot Shield使用,所有零件包含:頭、身體、腿 x2、左腳底板、右腳底板共六個元件。

圖3

 

Step2:下載並安裝 Arduino 相關函式庫及應用程式。從專案 GitHub 頁面下載相關函式庫和程式,並將其解壓縮至 Sketchbook 所在目錄。

圖4-1

 

圖4-2

 

圖4-3

 

Step3:啟動裝置校正測試程式。首先開啟Arduino IDE,選擇Step2中下載的OTTO_Clibration.ino範例並上傳至LinkIt 7697執行。之後,在手機上安裝並執行LinkIt Remote,開啟後就會看到名為「OTTO CAL」的裝置。最後,點選 「OTTO_CAL」 後,即可透過藍芽連接LinkIt 7697,並開啟裝置校正相關介面。

圖5-1

 

圖5-2

 

圖5-3

 

Step4:連接伺服馬達。(1)將LinkIt 7697接上Robot Shield,並確認安裝方向是否正確(開發板與擴充板的 USB 接頭應在同一側)。(2)透過USB線將LinkIt 7697連接至PC電腦。(3)透過USB線將Robot Shield連接至5V電源(亦可透過PC供電),保持電池充電。(4)如下圖,將四個伺服馬達連接至Robot Shield。(5)開啟Robot Shield的電源(以附圖方向為例,開關撥至左方為開啟)。

圖6-1

 

(6)按下校正程式中的「Walk」按鈕,確認是否四個伺服馬達都會動作。(7)按下「Home或「Stiff」按鈕使伺服馬達轉軸(懸臂)回到初始位置。

圖6-2

 

按鈕說明:

  • Home 按鈕:使伺服馬達轉軸停在初始位置(OTTO處於直立狀態),並鬆開馬達內部與轉軸之間的連結;此時可從外部施力任意轉動馬達轉軸。

  • Stiff 按鈕:使伺服馬達轉軸停在初始位置(OTTO處於直立狀態),且持續輸出PWM訊號保持馬達內部與轉軸間的接合。此時外部若有過大力道轉動轉軸,可能會損壞伺服馬達。

  • 組裝過程中,通常會讓伺服馬達處於「Stiff狀態」。

 

Step5:連接超音波感應器。(1)如下圖,利用尖嘴鉗等工具將感應器模組的排針彎曲 90 度(或將針腳靠在桌上,往旁邊施力即能彎曲整排針腳),避免後續組裝時卡到LED模組。

圖7-1

 

(2)將HC-SR04P連接至Robot ShieldP2P3

圖7-2

 

小提醒:

照上圖連接時,需特別注意超音波模組的正反面方向、以及 Trig / Echo 接腳位置,若連接錯誤可能造成模組發燙,需儘速拔除接線,以免元件損壞。

 

(3)點選 US 開關,將可在 Serial Monitor 看見感應器偵測到的距離。

圖7-3

 

圖7-4

 

小提醒:

  • HC-SR04(5V)和HC-SR04P(3V~5.5V)外觀非常相似,請務必確認購買的元件是HC-SR04P。

  • 由於Robot Shield的VCC電源來自內建的鋰電池,供電電壓範圍為7V至4.5V,因此無法驅動HC-SR04。HC-SR04 在電壓不足的狀況下,從Serial Monitor只會看見 999.00cm的偵測值。

 

Step6:連接被動式蜂鳴器(非必要步驟,但安裝後可讓OTTO具有唱歌的能力)。(1)將被動式蜂鳴器連接至Robot ShieldP4

圖8-1

 

(2)點選 BUZ 開關,將可聽見蜂鳴器發出聲音。

圖8-2

 

Step7:連接 8×8 矩陣式LED顯示模組(MAX7219(非必要步驟,但安裝後可顯示 OTTO 的嘴巴)。

(1)由於OTTO頭部內的空間限制,安裝顯示模組時,需rework將模組的排針移除,改由直接焊接杜邦線以節省空間。若是不熟悉焊接操作,可略過此步驟。(2)開始rework前,可先測試 8×8 矩陣式LED顯示模組是否能正常運作。如下圖所示,將顯示模組連接至擴充板的P7P8P9

圖9-1

 

(3)點選LED開關,應可看見8×8 矩陣式LED模組開始顯示不同的圖案。

圖9-2

 

(4)若上一步驟結果正常,即表示顯示模組功能無誤,接下來可進行rework(需使用焊接工具)。(5)將顯示模組的輸出針腳剪斷(如下圖左側)。(6)移除模組的輸入針腳,並從模組背面焊接五條杜邦線至對應的孔位。

圖9-3

 

(7)再次將8×8矩陣式LED顯示模組連接至 Robot Shield,並透過手機的校正測試APP,確認運作正常。

圖9-4

 

  此步驟完成後,即完成所有電子元件測試,接下來將進行零件組裝。在此前,請先將擴充板上的接線全部解開,之後的組裝步驟會再說明對應機構的接線方式。

  文章至此,讀者們是否更加期待親自完成一台OTTO97呢?考慮到文章的長度,接下來的步驟,我們將於下回分解,敬請期待。若讀者們想購買LinkIt7697 + Robot shield,歡迎前往機器人王國挑選,謝謝。

 

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[教學文]坦克18步:手把手教您組裝Robot Shield v2坦克車

相信大家對開發板可用來控制車子、手臂、機器人⋯⋯等等,已玩得不亦樂乎。前陣子,在Thingiverse上看見用3D列印出來的坦克,且還能以開發板來控制它,覺得非常有趣,於是下載了3D檔,並準備相關材料進行組裝,大家可由此TANK GO下載列印件,原作者MiniPlan也非常貼心地放上了組裝影片及材料說明連結喔!

作者/攝影

坦克車原作者:MiniPlan

文字整理/圖片:CAVEDU教育團隊郭皇甫

文章分類教學技術文
時間

成本
難度*(1~10)
材料表
  • Robot Shield*1

  • LinkIt 7697*1

  • 坦克3D列印件

  • N20馬達X2

  • M2X8螺絲10顆、M2X4螺絲4顆

  • DFMP3 Player MINI模組X1

  • SG90伺服機X1

  • 紅外線接收器X1、紅外線發射器X1

  • 8歐姆0.25瓦喇叭X1

  先看一下原作者MiniPlan拍攝的組裝影片:

  小編也替讀者們寫了圖文版的組裝步驟,說明如下:

材料準備:

  1. 坦克3D列印件

  2. N20馬達X2

  3. M2X8螺絲10顆、M2X4螺絲4顆

  4. DFMP3 Player MINI模組X1

  5. SG90伺服機X1

  6. 紅外線接收器X1、紅外線發射器X1

  7. LinkIt 7697開發板X1

  8. 8歐姆25瓦喇叭X1

  9. Robot shield v2控制板X1

圖1 材料準備

 

工具準備:

  • 螺絲起子(十字、一字)

  • 熱熔膠槍、熱熔膠條。

 

Step1:首先連接車身與胎框。這裡會有四個大小一樣的胎框,但其連接軸的圓洞有大小之分,請先拿出二個最大圓洞的胎框,並裝至車身卡榫上,如圖2所示。(PLA較無彈性,所以將胎框壓進卡榫時,要邊轉動胎框邊施力壓進。)

圖2 將胎框壓進卡榫

 

圖3 二邊胎框安裝完成

 

Step2:接下來拿出兩個N20馬達,並將其安裝至車身內,馬達的軸對準車身的小圓洞,即可向外推到底,如圖4所示。

圖4 安裝N20馬達

 

Step3:拿出F部件,並將其對準I部件的上、下方凹槽後,壓進凹槽內。(這裡要特別注意,I部件上、下方的邊框有些微不同,F部件的紋路也不一樣,請依照圖5的方向及位置安裝。)

圖5 安裝F部件

 

Step4:拿出C部件,並將其安裝至N20馬達軸上。(在這裡,作者非常貼心將孔洞設計成與N20馬達的輪軸形狀相同,如此一來,安裝時就不會搞錯了。)

圖6 安裝C部件

 

圖7 四胎框安裝完成

 

Step5:將喇叭焊線後,分別接上MP3 Player mini的SPK_1、SPK_2,使用熱熔膠將喇叭固定在I部件中心的圓孔上。(也請在MP3 Player mini的VCC、RX、TX腳位另外接上三條杜邦線。)

圖8 固定喇叭

 

Step6:用四顆M2x4螺絲,將Robot Shield v2對準C部件圓柱上的孔位並鎖上。(如果在這步驟對不到孔位的話,您可稍微扳動C部件的圓柱,對準後鎖上。在此步驟,您就可以將馬達線鎖上Robot Shield的端子台上了。)

圖9 使用M2螺絲固定Robot Shield v2

 

Step7:車身的下半部先告一個段落,接著拿出D部件,左右半部對準後壓緊固定。

圖10 壓緊D部件

 

Step8:拿出四顆M2x8螺絲,對準E部件上的四個孔洞,將螺絲先鎖一些進去。

圖11 將螺絲先鎖一點進E部件

 

Step9:再將E部件對準D部件上的螺絲孔位,用螺絲起子鎖緊後固定。

圖12 鎖緊D、E部件。

 

Step10:接著拿出B部件,並將一字舵片使用熱熔膠固定至凹槽。(注意,舵片中正央圓形凸起的地方朝上。)

圖13 固定舵片在B部件上

 

Step11:將B部件以四顆M2X8螺絲鎖緊固定在D部件上方四個孔洞。

圖14 固定B部件在D部件上

 

Step12:將焊好線的紅外線接收器,穿過H部件的方形孔洞,並使用熱熔膠固定在方形凹槽內,同時將G部件也以熱熔膠固定在H部件的圓形凹槽。(請特別注意,G部件上有四個小方孔,請將小方孔對齊紅外線接收器的位置後再固定。)

圖15 將紅外線接收器穿過H部件孔洞

 

圖16 將G部件固定在H部件上

 

Step13:請將焊好線的紅外線發射器,從線端穿過A部件前方的炮口。

圖17 紅外線發射器穿過炮口並固定

 

Step14:把A部件翻過來後,將SG90以圖18的位置,以M2X8的螺絲固定。(請特別注意,A部件上只有一個螺絲孔,您也可以使用熱熔膠固定SG90沒有鎖螺絲的一邊,或是使用鑽孔工具再多打一個孔。)

圖18 固定SG90

 

Step15:接下來把SG90與紅外線發射器的線,分別穿過A部件下方的兩個方形孔洞,並將多餘的線整理好。

圖19 將線穿過A部件的方形孔

 

圖20 將多餘的線整理好

 

Step16:將H部件固定在A部件上方的方形洞。(請特別注意,請按照圖21的H部件方向固定。)

圖21 將H部件固定在A部件上

 

Step17:接著請將A部件的SG90對準B部件上舵片的圓孔,往下壓緊固定。(請特別注意,在固定前,請先校正SG90的位置,讓您的炮台能夠左右各旋轉約90度為最佳。)

圖22 固定炮台

 

Step18:最後,將SG90接在P5腳位,其餘感測器按照網站文件上註明的腳位接上後,並將D部件壓緊至I部件上即可。

 

  至此,組裝步驟就完成囉!接下來,您便可將網站上給的程式上傳至7697開發板,並且使用手機下載LinkIt Remote後,試試看,坦克車是不是能順利動起來了呢?

 

備註:若讀者想購買相關的開發板,歡迎洽詢機器人王國

 

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[教學文]想自己動手做藍牙遙控車?就是這一篇了!

作者/攝影

CAVEDU教育團隊 鈺莨

文章分類教學技術文
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成本
難度
材料表
完整程式下載

BlocklyCar7697

導讀

 

本文重點

  我們將介紹馬達轉動原理,還有如何用藍牙裝置接收字元,也會把手機作為遙控車的方向盤,控制遙控車的方向。讓我們一起做出一台屬於自己的LinkIt 7697的藍牙遙控車吧!

圖1 藍牙遙控車,衝啊!

 

  LinkIt 7697的電流無法直接使兩顆直流馬達動起來,所以我們要使用馬達驅動板Robot Shield。

 

Step1:我們先用手機的藍牙裝置,試著控制一顆直流馬達,先接上一顆直流馬達。下面圖片是直流馬達接線圖:

圖2 一顆直流馬達連接Robot Shield

 

馬達的腳位

Robot Shield的腳位

113
217

 

藍牙遙控車程式

  程式部分,我們使用BlocklyDuino來寫程式。程式有分成車子的接收部分,以及手機的發送部分。我們先說明車子接收部分的程式,會用到藍牙的積木有下面幾種:

圖3 藍牙BlocklyDuino積木

 

Step2:打開【BLE周邊】(黃色標籤1)抽屜,可看見「建立藍牙週邊裝置」(黃色標籤2)、「新增藍牙屬性」(黃色標籤3)、「藍牙屬性已更新」(黃色標籤4)、「讀取藍牙屬性數值」(黃色標籤5)。這些是我們需要用到的積木,拼出來的積木如下圖:

圖4 BlocklyDuino藍牙裝置程式

 

Step3:我們要把BlocklyDuino藍牙初始化的裝置建立起來。請大家在「建立藍牙週邊裝置」的「顯示名稱」上改名字,在手機的那一端就會顯示出「顯示名稱」上的名字。

 

  此外,「服務UUID」和「新增藍牙屬性UUID」,只要和App Inventor上面的數值是一樣的,我們就可以讓LinkIt 7697和手機的藍牙裝置連線。

 

Step4:我們要寫出LinkIt 7697接收到字元後所要進行的動作,如下圖:

圖5 BlocklyDuino馬達轉動程式

 

Step5:寫完LinkIt 7697開發板接收到數字的程式後,接下來,我們要寫手機發送指令部分的程式。在此,我們繼續用App Inventor寫成手機的App程式。下圖是App Inventor的手機使用版面圖:

圖6 App Inventor的手機使用版面圖

 

  版面設計完成後,接下來進入App Inventor的程式設計介面,我們要來寫如何用手機傳送字元的程式。

 

Step6:下圖是手機和LinkIt 7697的藍牙裝置連線的積木:

圖7 LinkIt 7697開發板藍牙裝置的UUID

 

圖8 手機搜尋藍牙裝置的名字和名字欄位選擇

 

圖9用手機連上LinkIt 7697藍牙裝置的積木

 

Step7:當我們按下手機上的「搜尋」按鈕時,手機就會自動尋找附近有沒有LinkIt 7697的藍牙裝置。

 

Step8:若有的話,按下「名稱」按鈕,藍牙裝置的名稱就會顯示在選擇名單內,再按一次選擇名單內的藍牙裝置名稱就可進行連線。若連線成功,手機螢幕就會顯示出藍牙遙控車的名字。

 

Step9:按下斷線按鈕,手機就會和LinkIt 7697開發板的藍牙裝置斷線。

 

  接下來,我們要教大家寫如何控制一台藍牙遙控車的程式!

 

Step10:我們再將另一顆馬達接上馬達驅動板Robot Shield

圖10 兩顆馬達連接馬達驅動板Robot Shield

 

馬達的腳位

Robot Shield的腳位

113
217
312
410

 

  我們可以用程式的高電位或低電位,控制馬達的正方向轉或反方向轉。我們用兩顆馬達的正方向轉或反方向轉決定車子的行走方向,車子有下面四種走法:

圖11 車子有五種不同的運動方式

 

  程式部分,我們利用LinkIt 7697開發板的高電位或低電位,控制馬達的正方向轉或反方向轉。就如圖12一樣,馬達驅動板Robot Shield的10和12腳位是控制右邊的馬達;13和17腳位是控制左邊的馬達,所以程式會如下圖:

圖12 BlocklyDuino程式

 

  有了前面的做法後,我們現在來寫寫看LinkIt7697開發板的程式吧!

 

Step11:LinkIt 7697的程式部分,只要把前面程式中的【重複執行】的「轉動」和「停止」積木,改寫成「停止」、「前進」、「後退」、「右轉」、「左轉」積木就可以了。程式積木如下圖:

圖13 BlocklyDuino的全部程式

 

Step12:接下來,我們要改寫手機遙控部分的積木程式,也是按照順序分別改成「停止」、「前進」、「後退」、「右轉」、「左轉」這五種動作指令。完整的手機控制版面如下圖:

圖14 藍牙遙控車手機的控制版面

 

再來是App Inventor程式積木的部分:

圖15 藍牙遙控車連線、斷線的事件

 

圖16 手機發送指令事件

 

  這樣藍牙遙控小車的程式就完成了,趕快拿手機來玩玩看!

 

[教學文] 從Zero到Hero,給想實做動力小車的你——軟體篇

作者/攝影

動力大腳車製作者、資料、圖影片提供:游允赫

文字整理:CAVEDU 宗諭

文章分類教學文
時間

成本
難度
材料表

 

  接著上一篇「從Zero到Hero,給想實做動力小車的你——硬體篇」,這次我們將繼續介紹,完成動力大腳車硬體設施後,軟體層面該如何部署。

 

  首先介紹所需要的配備:

  • 開發板:LinkIt 7697 + RobotShield

  • 顏色感測器:TCS3200

  設定方式:

Frequency Scaling 20% (S0-H,S1-L)

Photodiode Type Clean (S2-H,S3-L)

  • 手機遙控app:LinkIt Remote

  • 程式編輯器:Arduino IDE

圖1

 

  先讓我們打開Arduino IDE,然後寫好將顯示在LinkIt Remote上的各項物件,等之後LinkIt Remot與7697透過藍牙連接時,LinkIt Remote將自動抓取這些物件。如下:

//設定爬坡按鈕

  LRemoteButton buttonClimb;

//設定折返按鈕

  LRemoteButton buttonGoAndBack;

//設定計時器

  LRemoteSlider Timer;

//設定顏色極限值

  LRemoteSlider Limit;

//上方標籤

  LRemoteLabel  BigFoot;

//設定狀態欄

  LRemoteLabel  LabelS;

//設定顏色感應器偵測值欄

  LRemoteLabel  LabelLight;

 

  接下來,讓我們為著之後的主程式宣告一些變數,如下:

//馬達分別接於13、17

  int M1A = 17;

  int M1B = 13;

//宣告變數T(時間-0.1秒為單位)

  int T;

//宣告變數F(顏色感應器讀數)

  int F;

//宣告變數S(車輛狀態)

  int S = 0;

//宣告變數L(顏色極限值)

  int L;

//宣告變數button=6(7697內建USR按鈕)

  int button = 6;

圖2

 

  現在來到主程式部分,首先是setup函式,如下:

void setup() {

  Serial.begin(9600);

  Serial.println(“Start configuring remote”);

  pinMode                  (13, OUTPUT);

  pinMode                  (17, OUTPUT);

  pinMode                  ( 2,  INPUT);

  pinMode                  ( 4,  INPUT);

  pinMode                  ( 6,  OUTPUT);

  digitalWrite             (13, 1);

  digitalWrite             (17, 1);

 

//這部分是LinkIt Remote介面上各項物件的進一步設定

//藍牙名稱,介面分割

  LRemote.setName          (“BigFoot”);

  LRemote.setOrientation   (RC_PORTRAIT);

  LRemote.setGrid          (3, 5);

 

//上方標籤

  BigFoot.setText          (“!大腳車!”);

  BigFoot.setPos           (0,0);

  BigFoot.setSize          (3,1);

  BigFoot.setColor         (RC_GREY);

  LRemote.addControl       (BigFoot);

 

//爬坡按鈕

  buttonClimb.setText      (“爬坡!”);

  buttonClimb.setPos       (0, 2);

  buttonClimb.setSize      (1, 1);

  buttonClimb.setColor     (RC_BLUE);

  LRemote.addControl       (buttonClimb);

 

//折返按鈕

  buttonGoAndBack.setText   (“折返!”);

  buttonGoAndBack.setPos    (2, 2);

  buttonGoAndBack.setSize   (1, 1);

  buttonGoAndBack.setColor  (RC_BLUE);

  LRemote.addControl        (buttonGoAndBack);

 

//時間設定滑桿

  Timer.setText             (“Timer=( 10 ~ 150 )”);

  Timer.setPos              (0,1);

  Timer.setSize             (3,1);

  Timer.setColor            (RC_ORANGE);

  Timer.setValueRange       (10,150,10);

  LRemote.addControl        (Timer);

//光感極限值設定滑桿

  Limit.setText             (“LIMIT”);

  Limit.setPos              (0,3);

  Limit.setSize             (3,1);

  Limit.setColor            (RC_GREEN);

  Limit.setValueRange       (100,360,225);

  LRemote.addControl        (Limit);

 

//光感值顯示標籤

  LabelLight.setText        (String(F));

  LabelLight.setPos         (0, 4);

  LabelLight.setSize        (2, 1);

  LabelLight.setColor       (RC_PINK);

  LRemote.addControl        (LabelLight);

 

//狀態顯示標籤

  LabelS.setText            (String(S));

  LabelS.setPos             (2, 4);

  LabelS.setSize            (1, 1);

  LabelS.setColor           (RC_GREY);

  LRemote.addControl        (LabelS);

 

  LRemote.begin();

  Serial.println(“begin() returned”);

}

 

  關於LinkIt Remote如何設定,讀者們可以進一步參考這篇文章:使用LinkIt Remote

圖3 在手機的LinkIt Remote上,介面如此呈現。

 

  再來是loop函式的部分,如下:

void loop() {

  if(!LRemote.connected()) {

    Serial.println(“waiting for connection”);

    delay(1000);

  } else {

    delay(15);

  }

  LRemote.process();

//獲取極限值設定

  L = Limit.getValue();

//獲取時間值設定

  T = Timer.getValue();

//獲取顏色感測器讀取值,感測器訊號接於4號腳位上

  F = pulseIn(4,LOW);

//顯示讀取值於光感值標籤

  LabelLight.updateText(String(F));

 

 

//當爬坡按鈕按下,狀態值設定為5,狀態欄顯示為”已選爬坡”

  switch (buttonClimb.getValue()){

    case 1:

    S = 5;

    LabelS.updateText(“已選爬坡”);

    break;

    case 0:

    break;

   }

 

//當爬坡按鈕按下,狀態值設定為1,狀態欄顯示為”已選折返”

  switch (buttonGoAndBack.getValue()){

    case 1:

    S = 1;

    LabelS.updateText(“已選折返”);

    break;

    case 0:

    break;

   }

 

 

//若狀態值為1(已選折返)且7697 USR按鈕被按下

//狀態列顯示為”下坡”,馬達反轉,持續秒數依滑感設定

//持續時間設定值過後,狀態值切換至2

if (digitalRead(button) == 1 && S ==1 ){

    LabelS.updateText(“下坡”);

    digitalWrite(M1A,0);

    digitalWrite(M1B,1);

    delay(T*100);

    S = 2;

   }

 

//若狀態為2且顏色感應器偵測值小於極限值(判定為尚未過黑線)

//馬達持續反轉,狀態欄顯示為”偵測中”

    else if(S == 2 && F < L){

      digitalWrite(M1A,0);

      digitalWrite(M1B,1);

      LabelS.updateText(“偵測中”);

    }

 

//若狀態為2且顏色感應器偵測值大於極限值(判定為過黑線)

//狀態值切換至3,狀態欄顯示為”已偵測”

    else if(S == 2 && F > L){

      S = 3;

      LabelS.updateText(“已偵測”);

    }

//若狀態為3,則狀態欄顯示為”上坡”,馬達正轉

//持續時間為設定值+2秒(上坡所需時間較長),時間到達後狀態值切換至4

    else if(S==3){

      LabelS.updateText(“上坡”);

      digitalWrite(M1A, 1);

      digitalWrite(M1B, 0);

      delay(T*100+2000);

      S = 4;

    }

//若狀態為4且顏色感應器偵測值小於極限值(判定為尚未過黑線)

//馬達持續正轉,狀態欄顯示為”偵測中”

    else if(S == 4 && F < L){

      digitalWrite(M1A,1);

      digitalWrite(M1B,0);

      LabelS.updateText(“偵測中”);

    }

//若狀態為4且顏色感應器偵測值大於極限值(判定為過黑線)

//狀態欄顯示為”已偵測”,馬達持續正轉一秒

//一秒後狀態值切換至0,狀態欄顯示為”停止”

    else if(S == 4 && F > L){

      LabelS.updateText(“已偵測”);

      digitalWrite(M1A,1);

      digitalWrite(M1B,0);

      delay(1000);

      digitalWrite(M1A,1);

      digitalWrite(M1B,1);

      S = 0;

      LabelS.updateText(“停止”);

    }

 

//若狀態值為5(已選爬坡)且7697 USR按鈕被按下

//狀態值切換至3

    else if(S ==5 && digitalRead(button) == 1){

      S = 3;

    }

}

圖4

 

  程式完成後,最後一步就是把程式燒錄至LinkIt 7697上。

 

  軟體部分簡單介紹至此,若讀者有不了解的地方,歡迎詢問允赫老師,E-mail:yhyu@cavedu.com,謝謝。

 

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[教學文] 從Zero到Hero,給想實做動力小車的你——硬體篇

作者/攝影

動力大腳車製作者、資料、圖影片提供:游允赫

文字整理:CAVEDU 宗諭

文章分類教學文
時間

成本
難度
材料表

 

  幾週前,在淡江大學同舟廣場舉辦的「創意皂飛車競賽」,動力組的競爭可真是龍爭虎鬥。其中,我們CAVEDU教育團隊的好夥伴游允赫老師,以動力大腳車在動力組的激烈競爭中脫穎而出,在動力折返挑戰賽中獲得第二名的佳績!

圖1 游允赫老師(左)

 

  對於製作動力小車深有熱忱的允赫老師,便想藉由文字跟讀者們分享製作動力大腳車的過程及心得。因此,這篇文章將為大家簡單介紹,如何製作動力大腳車的硬體設施。

 

先讓我們看一下動力大腳車的測試影片:

 

  在開始製作動力大腳車的硬體設施前,我們先要取得一台Tamiya大腳車。有了大腳車後,我們把車子上的電池盒拆掉,只保留底盤、馬達及齒輪組。

 

  接下來,我們要幫大腳車裝上培林(Bearing)。為什麼要裝培林呢?主要是因大腳車的底盤把齒輪放在同一邊,所以要利用培林使車體置中。大腳車本身輪軸中間是外露的,可以直接使用那邊的空間製作結構,前後是可動結構,可隨坡度有微幅變化,足以確保感應器和軌道的距離不變,便不會因距離不同而產生誤判。

圖2 大腳車輪軸中間的空間外露

 

機械小知識——什麼是培林

  台灣人稱軸承(Bearing)為培林。而軸承這個機件在機械上的作用是,當其它機件在軸上彼此產生相對的運動時,用來保持軸的中心位置,並且控制該運動(參考自維基百科)。

圖3 動力大腳車使用的培林

 

圖4 大腳車安裝上培林

 

  因為我們已把大腳車的電池盒拆除了,所以要讓大腳車有適合的動力來源。在這裡我們使用的是LinkIt 7697開發板 + Robot Shield馬達驅動板。如何將它們固定在大腳車上?不複雜,就是把塑膠殼拆開,使板子可以固定即可,但要注意不要讓板子的重心太高。

圖5

 

  在進行前述流程時,幾兩個事項要注意:(1)需測量底盤軸距,以及裡面有多少空間可製做結構;(2)還有因齒輪箱在左邊,所以在畫3D時,需計算修正,好使車子放在軌道上時,不會偏向一邊。

 

  接下來便都是進行3D建模了。

 

  硬體部分大致介紹至此,若讀者有不了解的地方,歡迎詢問允赫老師,E-mail:yhyu@cavedu.com;下一篇,我們將介紹動力大腳車在軟體層面需有哪些部署。

 

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[LinkIt 7697] 物聯網應用情境下的LinkIt 7697

作者/攝影

熊大

文章分類介紹文
時間

成本
難度****(1~10)
材料表

 

  今日的物聯網應用多包含裝置(Device)、雲端(Cloud)及手機 (Mobile) 三部分,彼此互相連通,常用的有三種情境:

圖1

 

  情境一:手機和開發板透過藍芽對連,透過手機控制開發板。開發者可在 Arduino 中使用的 LRemote函式庫撰寫 UI的呈現和互動方式,手機上則需安裝 LinkIt Remote App。當手機透過藍芽連至 LinkIt 7697,會自動讀取 UI 的呈現方式,並可做交互操作。例如 OTTO97 這個二足機器人專案,就是使用此方法透過手機的藍芽操作機器人。除了使用 LRemote 函式庫(Arduino端)搭配 LinkIt Remote App(手機端)進行藍芽連線操作之外,也可使用 App Inventor製作手機端的應用與 LinkIt 7697 互相溝通。使用藍芽連線的好處之一,就是手機對外網路(Wi-Fi or 4G)還是連通的,依舊可上網。

 

資源連結:

LRemote: https://goo.gl/gx6uPY

OTTO97: https://goo.gl/qLK2Vq

 

圖2 OTTO97

 

  情境二:手機和開發板透過Wi-Fi 對連。使用此方法 LinkIt 7697 會需要切到AP模式,手機連到LinkIt 7697(Soft AP)並使用瀏覽器開啟網頁。此種方法的缺點就是,當手機連線到LinkIt 7697時,會失去上網功能,但手機基端不需安裝應用,只需要有瀏覽器則是其優點。(目前 LinkIt 7697 Soft AP模式 Arduino 函式庫已經開發,並且已經釋放出來給開發者使用。)

 

  情境三:透過MCS(MediaTek Cloud Sandbox)雲端服務,進行LinkIt 7697與多屏的溝通。MCS為聯發科技公司,免費提供給開發者進行概念驗證和學習物聯網應用的一個雲端平台,分成公有雲版本(MCS)和私有雲版本(MSCLite)。公有雲版本只要至 mcs.mediatek.com 註冊後便可直接使用;私有雲MCSLite需要安裝到自己的網路環境內,可在任何一台可執行Node.js的環境上運行(Windows、MacOS、Linux),所以可以裝在 PC、Notebook、NAS、AWS/Azure,甚至是 LinkIt Smart 7688 上。MCSLite 為一開源專案,且提供大量的彈性可供讓使用者客製化,方便使用者依自己的需求修改調整。

 

資源連結:

MCS : https://mcs.mediatek.com

MCSLite : https://mcslite.netlify.com/zh-TW

 

周邊配套

  LinkIt 7697 已與眾多通路上容易購買的常用周邊硬體進行過相容性測,並有提供可用的函式庫及教學文章,例如七段顯示器/矩陣顯示器(74HC595/MAX7219),OLED(SH1106/SSD1306⋯⋯等等),LCD模組(PCF8574A/PCF8574),溫度壓力感測器(BMP183),RGB LED(WS2812),超音波測距模組(HC-SR04),溫溼度感測器(AM2302/DHT22/DHT11⋯⋯等等),光感測器(LM358),LED Bar(MY9221),加速度感測器(MPU-9250)⋯⋯等等。

 

資源 :

相容周邊驅動和教學: https://goo.gl/sUQnCM

 

  開發者除可單獨入手這些常用的周邊模組外,若想要一次性入手常用周邊,也可考慮Grove Starter Kit for LinkIt 7697,作為上手學習的套件。

圖3 Grove Starter Kit for LinkIt 7697

 

  此外,台灣知名的機器人開發板廠商 MiniPlan,也有針對LinkIt 7697 開發相容的Robot Shield,提供好用的馬達控制功能及高效安全的內建可充電電池,非常適合開發初階機器人應用。

圖4 Robot Shield(左)

 

總結

  LinkIt 7697為學習和實作物聯網應用非常好用的平台,搭配聯發科技公司提供的免費物聯網雲服務MCS/MCSLite,以及手機應用LinkIt Remote,可以更容易製做出橫跨裝置 (Device)、雲端(Cloud)及手機(Mobile)的物聯網專案。也歡迎大家加入FB粉絲團 「LinkIt 開發者社群」,可及時獲得第一手資訊。

 

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