導讀

• [LinkIt 7697開發板教學]BLE藍牙簡介

• [App Inventor IoT] 使用BLE控制LinkIt 7697 LED燈

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！

  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：

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：

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：

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：

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：

  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：

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

  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：

  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：

  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：

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：

再來是App Inventor程式積木的部分：

  這樣藍牙遙控小車的程式就完成了，趕快拿手機來玩玩看！

•   讀者們可以進一步挑戰把感測器數值回傳手機：[App Inventor IoT] LinkIt 7697使用BLE（藍牙4.0）傳送光感測器數值

•   以及，藍牙遙控車的轉彎方式，可試試伺服機：[ App Inventor IoT ] LinkIt 7697使用 BLE（藍牙4.0）控制伺服馬達

  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

  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;

  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

  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;

    }

}

  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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  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！

  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。

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）。

  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。

  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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  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：

  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

  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 的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。

  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。

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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  對於會寫程式的人來說，不同程式語言有著極大不同，但對於不會的人來說：

都一樣啊！哪有什麼不同，看起來都像咒語⋯⋯

  因此需要一個符號或吉祥物來與這種語言產生連結，例如Linux的小企鵝、Arduino的無限符號，或Scratch的小貓⋯⋯等等，在各式場合都能看到代表各自的logo。App Inventor 以往的logo太像Android，為搭配即將推出的App Inventor iOS版，MIT App Inventor小組推出了新的logo，CAVEDU也很高興能設計 MIT App Inventor Codi bot(選購連結)

圖1

  之前已經寫過一篇介紹Codi Bot的各類功能，教學文件也都出來了：

• 單機執行：直接執行 (影片)

• LED：使用按鈕、滑桿來控制翅膀與底座的LED (影片)

• 翅膀：使用按鈕、滑桿來控制翅膀(伺服機) (影片)

• 聲音：控制蜂鳴器發出各種音符或自訂義頻率與時間長度 (影片)

• 完整app：整合上述功能 (影片)

  本篇要與大家分享 Codi Bot的設計發想，分成核心、外觀及燈光⋯⋯等等（感謝設計師：游允赫大大）：

一、核心：

  MIT App Inventor在阿吉老師去MIT擔任訪問學者前，藍牙BLE支援的板子只有Arduino 101，但大家知道的⋯⋯Arduino 101已停產，所以自然要有一款平價好用的控制板補上，那便是LinkIt 7697。為方便腳位和電源管理，我們再搭配 Robot Shield for LinkIt 7697 V2.0 好放進Codi bot的肚子裡。

  Robot Shield 背面有兩個電容，並且是專門為機器人應用所設計，所以把許多腳位都用 3 pin 的方式接出來，也有兩個直流馬達的螺絲接口。兩者只要疊在一起就好了，並且可用 Robot Shield 來為 7697供電。另一個很棒的地方是 Robot Shield上就有一個蜂鳴器，可讓機器人發出簡易音效。

圖2

圖3

  把超音波感測器、LED、servo接上後，Robot shield的腳位都快用完了呢⋯⋯，再以螺絲固定即可。

圖4

所有內部的線路走法大致如此，要準備組合了。

圖5

是不是塞得很滿呢？

圖6

二、外觀

超音波感測器裝在Codi bot頭部，線路走脖子接到擴充板上。

圖7

就是眼睛啦，很可愛吧！深度是有測試過的，不會影響距離偵測的效果。

圖8

我們設計了一個背包，驅動翅膀的兩顆servo 就放在裡面。

圖9

Codi bot 底部，很容易就能撥動開關來開機。

圖10

組合身體前後兩片零件的螺絲會被條紋（牛皮）遮起來。

圖11

三、燈光

  為了順利呈現MIT App Inventor logo 兩個翅膀的紫色與綠色，又要有互動效果，我們選用LED燈條，從servo的背包孔位拉出線來。

圖12

把LED燈條放入翅膀零件的溝槽，這一步難度比較高，小心不要壓到線。

圖13

  Codi Bot背包上有一個孔，可以讓壓克力支撐架扣入以固定。底部的RGB LED 則是安裝在壓克力底座的孔，伸進去一點有很不錯的燈光效果喔！

圖14

圖15

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