Category Archives: Robot shield

[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

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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!

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

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難度****(1~10)
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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:

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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[教學文]MIT App Inventor Codi Bot 設計發想

作者/攝影曾吉弘
文章分類教學
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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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