Introduction: 用MeArm學S4A(Prototype Arduino組裝篇)

雄哥MeArm Maker班終於在大家的熱烈參與中畫下完美句點,但是因為在會場主要是以手臂的安裝與軟體說明(S4A)為主,一些接線的細節、板子的基本認識與應用,還有S4A課程的規劃與設計,並沒有交代的很清楚,以至於有些夥伴後來會不知所措。所以,我這邊先做一個簡單說明,後續再配合課程,做一一的詳細介紹。
在硬體組裝課程部分,您可以參考下面的貼文分享:

  1. 雄哥MeArm Maker班_課前與組裝細節篇
  2. MeArm with joystick(組裝篇)
  3. Pocket Sized Robot Arm #meArm V0.4

而本篇課程,將聚焦於Arduino的組裝,麵包板線路的連結。在課程開始之前,您需要先認識Arduino,如果對於Arduino與S4A、ArduBlock很不熟的夥伴,建議您可以從下面兩本書即開始閱讀:

  1. 用S4A(Scratch for Arduino):玩出科技創意大未來
  2. Arduino互動設計超入門:用ArduBlock圖形化控制真簡單

活動的精彩回顧,您也可以連結至《雄哥MeArm Maker班》回味我們的創客熱情。

Step 1: Arduino基礎篇

本課程主要的工作平台是Arduino UNO,當然其他版本的Arduino也是也相容性,您也可以用自己手邊的Arduino進行課程。下面提供幾個關於Arduino基礎課程部分,供各位作為進階學習:

  1. Arduino教學(線上課程)
  2. Cooper Maa-Arduino 入門教學
  3. Arduino文章整理(葉難)

Step 2: 課程套件:Arduino、Prototype Shield

除了MeArm的組件部分之外,在整個MeArm的核心,是由Arduino、Prototype Shield與程式(ArduinoS4A)組成。這個Step簡單介紹一下基本的硬體。我們所使用的是Arduino Uno和Prototype Shield(又稱為原型擴充板),Prototype Shield是由擴充板與一個170孔的麵包板所組成,除了可以直接在擴充板上焊接線路之外,也可以透過杜邦線在麵包板上跳線,重複利用。

Step 3: 認識Prototype Shield

本課程所使用的Prototype Shield,除了相容連結Arduino的數位與類比腳位外,在板子的一側,還有一排五孔5V杜邦頭母座(見上圖紅色標示),一排五孔GND杜邦頭母座(見上圖藍色標示)。

這樣的好處在可以擴充5V與GND接腳數量,尤其是本課程需要接的4個舵機,兩個搖桿一個燈泡,還可能擴充藍芽的情況下,對於線路的連結有很大的助益。

Step 4: 認識麵包板

使用麵包板在Arduino的課程上是非常重要與基礎的學習內容,常用的種類如圖一:830孔、400孔、170孔...等。通常,只要兩邊有側條(單孔或雙孔),側條是直線導通,例如:「+」側單側全部相通,「-」側單側全部相通,同側「+」「-」不相通。詳細請見圖二至圖五說明。

而中間部位孔位,單側五孔相通(abcde相通,fghij相通),但兩側不相連,需透過導線連接導電。

Step 5: 課程一:連接LED

本課程的LED在作為MeArm的訊號反應,燈泡的顏色不拘,但是需要注意燈泡的長短腳位置。通常長腳接正極,本課程長腳LED燈泡長腳是數位腳位「3」的位置,但是請注意,在LED正極之前需要接220R電阻,避免燒壞燈泡(詳見說明:為什麼LED需要串聯的電阻值是220 ohm?)。短腳接到地線的位置,整個電路形成一個迴路,如圖一接法。

Step 6: 課程二:連接一組搖桿與舵機

連接搖桿與舵機的練習,是本課程利用MeArm進行Arduino教學的精華之處。因為透過搖桿的連結接法練習,可以讓初學者了解Arduino類比腳位的應用,透過舵機的接法練習,則可以讓初學者熟悉Arduino的數位腳位應用。

這個Session透過一組搖桿與舵機的連結練習,自然可以延續到MeArm的兩個搖桿與四個舵機。主要連結線路圖詳見圖一,圖二為搖桿模組的連結法;其中,搖桿端「+」接到擴充板上的5V,搖桿端「-」接到擴充板上GND位置。搖桿模組「X」、「Y」分別接到擴充板上「A0」~「A3」,圖一線路圖為左側(L)搖桿的接法,A表示接在Arduino的類比埠上,LAX表示左側搖桿「X」接在Arduino的類比埠「A0」位置上;LAY表示左側搖桿「Y」接在Arduino的類比埠「A1」位置上。

舵機的連結部分則相對簡單,除了VCC(+;橘紅色線)、GND(-;棕色線)之外,訊號線(橘黃色線)部分則依程式碼的設定,分別接在Arduino的數位埠上面。本課程用了四個舵機:抓子舵機(D5)、左側舵機(D9)、右側舵機(D10)、下方旋轉台舵機(D11)。

需注意,由於本課程所需5V、GND接點較多,我們的擴充板(Prototype Shield)接腳位置是不足的,所以必須透過麵包板來擴充接點,相關做法如圖三,留意手指位置,表示導線從擴充板連結到麵包版的方式。圖四至圖七表示連接麵包版兩側的導線,中間為藍芽模塊

Step 7: 課程三:連接兩個搖桿與四個舵機

這個Session的接法,其實是上一個課程的擴充,需要較特別注意的,在搖桿部分:LAX表示左側搖桿「X」接在Arduino的類比埠「A0」位置上;LAY表示左側搖桿「Y」接在Arduino的類比埠「A1」位置上。RAX表示右側搖桿「X」接在Arduino的類比埠「A3」位置上;RAY表示左側搖桿「Y」接在Arduino的類比埠「A2」位置上。

至於舵機部分,只要注意抓子舵機(D5)、左側舵機(D9)、右側舵機(D10)、下方旋轉台舵機(D11)的相對接腳位置即可。

Step 8: 課程四:藍芽

如果您對藍芽無線遙控控制MeArm有興趣,有兩種做法供您參考:

  1. 雄哥~MeArm 藍牙遙控自走車
  2. meArm.Joystick

需要注意的,上述兩種的藍芽接腳位置不同,請參考它們的原始碼,再下載APK檔案安裝於您的Android手機、平板上即可。

Step 9: 課程五:編程課程

編程課程即是程式編輯教學課程,在 meArm.Joystick 中已經設計了:Arduino、Ardublock、S4A各38個Session三種課程。您只要設定好軟體環境,接上MeArm,依據課程需求上傳相關的Firmware到UNO上就完成了。

祝您課程愉快

Comments

author
ted99tw (author)2015-01-17

這實在太猛了,謝謝輝聲老師!

author
seamster (author)2015-01-16

This looks awesome. Nice work!

About This Instructable

4,243views

11favorites

License:

More by WayneHuang:用YwRobot EMS V1學Scratch2.0用S4A Sensor Board玩Scratch 2.0MBlock
Add instructable to: