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100 年度精進學科中心工作團隊 成長策略聯盟研習活動 課程主題 ： 機器人專題製作與應用 碰觸式導航機器人 主講人：國立彰化師大附工 機電科主任 楊昭德 指導單位 ： 教育部 ( 中教司 )

100 年度精進學科中心工作團隊 成長策略聯盟研習活動 課程主題 ： 機器人專題製作與應用 碰觸式導航機器人 主講人：國立彰化師大附工 機電科主任 楊昭德 指導單位 ： 教育部 ( 中教司 ) 承辦單位 ： 資訊學科中心學校 - 國立台南第二高級中學 協辦學校 ： 生活科技學科中心學校 - 國立板橋高級中學. “Boe-Bot (BB car) 寶博機器人 ". 硬體清單. 4 個橡膠腳墊 電池盒 BASIC Stamp 2 微處理器 BOE(Board of Education) 載版 新的三號鹼性電池. BOE 組裝. 測試通訊. 測試通訊.

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100 年度精進學科中心工作團隊 成長策略聯盟研習活動 課程主題 ： 機器人專題製作與應用 碰觸式導航機器人 主講人：國立彰化師大附工 機電科主任 楊昭德 指導單位 ： 教育部 ( 中教司 )

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  1. 100年度精進學科中心工作團隊 成長策略聯盟研習活動 • 課程主題：機器人專題製作與應用 • 碰觸式導航機器人 • 主講人：國立彰化師大附工 • 機電科主任 楊昭德 • 指導單位：教育部(中教司) • 承辦單位：資訊學科中心學校-國立台南第二高級中學 • 協辦學校：生活科技學科中心學校-國立板橋高級中學

  2. “Boe-Bot (BB car)寶博機器人"

  3. 硬體清單 • 4個橡膠腳墊 • 電池盒 • BASIC Stamp 2 微處理器 • BOE(Board of Education)載版 • 新的三號鹼性電池

  4. BOE組裝

  5. 測試通訊

  6. 測試通訊

  7. 第一個 程式 Page 30

  8. 程式範例: Page 36

  9. LED 控制

  10. LED 控制

  11. 連續旋轉伺服機介紹 Page 49

  12. 伺服機與BOE教育板連結 Page 74

  13. 伺服機與BOE教育板連結 Page 73 Page 72 Page 73

  14. 連結伺服馬達 Page 81 Page 83

  15. 連結伺服馬達 Page 81 旋轉到伺服馬達停止轉動-用螺絲起子. Page 82

  16. 伺服機程式控制 伺服機是由脈衝的時間寬度所控制，稱為脈波寬度調變(Pulse WidthModulation，簡稱PWM)。它是由極短的高準位訊號(High；代表邏輯”1”)的維持時間所控制。這些訊號會每隔20 毫秒(ms)不斷地被傳送。此高準位訊號可以在任何地方維持1~2 毫秒(ms)。 以下是關於PULSOUT 的語法:PULSOUT pin, durationpin腳: 定義哪一個I/O pin腳作使用.持續期間(duration):則是指維持的時間，只是單位並不是毫秒(ms).

  17. 對於BASIC Stamp2 ，Duration 單位為2-millionth-of-a-second也就是2 微秒(μs)的時間。 1 S(微秒) = .000001 seconds(秒).1 mS(毫秒) = 1000S (微秒) 範例: PULSOUT 14, 750 以上的這個例子將會送一個傳送的脈衝維持750 x 2 S (微秒) = 1500 S (微秒) or 1.5mS (毫秒)在 pin 14.

  18. 連續旋轉 伺服馬達測試 (PWM訊號)

  19. 調整速度與參數 Page 96

  20. 非連續旋轉 伺服馬達測試 ..... (補充資料) 伺服機測試程式發出一組脈波，而下列為其對應的持續時間: 500 = 1 mS750 = 1.5 mS 1000 = 2 mS 範例程式: 當程式執行時, 設定1000是送出20mS的脈波150次.

  21. 非連續旋轉 伺服馬達測試 ..... (補充資料) 當程式執行時, 伺服機的出力轉盤將會指向10點鐘方向 to 2點鐘方向 to 12點鐘方向. 不同的伺服機其所能轉動角度也會有所不同.

  22. 非連續旋轉 伺服馬達測試 ..... (補充資料)

  23. 機構組裝說明 Page 92 – 93 組裝前 組裝後

  24. 機構組裝說明

  25. 機構組裝說明

  26. 機構組裝說明

  27. 機構組裝說明

  28. 機構組裝說明

  29. 機構組裝說明

  30. 組裝完成圖 Page 132

  31. 再次測試伺服機 Page 119

  32. 伺服器控制 • 方向 • 由PWM訊號做控制 • 距離 • 由每一個pulse讓伺服機轉動的總和 • 速度 • 最大值 1.3 和 1.7 ms. • 停止值為 1.5 ms

  33. Boe-Bot基本運動練習 Page 158

  34. 控制運動方向 • 執行 "BoeBotForwardThreeSeconds.bs2" • 在課本P144 中有詳細介紹，Boe-Bot基本運動控制 FOR counter = 1 TO 122 PULSOUT 13, 850 PULSOUT 12, 650 PAUSE 20 NEXT

  35. 範例程式: ForwardLeftRightBackward.bs2 Page 162 – 164 前進 右轉 左轉 倒退

  36. 練習 1 m 1 m 1 m 1 m Page 185

  37. 觸鬚的觸碰式導航 Page 192 Page 193 Page 194

  38. 組裝觸鬚 Page 196 Page 195 Page 197

  39. 測試觸鬚 • 把搭載板和伺服機重新接上電源。 • 載入、儲存，在執行TestWhiskers.bs2。 p.198 • 這個程式需要利用Debug Terminal，所以在執行程式時，所以 • 再程式執行時,請讓串列纜線保持連接。 DEBUG "WHISKER STATES", CR, "Left Right", CR, "------ ------" DO DEBUG CRSRXY, 0, 3, "P5 = ", BIN1 IN5, " P7 = ", BIN1 IN7 PAUSE 50 LOOP

  40. 場地測試觸鬚– 增加 LEDs Page 222 Page 221 Page 223

  41. 觸鬚的觸碰式導航 • 執行 "Roaming with Whiskers.bs2“P204 • 試著讓Boe-Bot 漫遊，當它在其路徑上遭遇到障礙物時，他應該要退後、轉向，再往新的方向前進。 DO IF (IN5 = 0) AND (IN7 = 0) THEN ' Both whiskers detect obstacle GOSUB Back_Up ' Back up & U-turn (left twice) GOSUB Turn_Left GOSUB Turn_Left ELSEIF (IN5 = 0) THEN ' Left whisker contacts GOSUB Back_Up ' Back up & turn right GOSUB Turn_Right ELSEIF (IN7 = 0) THEN ' Right whisker contacts GOSUB Back_Up ' Back up & turn left GOSUB Turn_Left ELSE ' Both whiskers 1, no contacts GOSUB Forward_Pulse ' Apply a forward pulse ENDIF ' and check again LOOP

  42. 觸鬚的觸碰式導航高階版(避免角落) • 執行 "EscapingCorners.bs2 “P210 • 這一個程式會使Boe-Bot 在第四或第五次的交替接觸後做U 型迴轉，由哪一個whisker 先被擠壓到決定。

  43. 光敏電阻進行光感應導航_光明電阻特性介紹 Page 222 如圖6-4 所示的等效線路，光電阻的電阻值表示為R，被強光照射時它可以只是幾歐姆小電阻，也可以是完全黑暗時在兩端形成50KΩ。在一個有光線充足的房間內，電阻值可以小到僅有1KΩ(強光照射下)，或是大到有25KΩ(周圍有很多物體投射陰影)。

  44. 光敏電阻進行光感應導航 Page 224

  45. 偵測陰影 • 執行 "TestPhotoresistorDividers.bs2“P227 • 在無陰影時，確認IN6 與 IN3 都儲存數值1，確認在你用手遮住照射光電阻的光線時，就會使它的輸入端暫存器改為0。 ' Robotics with the Boe-Bot - TestPhotoresistorDividers.bs2 ‘I/O輸出腳連接到光電阻器 ‘分壓器狀態 ' {$STAMP BS2} ' {$PBASIC 2.5} DEBUG“光敏電阻狀態“, CR, “左邊(P6) 右邊(P3)" , CR, "------- --------" DO DEBUGCRSRXY, 0, 3, ‘搬到游標指定的地點(第0欄，4列) “P6 = ” , BIN1 IN6, ‘輸出P6腳 狀態 " P3 = " , BIN1 IN3 ‘輸出P3腳 狀態 PAUSE 100 ‘延遲0.1s LOOP

  46. 追蹤陰影 • 輸入ShadowGuidedBoeBot.bs2，儲存並且執行。 • 用手在光電阻上製造陰影以控制Boe-Bot 的運作。 • 請仔細研讀這個簡短卻非常實用程式直到你了解這個程式如何運作。 ' {$STAMP BS2} ' {$PBASIC 2.5} DEBUG“開始追蹤陰影了!" FREQOUT 4, 2000, 3000 ‘ 開始或重新開始訊號(Pin腳,時間,頻率) DO IF (IN6 = 0) AND (IN3 = 0) THEN‘查出兩個都陰影 向前 PULSOUT 13, 850 PULSOUT 12, 650 ELSEIF (IN6 = 0) THEN‘ 左邊查出陰影 PULSOUT 13, 750 ‘ 轉左 PULSOUT 12, 650 ELSEIF (IN3 = 0) THEN‘ 右邊查出陰影 PULSOUT 13, 850 ‘ 轉右 ELSE ‘ 沒有陰影, 不動作 PULSOUT 13, 750 PULSOUT 12, 750 ENDIF PAUSE 20 ‘停留0.02秒 LOOP

  47. 使用紅外線頭燈移動 Page 236 Page 276 Page 277

  48. 組裝及測試紅外線發射及接收 Page 277 Page 283 Page 283

  49. 範例程式: TestIrPairsAndIndicators.bs2 Page 284

  50. 範例程式: RoamingWithIr.bs2 Page 290

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