E300主控板

什麼是E300主控板

在E300機器人中,有一個類似於人類大腦的重要零件,它可以控制E300機器人所有的動作和思考方式,這個機器人大腦就是E300主控板,我們也會稱它為FlipBrain(機器人大腦)。

E300主控板是以Arduino Uno為基礎的核心處理器,我們提供多種程式編輯工具,使用者可以透過USB進行程式指令燒錄,不僅讓機器人程式開發變得更容易,同時也提供容易辨識的輸入輸出端子圖示,大幅避免了傳統 Arduino 主板端子誤接導致損壞的問題。

E300主控板的基礎功能

E300主控板為了符合所使用的學齡,將Arduino 板上方的一些腳位包裝起來,以利於學生在使用上更容易入手。

  • 按鈕:包含「開關」、「重置鍵」與「模式切換按鈕」三個按鈕。

  • LED燈:LED燈在E300主控板左右兩邊各有一個,這兩顆LED燈因為由RGB所組成,所以有別以往傳統的LED燈只能亮一個顏色,使用者能透過程式或是變數板來設定不同色光。

  • 蜂鳴器:是產生聲音的信號裝置,就像是機器人的喉嚨,幫助機器人發出聲音。

  • 馬達:包含「直流馬達」、「伺服馬達」,主控板的左右兩邊分別提供了各一個直流馬達和伺服馬達的插孔。

  • 連接埠:包含「連接埠1、2、3、4」,提供了不同的感應器或外接元件插孔的號碼,例如:紅外線感應器插孔為連接埠1號、搖桿的插孔為連接埠2號、超音波感應器插孔號碼為連接埠3號、變數板插孔號碼為連接埠4號。

使用E300主控板的插孔時,以主控板為中心,主控板左方編號都為1,例如: Port1、直流馬達1號、LED1號,主控板右方編號都為2,例如:RJ Port2、直流馬達2號、LED2號。

為了方便學習玩家,能夠使用E300主控板進行更多元的應用,上述所談及的連接埠開放腳位,也就是我們能看見的針腳,讓學習玩家可以嘗試結合不同的裝置在E300上。例如市面上的Arduino模組。

E300主控板的供電

讓機器人執行動作最重要的一步:通電,E310的主控板可以接受6V~10V的電壓。

使用者能透過兩種方式提供電源:電源孔以及USB。

  • 電源孔供電: 使用電池盒插座提供電源時,會因為使用不同電池而提供不同的電源。

    例如:使用者可以使用「4顆3號的乾性電池」或是「2顆14500的鋰電池搭配2個占位桶」來提供電源。

    E300套件中的電池盒是串聯(電壓相加)的運用方式,以使用4顆乾性電池為例,1顆乾性電池的電源為1.5V,4顆乾性電池總共則提供6V;而1顆14500的鋰電池,電壓約為3.7-4.2V之間,如果在充飽電的狀態下通常為4.2V,所以兩顆鋰電池為8.4,加上占位桶是用來通電的,並不提供電源(0V),因此2顆鋰電池搭配2個占位桶總共提供8.4V。

  • USB供電: 使用USB接頭提供電源時, USB接頭一般提供的電源為5V。

小提醒: 在E300上能讓所有物件(馬達、紅外線感應器……等)正常驅動的最低電流為6V,因此當使用USB供電或是當乾電池電量下降,電壓不足6V時,機器人可能會出現馬達速度較為緩慢等現象,皆屬正常現象。

E300主控板腳位說明

要了解腳位的奧妙前,首先要有晶片板中「輸入、處理、輸出」的概念。 「輸入」就像是我們人類的感受器官,接收訊息進入我們的大腦,接著大腦進行「處理」將感受器官的訊息處理後,經由我們的身體進行反應也就是「輸出」。

例如:

  • 輸入:超音波感應器、紅外線感應器、搖桿

  • 處理:E300晶片

  • 輸出:馬達、LED、蜂鳴器

晶片板就是機器人的大腦,用來「處理」資訊,而「腳位」就像是機器人的神經傳遞著「輸入」與「輸出」的訊息給其他零件。

E300主控板上的腳位分為電流輸出(5V、Vmotor)、接地(GND)、重置(Reset)、數位腳位(D)和類比腳位(A)。

以感應器的訊號為例:像開關的訊號就是數位,訊號內容為0(關)、1(開);光線感應器的訊號則為類比,會依照偵測的光線強弱得到連續的訊號。

E300主控板腳位符號

在E300主控板左右兩邊的RJ12接頭上,可以看到不同符號的貼紙,這些符號也分別代表著不同的腳位使用:

另外符號下方的兩點代表的是兩個訊號,代表可以偵測兩個數位訊號。 例如:

這裡要注意的是組裝時,除了訊號接收端和訊號來源相同可以進行組裝以外,一個訊號接收端不能連接兩個訊號來源、兩個訊號接收端可以連接一個訊號連源,而在E300機器人的紅外線感應器,就是由兩個感應器所組成,所以只能連接E300左邊連接埠1的RJ12接頭。

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