E310主控板
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在E310機器人中,有一個類似於人類大腦的重要零件,它可以控制E310機器人所有的動作和思考方式,這個機器人大腦就是E310主控板,我們也會稱它為FlipBrain(機器人大腦)。
E310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或藍芽進行程式指令燒錄,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。
E310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」與「模式切換按鈕」兩個按鈕。
LED燈:LED燈在E310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。
直流馬達與直流馬達插孔:直流馬達的插孔在主控板的左右兩邊各有一個,伺服馬達的插孔在主控板的右邊有兩個,上面是伺服馬達1號、下面是伺服馬達2號。
連接埠:是不同的感應器或外接元件插孔,例如:紅外線感應器插孔和搖桿插孔可以為連接埠1號或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。
E310主控板的編號方式也簡單明瞭:主控板的左方編號都為1,例如:連接埠1、直流馬達1號、LED1號,主控板的右方編號都為2,例如:連接埠2、直流馬達2號、LED2號。
為了方便學習玩家,能夠使用E310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E310上。例如使用市面上的Arduino模組。
讓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Type-C。
電源孔供電: 機器人可以使用電池來提供電源。E310 Power version使用者可以使用Power version的鋰電池、E310 Standard version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」。 E310 Standard version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。
Type-C供電: 使用Type-C接頭提供電源時, Type-C接頭一般提供的電源為5V。
在E310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Type-C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,皆屬正常狀況。
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、藍芽
處理:E310晶片
輸出:馬達、LED、蜂鳴器、藍芽
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。
E310主控板上的腳位分為電流輸出(V)、接地(GND)、重置(Reset)、數位腳位(D)和類比腳位(A)。
類型 | 說明 | 主控板上的名稱 |
電流輸出 | 可以進行電源輸出的腳位。 | 3V3、6V~8.4V |
接地 | 代表電位參考點,可以與電流輸出的腳位形成迴路。 | GND |
數位腳位 | 可以接收(輸入)或送出(輸出)訊號的腳位,訊號內容是非連續訊號。 主控板中是D開頭。 | D7、D9、D10、D22、D23 |
數位腳位 (特殊腳位) | 數位腳位中有一種特殊腳位:PWM,這種腳位可以將數位訊息模擬成類比訊息。 | D9、D10 |
類比腳位 | 只能接收(輸入)訊號,訊號內容是連續訊號。 主控板中是A開頭。 | A7 |
I2C通訊協定 | 是一種晶片之間的通訊協定。 | SCL1、SDA1 |
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。
在E310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: