2017年10月3日 星期二

mBot 入門教學:mBot 第一次到手必需知道的事

簡介

近日有同事經學校買了 mBot,有些人是買來自己玩的,亦有買來教小朋友玩的,但同樣地她們都陷入迷惘,不知從何開始,所以今次我會分享一些第一次拿到 mBot 後你需要知道的事。

mBot 的組裝


  1. 不論你買的是藍牙版,或是 2.4G 版,盒內都會有一支螺絲批,這支螺絲批是雙用的,一面是十字批,主要用在組裝前期,用於固定摩打及車輪;另一面是六角批,組裝後期經常使用,安裝很多零件時都會用上,而且螺絲批的手感很好。
  2. 不論是 RJ25 連接線,或是電池盒線,我都會建議我的學生把它們擊繞在六角黃銅柱上,不單是因為外觀緣故,而且可以避色它們阻礙到 mBot 的運作。
  3. 包裝內有電池盒及充電池的盒子,表示你可以選擇使用 4 粒 AA 電池,或是使用 mBot 專用 3.75V 1800mAh Li-Polymer充電池。其實,如果你使用 USB 線連接電腦,是不可以不使用電池的。

原廠玩法

mBot 組裝後,已經有內置的原廠程式,即使不懂編程,亦可以體驗 mBot 的樂趣。你可以使用包裝內的紅外線遙控器(需要使用 CR2025 鈕型電池)。

遙控模式

按下紅外線遙控器上的〝A鍵〞,就可以啟動遙控模式,之後 mBot 上的 LED 會亮起白光。這時你可以用紅外線遙控器上的方向鍵控制 mBot 移動,亦可以用數字鍵改變 mBot 的速度,1 是最慢,9 是最快。


避障模式

按下紅外線遙控器上的〝B鍵〞,就可以啟動避障模式,之後 mBot 上的 LED 會亮起綠光。這時請確保你的 mBot 已放在地上,因為 mBot 會一直向前走,直至它遇到障礙物,它就會後退轉向,你也可以用手擋著超聲波感應器來模擬有障礙物。


巡線模式

按下紅外線遙控器上的〝C鍵〞,就可以啟動巡線模式,之後 mBot 上的 LED 會亮起藍光。這時 mBot 會沿著黑線走,你可以放它在隨盒附送的8字型地圖上,亦可以購買黑色電線膠紙,自己拼貼路線,也可以在電腦列印路線,但要注意黑線的粗幼,不宜少於 2cm 。


Makeblock App 控制

我們除了可以使用紅外線遙控器控制外,我們也可以使用 Makeblock App 中的「控制」做出相同效果。


除了紅外線遙控器和 Makeblock App,你也可以使用 mBot 上的按鈕轉換模式。原廠玩法除了可以讓你體驗 mBot 的樂趣,也可以讓你測試 mBot 的組裝是否正確,例如你發現 mBot 的前進變成了後退,可能是因為接線接錯了。

編程軟件

我們主要用三款編程軟件遊玩 mBot,分別是在流動裝置上使用的 mBlock App 及 Makeblock App,和在電腦上使用的 mBlock。

mBlock App(M部落)




M部落由一系列編程學習課程構成,最適合從未接觸或剛剛接觸編程的小朋友使用,創意性的將游戲融入其中,以“闖關挑戰”替代測試。無需老​​師,不用監督,學習編程就像玩遊戲,讓小朋友能夠沉浸在學習中而不自知。

Makeblock App





Makeblock App 不僅是一款機器人操控軟件,更是一款快速實現創意的工具。為 mBot 提供了 30+ 的預設控件,通過組合不同的控件,能夠創造出自己的專屬機器人。 Makeblock App 內所提供的圖形化編程語言,讓編寫機器人控製程序就像堆積木一般的簡單而有趣。

mBlock


mBlock 是一款最適合初學者的編程軟件,繼承了 Scratch 簡單、易用等特點,並融合了Arduino 強大的可拓展性。支持在線控制與程序上傳,只需輕輕拖拽 mBlock 語句,就像堆積木一樣簡單。同時能夠幫助初學者順利過渡到真正的編程語言。

電子模塊學習

購買一部 mBot,裡面已經包含了各種電子模塊,包括TT馬達、LED及蜂嗚器、光線感應器、超聲波感應器巡線感應器紅外線遙控等。小朋友可以逐步去嘗試,去優化自己的程式。

拓展玩法

當小朋友已經掌握 mBot 中的電子模塊,家長可以考慮購買一些擴展包,讓他們的 mBot 功能變得更強大。

六足連桿機器人擴展包(6-Legged Robot Pack)



6-Legged Robot Pack 是一款基於 mBot 設計的 3 合 1 搭建擴展包。用戶可以使用擴展包搭建至少三款不同型態:「六足甲蟲」、「螳螂」和「青蛙」,享受改裝 mBot 的過程。mBot 六足機器人令 mBot 不再只限於車的型態,而且可以仿生不同的動物昆蟲,玩起來更生動、有趣。六足甲蟲將原本使用滾輪前行的 mBot 轉為使用六足前行,神似地模擬甲蟲移動的模樣。螳螂在 mBot 原有的滾輪外再加上兩隻螳螂臂,令行走時更穩定。青蛙以跳躍方式行走,令 mBot 變得更活潑。

聲光互動擴展包(Interactive Light & Sound Pack)


與 6-Legged Robot Pack 相同,Interactive Light & Sound Pack 亦能讓 mBot 變成三個不同型態:Light Chasing Robot、Scorpion Robot、Intelligent Desk Light。


Light Chasing Robot 增加了兩個光敏感應器於 mBot 的左右兩側,令 mBot 能更敏銳地偵測光線的方向,猶如為 mBot 添上一對眼睛,準確地向著光源前進。


Scorpion Robot 將使用金屬零件組成的尾巴配合聲音感應器組裝在 mBot 的背面,不僅令 mBot 的外型變為蠍子型態,更可以透過拍擊手掌,令 Scorpion Robot 上的 RGB LED 燈任意轉變顏色,以及透過金屬尾巴利用重力使 mBot 前方的滾輪離地,為 mBot 增添動感!


Intelligent Desk Light 是先將 mBot 拆解並加入聲音感應器及 RGB LED 燈模組,重新組裝成檯燈的型態。Intelligent Desk Light 有兩種操控模式,包括觸控模式及聲控模式。觸控模式是通過用手指觸碰巡線感應器來調節 RGB LED 燈的光暗度;聲控模式則是運用聲音感應器來感應聲音的強度使 RGB LED 燈亮起。

動感小貓擴展包(Servo Pack)


Servo Pack 是一款基於 mBot 設計的一個搭建擴展包,專為那些喜歡讓東西移動起來的初學者們而設計。用戶可以使用擴展包在 mBot 小車上加上小舵機,增加 mBot 的功能及動感,搭建至少三款不同型態:「Dancing Cat」、「Head-Shaking Cat」和「Light-Emitting Cat」,更可透過改裝過程發展想像及創造力。Servo Pack 令 mBot 玩起來更多變化!Dancing Cat 增加了一雙能自由擺動的手,能隨音樂搖擺及跳舞,為 mBot 添上更多動感
。Head-Shaking Cat 是將超聲波感應器配合伺服摩打使用,令 Head-Shaking Cat 型態的 mBot 探測障礙的角度更廣,動作更靈活敏捷,加強 mBot 上的超聲波傳感器的作用
。Light-Emitting Cat 是將伺服摩打及 RGB LED 模組安裝於 mBot 背面,令 Head-Shaking Cat 增加集中的照明功能,於黑暗中亦能清楚看見周遭環境。

裝扮mBot

如果想讓 mBot 看起來更可愛,可以考慮為它裝扮一下。官方有一些表情卡片,或是我的 blog 也有一些,把它印在硬卡紙上就可以了。也有空白的,可以自由設計。

常見問題

mCore 主控板藍牙和 2.4G 都兼容嗎?

2.4G 模塊和藍牙模塊接口是一樣的,可以隨時切換,但是不能同時使用。

為什麼遙控 mBot 前進時,mBot 會偏向?

  1. RJ25 線或者電機線壓到了輪胎上,導致摩擦力增大,速度減慢。建議整理一下接線;
  2. 電量太低,更換新的 AA 電池或者為鋰電池充電。

為什麼控制 mBot 小車時,前進變成後退呢?

多數情況是因為電機接線接反了,將兩個電機接頭反過來接就可以啦。

mBot 可以用什麼軟件編程?

  1. 桌面設備可以使用 mBlock 和 Arduino 編程;
  2. 移動設備可以使用 Makeblock App 和 M部落 App 編程。

為什麼超聲波避障模式或巡線模式無法正常運作?

  1. 檢查電子模塊的接口是否正確接到控制板上,出廠程序中,超聲波感應器的默認接口為控制板 3 號接口;而巡線感應器的默認接口為控制板 2 號接口;
  2. 檢查電子模塊接線是否接好,是否有接鬆的情況;
  3. 檢查電子模塊上的紅燈是否常亮,不亮說明接線可能有問題;
  4. 出廠程序中,當mBot進入超聲波避障模式,控制板上的 LED 燈會發出綠光;當mBot進入巡線模式,控制板上的 LED 燈會發出藍光;如果顏色不對,說明沒有進入正確的模式。

為什麼用紅外遙控器控制不了 mBot?

  1. 檢查控制板中程序是否為出廠程序,如果不是,請重新燒錄程序;
  2. 檢查紅外遙控器中是否有電池;
  3. 出廠程序中,當mBot進入紅外線遙控模式,控制板上的彩燈會發出白光,如果顏色不對,說明沒有進入正確的模式。

mBot 用過一次 mBlock 編程後 ,為什麼不能像一開始那樣遙控器/手機 App 控制小車了?

mBlock 編程過後,原來的出廠程序就被覆蓋掉了,就不能使用遙控器或者 App 控制了。重新燒錄出廠程序後,即可恢復控制。

安裝固件和恢復出廠程序的區別?

安裝固件:是一個下載到 mBot 的控制板(mCore)上的一個引導程序,連線模式下編程時要確保控制板中最後下載的是這個固件,才能離線運作。如使用過 Arduino上傳程序,或點擊了「恢復出廠程序」,這個固件就會被覆蓋掉;

恢復出廠程序:是一個可以使用紅外遙控、手機連接藍牙 App 控制的程序。這是出廠默認安裝到 mBot 的控制板(mCore)的程序 如發現小車不能使用紅外或者 App 控制了,恢復出廠程序就可以了。

如何恢復mBot出廠程序?

第一步,打開 mBlock 軟件(如未安裝,下載地址:http://www.mblock.cc/download/);


第二步,接上 USB 數據線,並打開電源開關;
第三步,【控制板】→ 點擊勾選【mBot(mCore)】;


第四步,【連接】→ 選擇好對應的串口號;


第五步,【連接】→ 點擊【恢復出廠程序】 → 【mBot】;


第六步,等待上傳完成即可;
第七步,【連接】→ 點擊【更新韌體】,確保 mBot 保持在最新版本;


第八步,等待上傳完成即可;

為什麼接上USB線到控制板後,電腦還是檢測不到串口?

  1. 可能沒有安裝控制板驅動,可以在 mBlock 軟件上找到(安裝 Arduino 驅動),同時也可以在這裡下載;
  2. 可能控制板開關沒有打開,在使用 mBot V1.0 和 mBot V1.1 版本時,如果開關沒有打開,串口是檢測不了的(控制板開關上面有標明狀態);
  3. 如果嘗試過上面的方法後,還是無法檢測到串口,建議電腦換一個 USB 串口試試。

在電腦接上USB線後,我應該選擇哪一個序列埠?

在確保 mBot 的電源開啟後,只要選擇序列埠列表中最後一個就可以了。

我是使用最新版本的 Macbook ,而它只有 USB Type C 接口,我每次連接 mBot 後,Macbook 都會當機,有辦法解決嗎?

  1. 你需要下載一個新版本的 CH340 Driver
  2. 安裝後請重新開機;
  3. 然後每次需要連接 mBot 時,謹記先連接轉換器,再插入 USB 線;
  4. 再將 USB 線連接 mBot,再打開 mBot 的電源即可。
  5. 序列埠中選最後的「/dev/tty.wchusbserial14430」就可以。

mBot 鋰電池充電時有保護麼?

有的,鋰電池本身就有過流保護和過充保護等安全防護,可放心使用。

控制板接上鋰電池後怎麼充電呢?

控制板接上鋰電池後,再將控制板通過 USB 線連接到電腦就可以充電,無論開關是否打開,都可以進行充電。如果將開關關閉,充電效率最高。控制板的鋰電池插頭左邊紅燈亮,說明正在充電,右邊綠燈亮,說明電池充滿電。

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