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![RoBoard 控制 NXT Ultrasonic Sensor 原理
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• RoBoard 控制 NXT Ultrasonic Sensor 範例 :
unsigned char data[1] = {0};
roboio_SetRBVer(RB_100); // 設定 RoBoard 版本
i2c_InitSW(I2CSW_LEGO, 100); // 設定 I2C 為 LEGO Mode, clock delay 100ms
i2c_SensorRead(0x02 >> 1, 0x42, data, 1); // 讀取 Ultrasonic Sensor 的值
printf("data = %8dr", data[0]); // 讀取 AD CH1 的值](https://image.slidesharecdn.com/nxt-130614132457-phpapp02/85/RoBoard-Lego-NXT-Sensors-37-320.jpg)
RoBoard 與 Lego NXT Sensors 之連接
- 1.
- 2.
- 3. RoBoard • 24 PWM⇒ 控制 PWM servo • 4 serial ports ⇒ 控制 serial servo • I2 C/ADC port ⇒ 各種 sensor, LEGO NXT • USB port ⇒ Camera, Wii, Kinect • Computing Power ⇒ 複雜的控制演算法
- 4. RoBoard 的附加價值 • 上網, 打 BBS, MSN – 雖然 不動跑 YouTube • 動物機 – 超低功耗 (2W), P2P 極品 • 打 Word, 做投影片
- 5. OutLine • RoBoard <-->NXT sensors 轉接線材製作 • RoBoard 控制 NXT Touch Sensor 原理 • RoBoard 控制 NXT Light Sensor 原理 • RoBoard 控制 NXT Sound Sensor 原理 • RoBoard 控制 NXT Ultrasonic Sensor 原理 • RoBoard 控制 NXT Motor 原理
- 6. NXT Sensors Pin NumberColor Name(Sensor) 1 White Anx 2 Black GND 3 Red GND 4 Green IPOWERx 5 Yellow DIGIxI0 6 Blue DIGIxI1
- 8. NXT Motor Pin NumberColor Name(Motor) 1 White Mx1 2 Black Mx2 3 Red GND 4 Green POWERMx 5 Yellow TACHOx0 6 Blue TACHOx1
- 9. • RoBoard 連接NXT 轉接頭線材之製作 準備材料 : LEGO NXT 轉接頭 1( 可由翰尼斯購得 ) 線材 6( 一般材料行購得 ) RoBoard <--> NXT 轉接線材製作 (1) LEGO NXT 轉接頭
- 10. RoBoard <--> NXT轉接線材製作 (2)
- 11. • 製作 AD使用的連接線 ( 包含 10KΩ pull-up resistor ) 準備材料 : 10KΩ 電阻 1 ( 一般材料行購得 ) 線材 2 ( 一般材料行購得 ) RoBoard <--> NXT sensors 轉接線材製作 (1) 10(9+1) kΩ 電阻
- 12. RoBoard <--> NXTsensors 轉接線材製作 (2)
- 13. NXT Touch Sensor •觸碰感測器藉由是否被按下可以知道與物 體之間的碰撞情形 • 通常會用在偵測機器人是否與物體有接觸 或碰撞
- 14. RoBoard 控制 NXTTouch Sensor 原理 (1) • Touch Sensor 的內部電路圖
- 15. • Touch Sensor與 RoBoard 的連接 RoBoard 控制 NXT Touch Sensor 原理 (2) Touch Sensor VCC(5V) AD-VINx GND GND RoBoard with a 10KΩ pull-up resistor
- 16. RoBoard 控制 NXTTouch Sensor 原理 (3)
- 17. • Touch Sensor在 RoBoard 上的回傳值定義 RoBoard 控制 NXT Touch Sensor 原理 (4)
- 18. • RoBoard 控制NXT Touch Sensor 範例 : int val; roboio_SetRBVer(RB_100); // 設定 RoBoard 版本 spi_Init(SPICLK_21400KHZ); // 初始化 SPI val = adc_ReadCH(0); // 讀取 AD CH0 的值 if (val == ADC_READFAIL) printf("ERROR: fail to read ADC value on channel 0!n"); else printf("ADC value on channel 0 = %4dr", val); RoBoard 控制 NXT Touch Sensor 原理 (5)
- 19. NXT Light Sensor •光線明暗感測器可偵測反射物質的亮度。 • 國際奧林匹克機器人競賽中的軌跡賽項目 ，便是利用此感測器去應用的。
- 20. RoBoard 控制 NXTLight Sensor 原理 (1) • Light Sensor 的內部電路圖
- 21. • Light Sensor與 RoBoard 的連接 RoBoard 控制 NXT Light Sensor 原理 (2) VCC(5V) AD-VINx GND VCC(5V) GPIO with a 10KΩ pull-up resistor RoBoard Light Sensor
- 22. RoBoard 控制 NXTLight Sensor 原理 (3)
- 23. • Light Sensor在 RoBoard 上回傳值的定義 RoBoard 控制 NXT Light Sensor 原理 (4) 當光線亮度較高時，回傳值會 較低。 當光線亮度較低時，回傳值會 較高。 PS: 另外紅色燈光的部分可藉由 GPIO 控制 : GPIO 1 ⇒ 亮 GPIO 0 ⇒ 暗
- 24. RoBoard 控制 NXTLight Sensor 原理 (5) • RoBoard 控制 NXT Light Sensor 範例 : int val; roboio_SetRBVer(RB_100); // 設定 RoBoard 版本 spi_Init(SPICLK_21400KHZ); //init SPI lib for accessing the A/D converter rcservo_Init(RCSERVO_USENOPIN); // 設定為 GPIO 模式 val = adc_ReadCH(0); // 讀取 AD CH0 的值 if (val > 600) rcservo_OutPin(RCSERVO_PINS6, 0); // 關掉紅燈 else rcservo_OutPin(RCSERVO_PINS6, 1); // 開啟紅燈
- 25. NXT Sound Sensor •聲音感測器用來偵測週遭聲音大小，其測 量單位分為 dB( 分貝 ) 和 dBA( 調整分貝 ) 兩 種。 • 在機器人的應用上可以用來記錄聲音的聲 紋，進而做比對、辨識的應用。
- 26. RoBoard 控制 NXTSound Sensor 原理 (1) • Sound Sensor 的內部電路圖
- 27. RoBoard 控制 NXTSound Sensor 原理 (2) • Sound Sensor 與 RoBoard 的連接 VCC(5V) AD-VINx GND VCC(5V) GPIO GPIO with a 10KΩ pull-up resistor RoBoard Sound Sensor
- 28. RoBoard 控制 NXTSound Sensor 原理 (3)
- 29. • Light Sensor在 RoBoard 上回傳值的定義 測量單位分為 dB( 分貝 ) 和 dBA( 調整分貝 ) 兩種 ( 利用 GPIO 改變 PIN5, PIN6 的 high, low 來控制測量單位 ) RoBoard 控制 NXT Sound Sensor 原理 (4) 聲音較大時回傳值較低 ; 聲音較小時，回傳值較高 。
- 30. RoBoard 控制 NXTSound Sensor 原理 (5) • RoBoard 控制 NXT Light Sensor 範例 : int val; roboio_SetRBVer(RB_100); // 設定 RoBoard 版本 spi_Init(SPICLK_21400KHZ); //init SPI lib for accessing the A/D converter rcservo_Init(RCSERVO_USENOPIN); // 設定為 GPIO 模式 rcservo_OutPin(RCSERVO_PINS6, 0); // 設定測量單位 (dB or dBA) rcservo_OutPin(RCSERVO_PINS7, 1); //(dB:1, 0 ; dBA:0, 1) val = adc_ReadCH(1); // 讀取 AD CH1 的值 if (val == ADC_READFAIL) printf("ERROR: fail to read Sound sensor on channel 1!n"); else printf("Sound sensor return val = %4dr", val);
- 31. NXT Ultrasonic Sensor •超音波感測器藉由發射聲波至物體碰撞反 射回來的時間來判斷距離的遠近 • 檢測前方是否有物體，並測量與物體的距 離，可以進行閃避或清除的工作
- 32. • Ultrasonic Sensor的內部電路圖 RoBoard 控制 NXT Ultrasonic Sensor 原理 (1)
- 33. NXT I2C V.S.Standard I2C Standard I2C NXT I2C SDA SCL
- 34. RoBoard 控制 NXTUltrasonic Sensor 原理 (2) • Ultrasonic Sensor 與 RoBoard 的連接 VCC(9V) GND GND VCC(5V) SCL SDA RoBoard Ultrasonic Sensor
- 35. RoBoard 控制 NXTUltrasonic Sensor 原理 (3)
- 36. RoBoard 控制 NXTUltrasonic Sensor 原理 (4) • Ultrasoni Sensor 在 RoBoard 上回傳值的定義 當回傳的值越低時，代表離障礙物距離越短。
- 37. RoBoard 控制 NXTUltrasonic Sensor 原理 (5) • RoBoard 控制 NXT Ultrasonic Sensor 範例 : unsigned char data[1] = {0}; roboio_SetRBVer(RB_100); // 設定 RoBoard 版本 i2c_InitSW(I2CSW_LEGO, 100); // 設定 I2C 為 LEGO Mode, clock delay 100ms i2c_SensorRead(0x02 >> 1, 0x42, data, 1); // 讀取 Ultrasonic Sensor 的值 printf("data = %8dr", data[0]); // 讀取 AD CH1 的值
- 38. NXT Motor • NXTMotor 可做為驅動車子的馬達，或是應用於需要 旋轉的關節等等。使用者可以控制馬達的轉向、轉動 角度與轉動速度。
- 39. RoBoard 控制 NXTMotor 原理 (1) 馬達 編碼器 NXT Motor • NXT Motor 為直流馬達與編碼器所組成，跟伺服馬達相比 ，少了控制器。 馬達 編碼器 Servo Motor 控制器
- 40. RoBoard 控制 NXTMotor 原理 (2) • 方向控制 : H - Bridge
- 41. RoBoard 控制 NXTMotor 原理 (3) • 方向控制 : H - Bridge
- 42. RoBoard 控制 NXTMotor 原理 (4) • 轉速控制 平均電 壓
- 43. 為了方便，可以在電子材料行購買 H-Bridge IC，一 般常見的 IC 腳位 : RoBoard 控制 NXT Motor 原理 (5)
- 44. PIN Color Name 1White Mx1 2 Black Mx2 3 Red GND 4 Green POWERx 5 Yellow TACHOx0 6 Blue TACHOx1 Motor Encoder NXT Motor RoBoard 控制 NXT Motor 原理 (6) • NXT Motor 訊號腳位 :
- 45. RoBoard 控制 NXTMotor 原理 (7) • RoBoard 、 H-Bridge IC 和 Motor 的連接 ( 無回朔 ) IN1 IN2 OUT1 OUT2 GND VCC PIN Color Name 1 White Mx1 2 Black Mx2 PWM PWM GND Vxx GPIO GPIO H-Bridge RoBoard NXT Motor
- 46. RoBoard 控制 NXTMotor 原理 (8)
- 47. RoBoard 控制 NXTMotor 原理 (9) • RoBoard 控制 NXT 範例 : Unsigned long duty = 60L, period = 128L; roboio_SetRBVer(RB_100); rcservo_Init(RCSERVO_USEPINS3 + RCSERVO_USEPINS4); rcservo_EnterPWMMode(); rcservo_SendCPWM(RCSERVO_PINS3, period, duty); // Clockwise rcservo_StopPWM(RCSERVO_PINS3); rcservo_SendCPWM(RCSERVO_PINS4, period, duty); // Counterclockwise rcservo_StopPWM(RCSERVO_PINS4); rcservo_Close();
- 48. RoBoard 控制 NXTMotor 原理 (10) • NXT Moter 回朔方式 :
- 49. PIN Case 1Case 2 Case 3 Case 4 PIN5 H → H H → L L → L L → H PIN6 L → H H → H H → L L → L • 回朔訊號 : 逆時針旋轉 RoBoard 控制 NXT Motor 原理 (11) PIN5 PIN6
- 50. PIN Case 1Case 2 Case 3 Case 4 PIN5 H → H H → L L → L L → H PIN6 H → L L → L L → H H → H RoBoard 控制 NXT Motor 原理 (12) • 回朔訊號 : 順時針旋轉 PIN6 PIN5
- 51. RoBoard 控制 NXTMotor 原理 (13) • H-Bridge IC 的電流回朔功能，偵測直流馬達的的電 流大小。 簡易直流馬達等效電 路
- 52. RoBoard 控制 NXTMotor 原理 (14) • RoBoard 、 H-Bridge IC 和 Motor 的連接 ( 有回朔 ) IN1 IN2 OUT1 OUT2 GND VCC PIN Color 1 White 2 Black 3 Red 4 Green 5 Yello w 6 Blue NXT Motor H-Bridge PWM PWM GND VCC(5V) GPIO GPIO RoBoard GPIO
- 53. RoBoard 控制 NXTMotor 原理 (15)
- 54. RoBoard 控制 NXTMotor 原理 (16) • RoBoard 讀取 NXT Motor 回授範例 : int count = 0; // 周期數 unsigned long data, pre_data; roboio_SetRBVer(RB_100); pre_data = rcservo_Inps(RCSERVO_USEPINS1 + RCSERVO_USEPINS2); while(!kbhit()){ // 監控 PIN 腳的電位變化 data = rcservo_Inps(RCSERVO_USEPINS1 + RCSERVO_USEPINS2); if(pre_data == 1L && data == 3L) // 1 : PIN5 = 1, PIN6 = 0 count -= 1; // 3 : PIN5 = PIN6 = 1 else if(pre_data == 3L && data == 1L) count += 1; pre_data = data; } Printf(“%dn”, count);
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Editor's Notes
- #30 dBA ， dBB ， dBC 這三組濾波電路是針對人耳對於低頻的感觀在某個音壓下，會有不同的聆聽表現， 舉例當我們聆聽小聲的音樂電平時，對於低頻的反應是不靈敏，然後就量測麥克風儀器而言， 在任何音壓裡，對於低頻應有的能量取得是一樣的靈敏，這樣會造成在小音壓底下，麥克風量到的 與耳朵聽到的會不一致，為了讓人耳這樣的等響曲線與量測的曲線相似，在音壓量計上，或是量測曲線儀上，都會提供大約 2~3 個不同音壓範圍的曲線濾波選擇。 聲壓位準在 20~55 dB SPL 範圍內，建議使用 A 加權曲線網路 . 聲壓位準在 55~85 dB SPL 範圍內，建議使用 B 加權曲線網路 . 聲壓位準在 85~140 dB SPL 範圍內，建議使用 C 加權曲線網路