[工業科技教育概論] 爽啦!!!

組員:徐翊堯、許皓陞、蘇柏霖、許恆齊
紀錄照片連結按此

第一週(20191128)
進度:工作分派以及初步構想討論

皓陞有做過Arduino車,所以工作分配>>程式語言
翊堯>>實驗記錄、資料搜集
柏霖>>材料比價、資料搜集
恆齊>>組裝設計車體

除了指定的工作以外 大家各自回去搜尋別人做的藍芽車的資料:
1.L298N相關介紹(內涵實測程式碼,基本講解)
http://lihan.shinyo.bixone.com/Arduino/arduino-2016.12.01.html

2.Arduino 新手學習常遇到的問題整理(比較注重在純新手的一些零件講解,採買建議,原廠副廠比較等等)
https://openlabtaipei.hackpad.tw/Arduino–0l0wQCysFM3

3.阿玉Transformer+Scratch研究區(藍芽自走車實作)
雖然馬達與藍芽模組皆不相同,程式是用mblock寫感覺比較懂那個邏輯。網站內還有許多Arduino作品關製作紀錄可以當參考。
https://sites.google.com/site/wenyutransformer/02jin-jie-pian/12kong-zhi-zi-zou-che-l9110s

第二週(20191205)
進度:加速齒輪設計及程式設計

車體的構造預計以馬達接齒輪,再接上輪子(需另外設計輪軸)
兩馬達並排,齒輪往外接,車輪軸平行於齒輪軸
後方加設一萬向輪,維持平衡
經過初步設計後,印出了第一版的齒輪,一大一小,但齒輪對馬達與齒輪對輪子的連接部分尚未設計成功,還需經過詳細量測。

皓陞的主要部分為程式設計,在程式設計前,先了解藍芽運作模式。
但不知道為何我的藍芽一直連不上,所以查了一些資料了解藍芽模組以及其相關設定。
但參考以下資料後還是找不到確切問題,持續測試。
1.HC-05簡易設定(AT模式)(內容較簡略)
https://www.itread01.com/content/1534956973.html

2.HC-05相關指令(最下方有一些AT模式指令)
http://gsyan888.blogspot.com/2014/03/arduino-hc-05.html

3.HC-05設定(言簡意賅,若只是單純要進入AT模式可參考這個)
http://jackedu.blogspot.com/2015/01/hc-05.html

4.HC-05設定(相當詳細,圖文說明充足,比較能了解其設定的流程)
https://blog.cavedu.com/2017/10/18/hc05-hc06/

第三週(20191212)
進度:光華商場採買

我們總共去了三家(今華、源達、祥昌),發現了馬達的不同(白頭、黑頭跟藍頭)。
助教發的是白頭,皓昇以前組自走車用的是黑頭。兩者的差異在於白頭扭力很強但轉速慢,黑頭則顛倒,藍頭介於兩者之間。
藍頭只有祥昌有賣,但是是與輪子一起合賣的套件包,一組要299。
而其他模組或是零件發現其實也都不便宜,松下的18650電池兩顆就要499(祥昌),且無充電器。
綜合來講今華的東西最便宜,祥昌的東西最多(但其實都差異不大),後來沒有買因為價格太貴。發現網購其實便宜許多。
組裝的部分則是開始用以前玩過的自走車做一些實驗,例如黑頭與白頭馬達的差異,一些線路的接法。
發現轉速部分黑頭根白頭其實差異不大(在室內跑起來沒明顯差距),但考慮到之後要在大摩擦力的柏油路和斜坡上跑,還是扭力大的白頭比較保險。
網購網址:icshop(松下18650一顆170,其餘也有不少比實體店便宜的東西)
https://www.icshop.com.tw/product_info.php/products_id/27359

第四週(20191219)
進度:車體設計及程式設計

齒輪經過量測後,大齒輪已經可以連接上馬達,並穩定連接。小齒輪因連接處太細,只靠一支連接軸固定太脆弱,因此需重新設計構造。預計構想為在輪子的軸外圍再包覆,作為穩定構造應該足夠。
車體也開始設計,預計為底面150x200mm的3D列印車體,兩側加上支撐齒輪軸的孔,並在底板上挖空,讓齒輪露出車體,也在其他部分挖空減輕車體重量。

反覆參考網路資料,藍芽模組的連線是已經收到了,卻無法控制車體,Arduino版上的Rx燈有跟著按鍵亮代表應該有收到訊號,不確定是否為車體組裝錯誤。
手機的部分也換過兩支手機進行測試,但結果也都一樣。
1.藍芽自走車組裝(雲林song)
內含接線方法以及程式碼和app連結,按照上面方式接線藍芽也有收到訊號,但卻無法操控。
https://yunlinsong.blogspot.com/2016/09/arduino_15.html

2.網友自行製作的藍芽遙控車,接線方法和程式碼與上一個網站並無太大差異,程式邏輯也都相同,因此仍找不出具體問題。
https://s12121296.wordpress.com/2016/02/13/arduino-%E7%B0%A1%E6%98%93%E8%97%8D%E8%8A%BD%E8%87%AA%E8%B5%B0%E8%BB%8A/

第五週(20191226)
進度:完成車體及程式碼測試

我們開始組裝我們的車子。車體運用3d列印技術(質輕且便宜),除了電池外,我們幾乎都運用了課堂發放的材料。
由於實在找不到車子的問題在哪,無法得知到底為何不能操控,而齒輪和車體已經3D列印完成了,因此先行組裝,並參考同學的接線方法和程式碼,來確認我們的問題。
首先測試了是否可以確實組裝,基本上沒什麼大問題,但和預計的不同,我們將車體反過來組裝,齒輪才比較不會碰到地板。除此之外,小齒輪容易偏掉,一直摩擦車體,造成馬達無法順利傳動,或是直接卡住的狀況。
軟體的部分,即使完全複製了同學的做法,車子仍然跑不動,因此開始懷疑是否有硬體相關的問題。我們透過程式碼進行監控,當手機app按了方向傳給arduino板時,電腦的監控視窗要回傳對應的代碼。
例如手機按下前進,監控視窗就要跳出f代表forward,退後則為b(backward),左右是L和r。結果發現藍芽確實有接受到訊息,但監控視窗都跳出亂碼。
因此我們換了一顆藍芽模組,接線以及組裝方式不改變,結果馬上就成功操控,因此確定是藍芽模組的問題。
隨後進行車體和程式的微調,試圖解決車子跑的方向不夠直的問題。

第六週(20200102)
進度:上路實測

我們的車子遇到幾個問題:
1.藍芽遙控delay的很嚴重,而且一直斷線,不知道是否為干擾或是距離的問題,至少在家裡進行測試時並無此狀況,電池電力則剛充1個多小時,應該不會不足。

2.可能是因為我們的齒輪設計導致輪子轉速初速度過快,一直出現打滑的問題,不管在哪種類型的地板上都是。但是穩定下來後跑得很快,因此我們並沒有積極解決這個問題。但在爬坡時,因為在坡上速度一直無法穩定,導致我們無法很成功的上坡;之前試跑的時候應該是因為上坡前車體已經穩定,輪胎沒有打滑現象,才沒有這種狀況。

皓陞 認為這門課適合的年級:
我不認為這是一門適合國三以前的課程,以我對於國中生的了解,到了國三其實對於電路的東西也不算很熟悉,包含基本的串聯、並聯,電位差,短路等等比較簡單卻也重要的事情。
況且國三要專心在會考上面,比較缺乏專心投入此課程的動力。
而我認為對於高一的學生來說,這是一個不錯的選擇。原因在於高一剛考完會考,對於這些電路相關的東西應該還有印象,搭配物理課程一些輔助應該會有更好的理解。
況且現在的課綱有加入程式設計,因此在arduino的程式設計上,他們不會變成只會抄網路或是老師的,或多或少可以自己理解一下寫程式的邏輯。
可惜的是到高三的選修物理才有更詳細的電位之類的課程,但對於想專心考大學的學生來說,這會占用他們不少時間

恆齊 認為這門課適合的年級:
我記得在我國中的時候,只有上過關於電路怎麼接還有怎麼算電流電壓電阻跟功率那些東西而已,真的實際操作也只有拿燈泡和馬達來玩。所以我同意皓陞說的,在高一時(或是國中畢業升高一時)讓他們接觸這方面的課程,除了考完試對知識相關的部分還會有蠻深的印象之外,也會有高一的課程知識可以加強他們設計的完整性;在軟體的部分,隨著年齡增長,對程式的邏輯也會更容易了解,更容易上手。

柏霖 認為這門課適合的年級:
我覺得這門課蠻適合放在高一的,尤其現在新課綱讓學生有更多機會接觸程式設計的部分,對於高一新生來說算是新奇、有趣的挑戰,也能讓他們了解如何找資料,以及培養他們解決問題的能力。

翊堯 認為這門課適合的年級: 我覺得這門課很適合放在高一。在國三學完基本的電學概念和簡易的電子電路後,升上高一後的他們剛好能與程式設計做結合。也跟我們108課綱的高中階段已「工程設計」為主軸相關。

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