[工程設計歷程]
[蒐集資料]
最速傳說
https://sites.google.com/gm.lhu.edu.tw/2019tmirc/Home/Robotrace
競賽網站
https://sites.google.com/a/ljsh.hcc.edu.tw/living-technology/home
1. 組員名字：陳璽宇、曾逸晨、黃政嘉
2. 每週實作紀錄
[20191205]第一週
1. 確認需求：首先本組了解到本次的活動內容為製作一台具有夾取能力之小車，目的在於將鐵罐從起點夾取至終點。並且使用工程設計流程，設計符合本次工程設計教學活動夾取貼鋁罐之機構。
2. 定義問題：本次活動夾取目標為鐵罐，預計以夾爪為機構，所面臨的問題與限制為夾取的力道可能不足。
3. 蒐集資訊： 透過小組討論和資料蒐集過後，預計先以師大科技系自造大師團隊所發展之START智慧小車為基礎進行試跑，再進行修改。夾爪原目的在於夾取沙包，夾取力道可能不足，且夾爪夾爪大小也過小。另外，也注意到
START智慧小車資料來源:
https://sites.google.com/a/go.pymhs.tyc.edu.tw/startlearning/
[20191212] 第二週
4. 產生想法： 繼續上週，發展出可能的構想與解決方法為利用磁鐵吸取鐵罐並繪製設計圖。
圖2-1
圖2-2
5. 建構模型： 在建模上，直接以實際材料密集板，並以雷射切割進行加工並結合磁鐵進行組裝並進行測試。但遇到挑戰，因為推的方式不佳，且無法有效放開瓶子。
圖2-3
6. 可行性分析： 在建模上，因密集板與實際材料相同，目前並沒有實際加工後材料遇到困難之問題。
[20191219]第三週
7. 評估：因上週欲到挑戰，回家後繼續尋找合適的設計，也發展出了第二版結構，第二版吸力充足，且能夠放開鐵罐，但是在將鐵罐舉起時，鐵罐會垂直滑落，導致無法有效離開地面。 如圖3-1：
圖3-1
繼續發展成第三版，第三版吸力足夠，但是MG90S的扭力不足，導致無法有效放開鐵罐，會有鐵罐邊緣仍吸在磁鐵上的情況發生。圖3-2~3-5
圖3-2
圖3-3
圖3-4
圖3-5
[20191226]第四週
8. 決定：因上週第三版夾爪所遇到的挑戰，本週發展出第四版。第四版改成使用MG996的伺服馬達，扭力充足，不論吸取或推放鐵罐皆可順暢成功。惟重量較MG90S提高不少，在不影響START小車本體基座尺寸的要求下，下一周於車尾加裝重物以確保行動時與取物後的平衡。圖4-1及4-2及4-3：
圖4-1
圖4-2
圖4-3
[20200102]第五週
9. 溝通協調：組員透過討論，試著將HC05改成PS2手把及接收器進行操控，雖然斷線頻率並不會有太大改善，但PS2手把與接收器在斷線後可立即連上，據過去經驗，可暫時解決斷線問題。不過最後礙於加工時間不足，來不及將程式修改完成，最後還是使用HC05藍牙搭配START小車的app進行操控。
10. 實踐：進行成果發表與實際測驗，最後繳交學習歷程檔案。圖5-1~5-3與影片。
圖5-1 磁鐵下移，接觸鐵罐並舉起手臂，成功取得鐵罐。
圖5-2 磁鐵上移，鐵罐被機構推落，成功放下鐵罐。
圖5-3 完成版俯視圖
影片5-1 完成時間：1分2秒
[收集三塊板子]
(1)Raspberry Pi
Raspberry Pi是源自一個開放源程式碼的硬體專案平台,該平台包括一塊具備簡單I/O功能的電路板以及一大堆的Linux 軟體。Raspberry Pi可以用來開發交互產 品,比如它可以讀取大量的開關和感測器信號,並且可以控制電燈、電機和其他各 式各樣的物理設備;Raspberry Pi也可以開發出與PC一樣的周邊裝置,也可以運行在Linux PC 上的軟體進行通信。Raspberry Pi的硬體電路板可以自行焊接組裝,也可以購買已經組裝 好的模組,而程式開發環境的軟體則可以從網上免費下載與使用。 重點是它的價格非常的便宜，已今天的市價約要1200 元台幣就可以買到。
Raspberry Pi是目前今天表現最讓人驚豔的電腦。雖然大部分我們使用的計算設備（包括手機，平板電腦和遊戲機）都是一體成形，並且都難以在上面開發與設計相關的應用軟體與硬體，而Raspberry Pi的是完全相反的。你看到它設計精的綠色電路板的那一刻起，它邀請你一同進入它的萬用的電腦世界。它配備了你需要的工具，也可以製作自己的軟件和程式，並且可以連接到它自己的電子硬體，設計周邊硬體。
(2)Intel® Galileo
Galileo是基於Intel® Quark SoC X1000 應用處理器的微控制器電路板，是32位元Intel Pentium級片上系統(資料表)。它’是第一款基於Intel架構，具有硬軟體引腳相容的設計，並有針對Uno R3設計的Arduino插板。數位引腳0到13（和鄰近的AREF及GND引腳）、模擬輸入0到5、電源接頭、ICSP接頭、及UART埠引腳（0和1）和Arduino Uno R3上的那些都在相同的位置。這被稱為Arduino 1.0引腳分配。
Galileo的設計支持工作於3.3V或5V電壓的插板。Galileo的核心工作電壓是3.3V。但是，板上的一個跳線可實現在I/O引腳處將電壓轉為5V。這可以為5V Uno插板提供支援，並且是默認行為。交換跳線的位置，可禁用電壓轉換，使I/O引腳處提供3.3V的工作電壓。當然，Galileo板和Arduino軟體發展環境（IDE）也是軟體相容的，無論使用還是介紹都是輕而易舉。除了Arduino軟硬體相容性外，Galileo板還有若干PC行業標準的I/O埠和特性，可擴展Arduino插板體系之外的原生用途和功能。一個全尺寸mini-PCI Express插槽、100Mb乙太網埠、Micro-SD插槽、RS-232序列埠、USB Host埠、USB Client埠、8MB的NOR flash成為該板的標準配置。
(3)Banana PI
香蕉派 Banana PI ，從2014年4月推出第一版M1後，至今已推出11款產品，包括Banana M1+、M2、M2+、M2 Ultra、M3、M64、G1、D1、R1、Pro等
香蕉派 Banana PI 系列一直以 Allwinner 為主控CPU，功能表現相當不錯，且一貫維持與Raspberry Pi相容，支援的作業系統包括NetBSD、Android、Ubuntu、Debian、Arch Linux、Raspbian等。最新推出的M64，是一款內建64 bit四核心CPU及雙核GPU的強大單板電腦（Single Board Computer, SBC）開發板。
[工程小車教學]
我們認為以生科競賽為主題作為課程是極有趣的一件事，除了能協助老師直接篩選出優秀的學生參加生科競賽外，從任務取向為課程主題，在課堂上能播放歷屆比賽的影片，同為國中生，別人能完成作品的成熟度對於競爭型的學生能引起較為強烈的動機。
實際運作會遇到的困難：
第一，學生程度不同，上課時間扣除整理及發放工具的時間及學生放空的時間，教師有效教學的時間極少
第二，學生特質不同，興趣不同，有些學生對於電學有興趣，有些學生則對組裝、修正公差有興趣，若能事先得知學生的興趣及專長，在任務分配上則能發揮分配的最佳化，故在課前教師應充份了解學生興趣及專長，或以課堂上的表現為依據進行分組。
第三，由於能量塊夾取車的夾具及電子電路的優化需要基礎，方能產出最佳化設計，因此我們認為，這樣的課程可以優先安排在高一或高二的多元選修當中。
教學方面，我們認為可以這樣安排，以一學期為例：
第1週
前測學生電學及結構程度
第2-3週
分組及教導學生電路及配線
第4-6週
進行分組，教導電腦繪圖與數位加工，並用上週焊好的電路直接測試
第7-9週
用統一的車型教導遙控程式的編寫與app操作
第10週
教導車體的分析比較報告
第11-15週
給予任務，讓學生自行設計或改裝車體，過程搭配工程設計流程的歷程紀錄表
第16-17週
任務實測與歷程報告
學習以模仿為始，模仿多次後才有可能創造出作品，在我們這次除錯過程中，能充份理解學生的學習時的瓶頸，我們在修習學分時，以我們要修得學分構成充份的動機，但對國中生或高中生而言，在升學主義下，成功引起學生的學習動機，讓學生能利用我們上課教給他們的方法，在課餘時間不斷的練習，讓學生從模仿初學者到模仿多次的過程，亦能成功經營班級的氣氛，進而達到引導學生思考的目標。
想辦法先把材料湊齊：螺絲釘＋雙通隔離柱，鋼珠萬象輪２個，電池盒跟電池。
2.夾爪(2爪) 
3.上方檔板從水平改為傾斜24.44度
STEM Classroom 