第2章 出廠範例程式

新購的iPOE-A1本身就已經預先載入範例程式，讓使用者可測試各項功能是否正常運作，底下逐一介紹其功能及操作。

2-1 操作前的準備

首先您需先準備好底下的材料及設備，其中若無5、6、7項，無法進行某些項目的測試。

1. iPOE-A1輪型機器人一臺。
2. 2顆14500(3號電池大小)鋰電池，其規格為3.7V；鋰電池最好選用有加過放保護板的電池。
3. 一個繪圖型LCD模組（LCD5110）。
4. 一個HC-SR04超音波測距模組。
5. 一個HC-05藍牙模組，鮑率需設為57600,0,0，代表鮑率57600bps，1個停止位元，無同位元。
6. 一張黑底白線的IRA初級的場地圖，樣式如圖 2‑1所示；若沒有，可在一個黑色不反光地板上，使用白色電工膠帶仿造製作出地圖即可。

圖 2‑1 IRA初級場地圖

7. 一張IRA中級認證場地圖，樣式如圖 2-2所示。

圖 2‑2 IRA中級認證場地圖

2-2 安裝與啟動

接著請按下圖的外觀替iPOE-A1裝上電池、LCD、藍牙模組與超音波，請注意方向，操作如下所示。

一、 電池安裝：請按電池座的極性方向，將鋰電池放入。

二、 LCD安裝＆藍牙模組、超音波模組的安裝

1.  LCD5110的正面如圖 2‑3所示，LCD模組的上下邊都有排針，可視需求使用上或下排針，但無論使用哪一種接法，方向一定要對。
• 若會使用到擴展腳位上的I/O，為避免LCD擋住I/O腳座，LCD適合裝在下方，也就是使用圖 2‑4(a)上排針的安裝方式。
• 若使用到平衡車的應用，為避免LCD撞到地板，LCD適合裝在上方，也就是使用圖 2‑4(b)下排針的安裝方式。
2. 超音波模組的安裝上較簡單，直接插入Sonar J1的插座上即可。
3. 藍牙模組的安裝請注意方向，使用前應先將藍牙模組鮑率設成57600、停止位元1位元、無同位元（57600,0,0）。設定方法請見http://topic.tiked.com.tw/ipoeA1/，底下以設定好的藍牙設備名稱「Tiger-II」進行示範。

圖 2‑3 LCD的安裝

(a)安裝在下方的外觀（上排針）　　　(b)安裝在上方的外觀（下排針）

圖 2‑4 LCD的安裝位置

三、 啟動電源

一切就緒後，接著打開圖 2‑4(a)標示的電源開關即完成啟動的動作。
 

2-3 LED及LCD背光測試

系統剛啟動，你會聽到蜂鳴器發出一聲"嗶"聲，然後在LCD螢幕上看到iPOE的Logo圖，如同圖 2‑4(a)LCD顯示的內容；接著系統會進入電池電壓的顯示介面，如圖 2-4(b)LCD顯示的內容。
　　LCD顯示的同時，位於按鍵旁的LED也會持續變化，請確認紅、黃、綠燈能正常閃滅顯示，如圖 2‑5所示，還有LCD的背光也會規律呈現呼吸燈狀態。

圖 2‑5 LED及LCD背光測試

2-4 光感測器校正

接著請將iPOE-A1放置在場地圖的白線上，並按下按鈕A進入iPOE底部8顆光感測器的校正程式，校正時，車子會原地向右轉，然後向左轉，最後轉正。校正的目的是讓8顆感測器的感測值範圍都相同（歸一化），0代表最白、1000代表最黑，同時將同排的感測器線性化成一個位置值。

2-5 光感測器值讀取

校正後LCD上會呈現光感測器值讀取到的狀態，如圖 2‑6所示，其中LCD左側條狀圖代表後5顆感測狀態，最大時代表1000，條狀最小時為0，而上方數字代表5顆感測器線性化後的位置值，正中央為2000，車身偏離白線最右到最左為0～4000；右側條狀圖代表前3顆感測狀態，最大時代表1000，條狀最小時為0，上方數字同樣為線性化後的位置值，但因3顆感測器距離太遠，此數值無參考作用。操作時可移動一下車子與白線的位置，了解感測器的顯示狀態。

(a)車身在正中央的狀態

(b)車身偏左的狀態 (c)車身偏右的狀態

圖 2‑6　光感測器值讀取的顯示圖

光感測器值讀取的動作非常重要，操作過程中若有發生誤感測，很容易影響結果，若發現有異狀，例如同樣偵測黑色結果有些感測值偏小、偵測白色有些感測值偏大，則需按RESET鍵重新進行光感測器校正。

2-6 功能選單

光感測器感測值沒問題後，按KEY_A即可顯示iPOE-A1的主功能表，如圖 2‑7所示，共有6個選項；操作時，我們可透過KEY_B（上移鍵）移至上一列功能，按KEY_C（下移鍵）移至下一列功能，選擇後按KEY_A（確認鍵）執行。

圖 2‑7 iPOE-A1功能選單

接下來逐一說明各項功能。
 

2-7 馬達及編碼器測試

執行Draw Encoder前建議將iPOE-A1架高，避免操作過程中車子亂跑；當進入馬達及編碼器測試時左右馬達均會同時向前或向後轉動，並出現圖 2‑8的畫面：

1. 左上方指示目前正在顯示左（left）或右（right）馬達的狀態。
2. 右上方顯示現行馬達的PWM速度值，0代表停止、255代表最高速，正值代表馬達向前轉動、負值代表馬達向後轉動。
3. 下方顯示馬達編碼器A、B相的狀態（為方波），若A相領前B相代表正轉，B相領前A相代表反轉，頻率愈高代表速度愈快。

圖 2‑8 Draw Encoder的LCD畫面

(a)右輪狀態 (b)左輪高速狀態 (c)左輪反轉狀態

圖 2‑9 Draw Encoder的LCD畫面

2-8 IRA中級認證地圖試跑

1. 基本測試：
(1) 執行IRA Mission前請將iPOE-A1放在大紅色的起點／終點上。
(2) 按下KEY_A後即開始IRA中級認證任務B的行走，如圖 2‑10所示。
(3) 行走中車子遇到障礙物會停止，並且蜂鳴器嗶3聲，相關IRA認證的內容請見網站
http://topic.tiked.com.tw/showcontent.asp?pf=tp9168udle。

(a)IRA任務的起點/終點 (b)遇障礙物停止並”嗶”3聲

圖 2‑10 IRA Mission示意圖

2. 加入手機APP的控制測試：
(1) 首先請至http://topic.tiked.com.tw/ipoeA1/下載「IRA認證設定端」的手機APP程式，安裝好並啟動後的畫面如圖 2‑11(a)所示。
(2) 開啟手機藍牙功能，並新增設備，操作如圖 2‑12所示。
(3) 回到「IRA認證設定端」畫面點選圖 2‑11(a) Bluetooth Device List按鈕，並選擇配對好的藍牙設備，例如Tiger-II。
(4) 點選連線後呈現圖 2‑11(b)的成功畫面。

 

(a)剛開啟未選擇裝置的畫面 (b)配對並連線後的畫面

圖 2‑11 IRA藍牙連線圖

 

(a)在手機設定中開啟藍牙設備

 

(b)搜尋並進行藍牙配對

圖 2‑12　藍牙裝置設定圖

(5) 接著可進行不同前進速度及任務的練習；首先請點選圖 2‑13(a)中的速度捲軸，拖曳設定不同前進速度，接著點選任務A、B或C，最後點傳送即可讓iPOE-A1前進。其中任務C的起點，iPOE-A1需朝向右邊，如圖 2‑13(b)所示。
(a)設定要傳給iPOE-A1的速度值及任務 (b)任務C的起點方向

 

圖 2‑13　不同前進速度及任 務的練習

2-9 循跡程式

將iPOE-A1放在圖 2‑14場地圖中間的8字形路徑上，按Following即可開始繞8字行走的循跡程式，當行經交叉點時，蜂鳴器會”嗶”一聲。拿起iPOE-A1車子時，系統會自動回到選單畫面。

圖 2‑14　繞8字的循跡測試圖

2-10 方形競速程式

將iPOE-A1放在圖 2‑15場地圖外側的綠色方形區塊上，按Block Run即可開始方形競速的循跡程式，其中：
1. 路徑右側的提示點為起點／終點，繞一圈結束後，車子需靠右側的提示點偵測停在綠色方塊內（含蓋1/2的綠色方塊即可）。
2. 路徑左側的提示點為轉彎提示點，提前告接下來的10cm路口要轉彎。

 

圖 2‑15　方形競速的起點

圖 2-16　方形競速行進間狀態

3. 接著可同IRA中級認證地圖試跑中的手機APP程式，透過「IRA認證設定端」進行速度控制。從不同的速度試跑中可看出程式中對於遇轉彎提示點需減速的作用，若沒有減速，在高速的場合很容易轉彎失敗。
 

2-11 音樂測試Sing a song

當按下Sing a song時LCD會出現 的圖案，接著蜂鳴器開始演奏歌曲，任何時間可長按KEY_A返回主選單。
 

2-12 手機姿態控制－搖控車

一、 安裝手機端的Amarino應用程式

iPOE-A1的手機姿態控制是使用Amarino來連接 Android 與 Arduino，首先請至網站http://www.amarino-toolkit.net/點選Download頁面，下載圖 2‑17中Amarino相關的兩支APP，分別是Amarino - Android Application、Amarino Plug-in Bundle，請點選圖 2‑17圈出處的連結，並依序安裝。

 

圖 2‑17 Amarino的下載頁面

安裝完成後，請在手機端開啟Amarino 2.0，接著請底下的步驟操作：
1. 第一次還沒有連接裝置的使用者，請點選圖 2‑18的 加入新的藍牙裝置，並點選搜尋到的藍牙裝置（例如圖 2‑18右圖的Tiger-II）。若沒有找到iPOE-A1的藍牙裝置，代表你未在手機的藍牙裝置中建立連線，請參考圖 2‑12的操作建立新裝置。

 

圖 2‑18　新增BT Device的操作

2. 點選找到的藍牙設備，例如圖 2‑19左圖的Tiger-II，點選橘色框框處進到圖 2‑19右圖的事件列表。

 

圖 2‑19　新增感測器事件的操作

3. 在圖 2‑19右圖的事件設備點橘色框框處的Add Event，顯示所有可用的Events，如圖 2‑20所示，然後依序先點選Accelerometer Sensor（如圖 2‑20右圖），點Save。

 

圖 2‑20　新增感測器事件的操作II

4. 依步驟3的操作，請再新增一個Light Sensor事件，操作如圖 2‑21。

 

圖 2‑21　新增感測器事件的操作III

5. 接著請回到圖 2‑19右圖的畫面點選Connect，連線成功後，點選圖 2‑19橘色框框處即可看到運作中的二個事件，如圖 2‑22左圖所示，其中ID:A為手機三軸加速度感測器的值，由上而下顯示X、Y、Z三軸的資料；ID:B為手機亮度感測的值。
6. 若連線後仍沒看到圖 2‑22左圖感測值的變動，請參考圖 2‑22右圖的操作，在事件上方長按ID:A、ID:B，點選Force Enable即可。

 

圖 2‑22　啟用的Amarino事件

7. 一切就緒，可看到圖 2‑22左圖感測值變動後，即可開始與iPOE-A1連線進行手機姿態控制實驗了。

二、 手機與iPOE-A1的連線測試

1. 點選iPOE-A1選單中的最後一項Remote Car，進行手機姿態控制－搖控車測試。
2. 手機平放時，車子不會前進，如圖 2‑23所示用手遮住超音波，可在LCD上顯示車子與障礙物的距離。為避免超音波測量太遠距離影響到操作速度，本範例限制超音波最長的偵測距離為34cm。當前方10cm內有障礙物時，車子會自動刹車避免撞擊障礙物。
3. 手機的亮度感測器會控制LCD的背光亮度，試著用手遮著手機亮度感測器，可發現iPOE-A1 LCD背光變亮，用手電筒照手機時，LCD背光變暗。

 

圖 2‑23　手機平放時可顯示超音波測到的距離

4. 手機左右翻轉可控制車子左、右轉彎，翻轉角度控制轉彎的速度，如下圖所示。

圖 2-24　轉彎速度控制

5. 手機前、後傾斜可控制車子的前進、後退。
6. 姿態控制一開始不習慣，角度儘可能的小，待習慣後再加大控制角度。