Arduino 電子標靶

 程式碼

Arduino 視覺化程式語言編輯器(20220621更新)

1. 線上版 https://ardublockly.ymtech.education/ardublockly/ (陽明高中 吳岱融老師)
   更多參考資料：https://drive.google.com/drive/folders/1qd_kgf0LQYeuZlCHrBhJycQYiWv1rw3J
2. BlocklyduinoF2 
   如何安裝BlocklyDuino_F2版本
3. LinkIt 7697 BlocklyDuino
   BlocklyDuino v3 (綠色軟體)
4. 均一教育平台 BlocklyDuino Editor V3

SG90 角度旋轉伺服機 ( 舵機 )

「伺服機」，又可稱「伺服馬達」，也稱為「舵機」；但是又有別於馬達的功能，因為伺服機可以控制角度 or 控制旋轉圈數。可以控制角度的伺服機，就叫做「角度旋轉伺服機」、「角度旋轉舵機」；可以控制旋轉圈數的伺服機，就做較「連續旋轉伺服機」、「連續旋轉舵機」，或稱為「360度舵機」等類似的名詞。

這次的主角是 SG90 ，是一顆角度旋轉伺服機。

接線的方式很簡單，就是一般的 GVS 三條線。

看一下使用影片：

Arduino 程式語法

#include <Servo.h>

Servo servo_9;

void setup() {
  servo_9.attach(9);
}

void loop() {

  servo_9.write(180);
  delay(3000);
  servo_9.write(100);
  delay(3000);

}

角度旋轉伺服機要使用之前，要先確認手上這顆伺服機「能使用的角度範圍」。理論上這些角度旋轉舵機能從 0度 旋轉到 180度，但是畢竟 SG90 只是低成本的產品，精密度不算夠高，所以在可使用的角度範圍，可能會略為縮減，例如：2-180度。因為當 SG90 要轉到 0 度時，可能無法精確判斷到位，所以你會摸到 SG90 不斷地在轉動感(抖動)，這就代表 SG90 還沒有精確到位，不斷地在修正，這會造成 SG90 開始發熱，減短使用壽命。所以拿到角度旋轉舵機時，建議從頭開始測試，轉到 0 度，是否精確到位，或是找到一個能精確到位不再移位的角度位置；相同道理，180 度也必須測試，才能知道精確的最大角度範圍。

上面影片中，可以看到角度從 90度，再往倒到170度的位置，但是實際的程式卻是從 100度 轉到 180度。為什麼會有這樣的誤差？

先回到上個步驟，我們測試可用範圍從 0度-180度的過程，然後固定在 90度，並且把槳片與螺絲鎖上去；誤差值就在這邊，槳片的齒輪、 SG90 旋轉軸的齒輪，並不夠到 360度那麼精確，鎖上去之後，90度就有了誤差，這就造成了我們要把槳片轉到垂直位置時，必須修正舵機角度為槳片的真實 90度的數值。

蜂鳴器

 Arduino 開放硬體中的「蜂鳴器」，有分為「有源蜂鳴器」、「無源蜂鳴器」；這個有源、無源，指的就是內建震盪源。從外表來看，很難分辨到底是有源蜂鳴器 or 無源蜂鳴器。盡管網路上有幾篇從外觀上的分辨來區分，但總是有些許落差。本篇就用實作，來分辨有源蜂鳴器 or 無源蜂鳴器。

1.接數位高電位，會正常發出逼逼聲的，就是有源蜂鳴器；而無源蜂鳴器，接數位高電位，不會發出正常的逼逼聲。

2.無論是有源蜂鳴器 or 無源蜂鳴器，兩者都可以唱歌。

3.音量差異，實作結果：有源蜂鳴器可以唱比較大聲，甚至容易破聲；而無源蜂鳴器發出的音量比有源蜂鳴器小聲。

 

1-數位高電壓，有源蜂鳴器可以發出逼逼聲

2-數位頻率，有源蜂鳴器較大聲，甚至破音

數位 6 號腳位發出聲音

void setup() {
  pinMode(6, OUTPUT);
}

void loop() {
  digitalWrite(6, HIGH);
  delay(2000);
  digitalWrite(6, LOW);
  delay(1000);

}

數位 4 號腳位不斷唱歌

#include "pitches.h"

int melody[] = {
  NOTE_C4, NOTE_G3, NOTE_G3, NOTE_A3, NOTE_G3, 0, NOTE_B3, NOTE_C4
};

// note durations: 4 = quarter note, 8 = eighth note, etc.:
int noteDurations[] = {
  4, 8, 8, 4, 4, 4, 4, 4
};

void setup() {

}

void loop() {

    for (int thisNote = 0; thisNote < 8; thisNote++) {

    // to calculate the note duration, take one second divided by the note type.
    //e.g. quarter note = 1000 / 4, eighth note = 1000/8, etc.
    int noteDuration = 1000 / noteDurations[thisNote];
    tone(4, melody[thisNote], noteDuration);

    // to distinguish the notes, set a minimum time between them.
    // the note's duration + 30% seems to work well:
    int pauseBetweenNotes = noteDuration * 1.30;
    delay(pauseBetweenNotes);
    // stop the tone playing:
    noTone(4);
  }
}

 

兩片不太相同的 Arduino UNO 開發板

第一張照片出處：
https://qqtrading.com.my/arduino-uno-smd-r3-microcontroller-development-board-arduino-compatible?search=arduino%20uno

這兩片都是 Arduino UNO 相容開發板，看起來很像，差別在於那兩顆晶片。 

上圖左邊是副廠 CH340 + ATmega328p 表現貼裝(SMD) ，右邊是Arduino 原廠 ATmega16U2 + ATmega328p 雙排腳針封裝(DIP) 。

下圖都是我拍的，兩片都是副廠的，左圖是 CH340 + ATmega328p 表現貼裝(SMD) ，右圖是副廠 ATmega16U2 + ATmega328p 雙排腳針封裝(DIP)

看看兩種晶片的放大照。

用 LCM1602 IIC 液晶模組顯示文字

 這組液晶模組是包含 LCM 1602 IIC ，所以只有 5 隻腳，而且可以呈現文字，使用起來很方便。

但是要注意的是，LCM 1602 IIC 的  IO 腳位：
GND
VCC
SDA----Arduino A4
SCL----Arduino A5

模組背面有可變電阻，調整 LCD 的亮度，記得要調整一下。

如果看到方塊字，代表太暗，翻到背面調整一下，調到可以清晰看到文字。

參考網頁：
https://www.taiwaniot.com.tw/product/1602-%E8%97%8D%E5%BA%95%E7%99%BD%E5%AD%97-iici2c-6x2-%E8%83%8C%E5%85%89%E6%B6%B2%E6%99%B6%E6%A8%A1%E7%B5%84/
https://jimirobot.tw/arduino-tutorial-lcd1602-i2c-401/
https://blog.gtwang.org/iot/ywrobot-arduino-lcm-1602-iic-v1-lcd-display/
https://blog.jmaker.com.tw/lcd1602/

下面的範例是使用 jmaker 的範例，所以要額外安裝 LiquidCrystal_PCF8574 函式庫。

#include <LiquidCrystal_PCF8574.h>

LiquidCrystal_PCF8574 lcd(0x3F);  // 設定i2c位址，一般情況就是0x27和0x3F兩種

void setup()
{
  lcd.begin(16, 2); // 初始化LCD
  //lcd.begin(20, 4); // 如果是20x4的LCD就是用這行
 
  lcd.setBacklight(255);
  lcd.clear();
  lcd.setCursor(0, 0);  //設定游標位置 (字,行)
  lcd.print("*~ first line.");
  lcd.setCursor(0, 1);
  lcd.print("~* second line.");
} // setup()

void loop()
{
 
} // loop()

使用 MAX7219 驅動 8x8 矩陣式顯示器

本次的主角就是 8x8 矩陣顯示器：

不過如果只有 8x8 矩陣顯示器 是很難單獨運作的，必須要靠 MAX7219 這塊 IC 來處理字元的輸入與顯示。

組合在一起於是有了模組。

接線方式如下圖：

顯示結果如下影片：

參考網頁：
https://docs.labs.mediatek.com/resource/linkit7697-arduino/zh_tw/tutorial/driving-8x8-dot-matrices-with-max7219
https://forum.arduino.cc/t/max7219-led-matrix-rotate-text-8x8/438719
https://lastminuteengineers.com/max7219-dot-matrix-arduino-tutorial/
https://code.google.com/archive/p/arudino-maxmatrix-library/wikis/Example_Display_Characters.wiki
https://datasheets.maximintegrated.com/en/ds/MAX7219-MAX7221.pdf

程式如下：

//
// Use one MAX7219 to control a 8x8 dot matrix
// http://www.icshop.com.tw/product_info.php/products_id/13181
//
// MAX7219 datasheet: https://datasheets.maximintegrated.com/en/ds/MAX7219-MAX7221.pdf
//

// the MAX7219 address map (datasheet table 2)
#define MAX7219_DECODE_REG      (0x09)
#define MAX7219_INTENSITY_REG   (0x0A)
#define MAX7219_SCANLIMIT_REG   (0x0B)
#define MAX7219_SHUTDOWN_REG    (0X0C)
#define MAX7219_DISPLAYTEST_REG (0x0F)
#define MAX7219_DIGIT_REG(pos)  ((pos) + 1)
#define MAX7219_COLUMN_REG(pos) MAX7219_DIGIT_REG(pos)

// shutdown mode (datasheet table 3)
#define MAX7219_OFF             (0x0)
#define MAX7219_ON              (0x1)

// pin 13 of MAX7219 (CLK)
const int clock_pin = 8;
// pin 12 of MAX7219 (LOAD)
const int data_latch_pin = 9;
// pin 1 of MAX7219 (DIN)
const int data_input_pin = 10;

// number of columns of the display matrx
#define NUM_OF_COLUMNS  (8)
// for each character bitmap, it consumes 4 bytes
#define BYTE_PER_MAP    (5)

// matrix pattern for "Samba"
const byte char_pattern[] =
{
  B1000110, B1001001, B1001001, B0110010, B0000000, // S
  B0100000, B1010100, B1010100, B1111000, B0000000, // a
  B1111100, B0000100, B1111100, B0000100, B1111000, // m
  B1111111, B1000100, B1000100, B0111000, B0000000, // b
  B0100000, B1010100, B1010100, B1111000, B0000000, // a
  B0000000, B0000000, B0000000, B0000000, B0000000, // space
};

#define DISPLAY_STR_LENGTH  (sizeof(char_pattern) / BYTE_PER_MAP)

// update the register value of MAX7219
void set_register(byte address, byte value)  
{
  digitalWrite(data_latch_pin, LOW);
  shiftOut(data_input_pin, clock_pin, MSBFIRST, address);
  shiftOut(data_input_pin, clock_pin, MSBFIRST, value);
  digitalWrite(data_latch_pin, HIGH);
}

void clear_matrix()
{
  // clear the dot matrix
  for (int i = 0; i < NUM_OF_COLUMNS; i++)
  {
    set_register(MAX7219_COLUMN_REG(i), B00000000);
  }
}

void init_max7219()
{
  // disable test mode. datasheet table 10
  set_register(MAX7219_DISPLAYTEST_REG, MAX7219_OFF);
  // set medium intensity. datasheet table 7
  set_register(MAX7219_INTENSITY_REG, 0xf);
  // turn off display. datasheet table 3
  set_register(MAX7219_SHUTDOWN_REG, MAX7219_OFF);
  // drive 8 digits. datasheet table 8
  set_register(MAX7219_SCANLIMIT_REG, 7);
  // no decode mode for all positions. datasheet table 4
  set_register(MAX7219_DECODE_REG, B00000000);

  // clear matrix display
  clear_matrix();
}

void setup()  
{
  // init pin states
  pinMode(clock_pin, OUTPUT);
  pinMode(data_latch_pin, OUTPUT);    
  pinMode(data_input_pin, OUTPUT);

  // init MAX2719 states
  init_max7219();
}

unsigned int char_index = 0;

void loop()  
{
  int i;
 
  // turn off display first
  set_register(MAX7219_SHUTDOWN_REG, MAX7219_OFF);

  // display one bitmap
  for (i = 0; i < BYTE_PER_MAP; i++)
  {
    // starting from column 2
    set_register(MAX7219_COLUMN_REG(2 + i), char_pattern[char_index * BYTE_PER_MAP + i]);
  }

  // turn on display
  set_register(MAX7219_SHUTDOWN_REG, MAX7219_ON);

  // step to the next character
  char_index++;
  // wrap around the character if needed
  if (char_index >= DISPLAY_STR_LENGTH)
  {
    char_index = 0;
  }
 
  delay(666);
}

7段顯示器

先講心得：
單純的 7 段顯示器，其實就是把 8 顆 LED 燈做在一塊板子上，透過排列的方式表示數字。這種板子，訓練大腦思惟，入門的玩一次就好了，真的要用這塊板子顯示數字、溫度、各種文字訊息，太可怕了、太不方便了；所以才會有 MAX7219 這種 IC 來控制 8x8 矩陣顯示器、 8 位數顯示器( 如下圖，中間那塊 IC 就是 MAX7219 )。而如果要把這種 8 顆 LED、8x8 矩陣顯示器、MAX7219 給國小學生使用，難度較高。

 

 

參考網頁： https://blog.jmaker.com.tw/4digit7seg/

參考語法：https://create.arduino.cc/editor/jasonshow/a9703023-e24f-4e3f-b0a2-5e666ff9bed4/preview
( 上面網頁的輸出與圖不同，必須修改程式的輸出腳位為 6~12 。另外，圖片的店阻色環也標示錯誤，請參考我的影片才是 220 。 )

 

/*
//本範例會在七段顯示LED上從9倒數到0
//傑森創工製作
//https://www.facebook.com/jasonshow

//本例預設是用共陰的顯示器
//若用的是共陽，除了要把接地改成接到5V
//另外在每個數字的表現方法，也要把0和1反過來
//1表示LED on，0則是LED off

// 七段用到的Arduino pin: 6,7,8,9,10,11,12
// 右下角的點用pin 5

//Arduino完整學習套件賣場：https://bre.is/E221Yubs7


傑森創工賣場：https://goo.gl/EWoPQ4

傑森創工粉絲團：
https://www.facebook.com/jasonshow
 */


//以下的陣列包含了0-9各數字的表現方法
byte seven_seg_digits[10][7] = { { 1,1,1,1,1,1,0 },  // = 0
                               { 0,1,1,0,0,0,0 },  // = 1
                               { 1,1,0,1,1,0,1 },  // = 2
                               { 1,1,1,1,0,0,1 },  // = 3
                               { 0,1,1,0,0,1,1 },  // = 4
                               { 1,0,1,1,0,1,1 },  // = 5
                               { 1,0,1,1,1,1,1 },  // = 6
                               { 1,1,1,0,0,0,0 },  // = 7
                               { 1,1,1,1,1,1,1 },  // = 8
                               { 1,1,1,0,0,1,1 }   // = 9
                               };

void setup() {                
  pinMode(5, OUTPUT);
  pinMode(6, OUTPUT);
  pinMode(7, OUTPUT);
  pinMode(8, OUTPUT);
  pinMode(9, OUTPUT);
  pinMode(10, OUTPUT);   
  pinMode(11, OUTPUT);
  pinMode(12, OUTPUT);

  writeDot(0);  // 一開始右下角的點就是不顯示的
}

void writeDot(byte dot) {  //顯示右下角小數點
  digitalWrite(5, dot);
}
    
void sevenSegWrite(byte digit) {  //顯示特定數字的副程式
  byte pin = 6;  //我們的七段顯示是從pin6開始的
  for (byte segCount = 0; segCount < 7; ++segCount) {
    digitalWrite(pin, seven_seg_digits[digit][segCount]);
    ++pin;
  }
}

void loop() {
  //數字從9開始倒數，每個數字間隔1秒
  for (byte count = 10; count > 0; --count) {
   delay(1000);
   sevenSegWrite(count - 1);
  }
  delay(4000);
}

羅技 G102滑鼠拆下來的 RGB 燈

 這顆RGB燈，是從壞掉的滑鼠G102拆下來的，目前找到用Arduino讓它亮起來的方式，腳位定義：長(G)、短(+)、長(R)、短(B)，這個是共陽；這顆 RGB 的效果比去電料行買一顆 $30 的還要好，色彩變化很鮮明、亮度很夠。( 256 x 256 x 256 = 16777216 ，所以官方公布1680 萬色 ) 

360度連續旋轉舵機、 直流減速馬達(TT 馬達)、130直流馬達

 360度連續旋轉舵機 

 

直流減速馬達(TT 馬達)

 

 

130直流馬達

 

L298n 直流馬達驅動板

 網路上很多規格都是天下一大抄，說明也不完整，目前找到下方這個圖片才是最完整的。

接線的模擬圖

Arduino 視覺化程式語言編輯器

Arduino IDE 官方編輯器
下載：https://www.arduino.cc/en/Main/software
線上：https://create.arduino.cc/editor

********************************************************************

1. 視覺化程式語言編輯器：Ardublockly
   線上：https://ardublockly.embeddedlog.com/demo/
   下載：https://github.com/carlosperate/ardublockly
   網站：https://ardublockly.embeddedlog.com/
   
   
2. 視覺化程式語言編輯器：Ardublockly (陽明高中吳岱融老師維護)
   線上：https://ardublockly.ymtech.education/
   下載：https://drive.google.com/drive/folders/1Xg1ynJFo15ltGa0HdLuKwnvjatMlIv5b?usp=sharing
   網站：https://sites.google.com/a/go.pymhs.tyc.edu.tw/startlearning/introduction
   
   
3. 視覺化程式語言編輯器：MakeWithArduino
   線上：http://code.makewitharduino.com/
   GitHUB：https://github.com/makewitharduino
   教學(日文網頁)：http://lets.makewitharduino.com/
   Chrome 應用程式：https://chrome.google.com/webstore/detail/blocklyduino-editor/ohncgafccgdbigbbikgkfbkiebahihmb
   
   
4. 視覺化程式語言編輯器：BlocklyDuino
   線上：https://blocklyduino.github.io/BlocklyDuino/blockly/apps/blocklyduino/
   下載：https://github.com/BlocklyDuino/BlocklyDuino/archive/gh-pages.zip
   GitHUB：https://github.com/BlocklyDuino/BlocklyDuino/wiki
   
   
   
5. 視覺化程式語言編輯器：BlocklyDuino Editor (MediaTek-Labs)
   線上(V.3)：https://mediatek-labs.github.io/BlocklyDuino-for-LinkIt/blockly/apps/blocklyduino/
   下載：https://github.com/MediaTek-Labs/BlocklyDuino-for-LinkIt/releases
   GitHUB：https://github.com/MediaTek-Labs/BlocklyDuino-for-LinkIt
   範例：https://github.com/MediaTek-Labs/Examples-for-BlocklyDuino-LinkIt-7697
   簡介：https://docs.labs.mediatek.com/linkit-7697-blocklyduino/blocklyduino-12880262.html
   
   
6. 視覺化程式語言編輯器：FlipCode
   線上：http://code.fliprobot.com/     2.0.0新版： https://tools.fliprobot.com/FlipCode
   Chrome 擴充套件：https://cloudtw.fliprobot.com/flipcode/#tab1default
   ChromeOS ：https://cloudtw.fliprobot.com/flipcode/#tab3default
    
7. Google Blockly
   線上：https://developers.google.com/blockly/
   
   
8. 
   

超音波感測器 (hc-sr04、us-016) 腳位定義

開放硬體，市面上常見的兩款超音波感測器有兩款，

一款是綠色底板的 US-016 ，另一款是在 Microbit 上常看到的藍色底板 HC-SR04 。

這兩款外觀上很像，也是四支 pin 腳，

可是因為四隻 pin 腳位完全不同，

所以不能共用。

US-016

由左到右

1.VCC(+)

2.Range(短路：1m以內；空值：3m以上)

3.Out(訊號)

4.GND(-)

HC-SR04

由左到右

1.VCC(+)

2.Trig(控制訊號)

3.Echo(接收訊號)

4.GND(-)

所以，HC-SR04 四個腳位都有用到。

而 US-016 第二個腳位，如果有接GND的話，就是偵測 1m 以內的距離；如果沒有接地，那就是偵測 3m 以上的距離。

Arduino 視覺化程式語言編輯器：BlocklyDuino

專案計畫：https://github.com/MediaTek-Labs/BlocklyDuino-for-LinkIt/releases

BlocklyDuino is a web-based visual programming editor for Arduino based on Blockly, the web-based, graphical programming editor developed by Google, provide static type language blocks and code generators for Arduino programming.

Chromium OS 與 CHT340

目前較多人使用的 Chromium OS 有 CloudReady 及 ArnoldTheBats World of Whimsy 維護的兩套。如果要用 Chromium OS 來做 Arduino UNO 連接的話，CloudReady 是不認識 CHT340 的，必須安裝 ArnoldTheBats 的 Chromium OS 才能捉到 CHT340 板子。

而 ChromeBook 是可以捉到 CHT340 的。

WFduino on ChromiumOS

今天測試過了，UNO R3 的板子，可以接在 ChromiumOS 的筆電(Acer TravelMate 4330)上面跑。

需要安裝 WFduino 套件，載入範本檔 .sb2 就可以正常連線與執行。

UNO R3 的板子，或是其他類似的高仿 Arduino 的硬體，當然可以透過 Transformer 來玩，因為考慮到手邊還有 4 部 Acer TravelMate 4330 可以利用，小朋友也可以自行借用，可以不用到電腦教室使用，這樣就方便多了。


PS：S2A 韌體

最後，很晚了，該睡了...