【自造DIARY】Arduino輕鬆入門－循線與避障自走車（上篇）

Posted By CIRCUS Pi on 9 月 22, 2019 in Arduino, 創客萊吧MakerLab, 教學文 | 2 comments

作者：CIRCUS Pi

近期發現很多朋友或學生想開始學習 Arduino ，下載了官方的 Arduino IDE 後，照著查詢到的教學網站或是觀看 Youtube 學習，卻發現使用起來沒有想像中的簡單，因而入坑的有點吃力。

有藉於此，我們將針對「自走車」這一個輕鬆好入門的主題，透過大家都可以取得的免費資源來體驗寫程式的有趣之處。

不管您想製作循線的，還是避障的自走車，或是兩種都要的，首先您需要有一台已經組好的自走車，配置相當常見也平價，大致上需要的東西如下：

主控版：Arduino UNO （正版、相容版、加強版、霹靂無敵酷炫版…都可以，但壞掉的不行）
擴充版：Arduino Sensor Shield V5.0（為了方便連接感測器或是馬達與電源使用）
馬達驅動：L9110 或 L9110S（有沒有加這個 S 都無所謂）
自走車車架（馬達、輪子、螺絲螺帽、銅柱、壓克力車板…等）
傳資料用的 USB TypeB to TypeA 傳輸線、電池。

如果您不想要這麼麻煩一個一個搜尋，您可以直接依照您的喜好，到 iCShop 選擇您要避障還是循線的套件包，本篇教學也會使用這些套件包：

避障自走車套件包

循線自走車套件包

擁有製作自走車的材料後，請參考先前的示範文章（簡單製作自走車）試著自己動手組裝您的自走車。如果您是買套件包的朋友，要特別注意的是馬達驅動板的部份，示範文章是藍色的，而我們套件包內附的是紅色的，功能都一樣只差別在於螺絲孔的數量與位子，紅色的只需要一根螺絲，安裝的位子不管是哪種，都是在車底兩個馬達的中間。

製作完自走車後您需要下載寫程式的軟體，為了方便大家入門輕鬆趣玩，我們決定使用 Makeblock 的 mBlock5，它是使用圖形化拼接的方式來撰寫程式，且支援上傳程式功能。

以往是使用 mBlock3 來撰寫，但是新版的 mBlock5 已經支援 Arduino，且上傳程式的速度比起 mBlock3 加快了不少，所以我們會使用 mBlock5 來撰寫本篇的示範程式。

mBlock5 下載傳送門

有了組裝好的自走車，程式也下載安裝完成，就可以開始來寫程式囉！以下會分為三個部份，第一部份是基礎操作，第二部份是避障篇，第三部份是循線篇。建議大家一定要先看基礎操作，然後再依照您購買的套件包，選擇要看第二部份還是第三部份。

基礎操作

在還沒有安裝超音波或循線感應器前，需要先了解自走車的行進方式，首先打開 mBlock5 。可以在主畫面左下方找到在設備分頁內有個加號圖案，點選加號圖案新增我們的設備。

（圖片來源：創客萊吧提供）

選擇 Arduino UNO 並在右下角點選確認。

（圖片來源：創客萊吧提供）

選擇完我們使用的設備後，就可以在圖塊程式積木選擇列表內，看到與 Arduino 相關的圖塊程式，待會將會使用這些圖塊程式來撰寫自走車行進的程式。

（圖片來源：創客萊吧提供）

在寫行進的程式前，程式需要一個主要的開頭，表示遇到什麼事件而進行什麼動作。

先點選「事件」然後將「當 Ardunio Mega 啟動時」的圖塊拖拉到空白處。

（圖片來源：創客萊吧提供）

有仔細看過 Arduino 系列產品的朋友一定會發現，我們明明使用的是 Arduino UNO ，為什麼是當 Arduino Mega 啟動時呢？其實這是翻譯沒弄好的問題，當切到英文畫面時是顯示「When Arduino UNO starts up」喔，所以即便在中文介面下它是顯示 Mega 也不用在意，就當它是顯示 Arduino UNO 吧！在接下來的教學描述中依舊會以 Arduino Mega 來說明。

接下來點選「控制」，並將裡面的「不停重複」拖拉出來並放在「當 Ardunio Mega 啟動時」的下方。

（圖片來源：創客萊吧提供）

接下來我們要對自走車的輪子下達轉動的程式指令，程式指令會由 Arduino 的腳位下達訊號到馬達驅動板，再由驅動板直接驅動馬達。

如果您組裝自走車的過程，是參考剛剛提過的「示範文章 – 簡單製作自走車」，那麼您的 Arduino 負責下達指令的腳位為 5、6 腳位（控制其中一顆馬達）以及 9、10 腳位（控制另一顆馬達），控制的方式是發送 PWM 訊號（範圍是 0 – 255），數字給的越大馬達轉動的速度就越快，反之則越慢或停止。至於什麼是 PWM ，有興趣的朋友可以自己Google ，簡單講就是可以控制速度的指令。

如下圖點選「腳位」，並拖拉出「設置 PWM （5）輸出為（0）」這個圖塊程式到「不停重複」內。