Otto 組裝 ( Assemble Your Own Otto )

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此次組裝的 Otto 機器人腳不一樣了，組裝完成後的圖如下：

有看出和原版Otto的差異嗎？

一、在組裝前，需要先檢查硬體是否有問題，準備好材料後，記得將四顆伺服馬達的槳給裝上去如下圖：

注意 Buzzer 有 + 號的那一頭為正極

二、根據官方的電路圖先將線路接好(依照下圖接線)，

三、接著用官方提供的 Otto_avoid 程式來測試：

在上電後，先確定 Buzzer 有沒有聲音，再檢查四個伺服馬達有沒有動作，也要檢查伺服馬達是否有抖動的情況，接著用手擋住超音波看看 Buzzer 會不會發出聲音。

將四個伺服馬達給拆下，拆的時候用雙指捏住黑色的地方比較不會讓線受損，如下圖：

身體的部分有三角形的地方為前方，

四、要先將身體裡的伺服馬達先裝上去，拿伺服馬達內的螺絲，一長與一短，先放置在伺服馬達上

將伺服馬達鎖在身體，伺服馬達的線先任意放

五、接著要來調整腳的伺服馬達的角度，目標如下圖：

可使用 Otto_avoid 程式來作調整，Otto_avoid 程式在 Buzzer 開始發出聲音前，會將四個伺服馬達調到 90 度， Buzzer 發出聲音後，所有伺服馬達就會開始動作，所以可以配合 Nano 上的重置按鈕來調整伺服馬達。

六、調整好馬達後，將腿裝上身體，注意腳有兩個孔是朝身體前方的

此時可鎖兩根長螺絲在腿上，記得不要鎖太深

七、將腳裝上，在鎖上螺絲之前，可觀察腿的孔是否有對槳，以利鎖螺絲

鎖好兩個螺絲後，會類似像下圖

八、頭的部分要先裝上超音波模組

將線調整好，且接到 Arduino Nano 控制板上，就可以把 Nano 控制板裝到頭上了

將頭蓋上身體，就完成組裝。

3D 列印四足獸 Mini Quadruped

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最近拿到 Mini Quadruped - optimized for 9G servos 這隻 3D 列印的四足獸，不過筆者的接線腳位如下圖：

與Arduino Nano的數位腳位接線為從右上開始逆時針方向一圈：


腳的伺服馬達角度如下圖：

臀部的伺服馬達角度如下圖：

一開始用原作者給的程式，發現伺服馬達的角度跟我手上的這一隻不一樣，修改程式讓牠可以動起來：

注：原作的程式很多在筆者手上的動作都不如預期的，於是不保留此版本的程式碼，筆者改用 QuadBot 的程式。

再來改了一個可以用Android手機藍牙控制八個關節的程式(程式下載處)：

使用 QuadBot 的程式來修改，目前成果如下影片(程式下載處)：

參考資料：

[1] Mini Quadruped - optimized for 9G servos

[2] QuadBot

NodeMcu 球形機器人試做 Part 1

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在網路上看到此篇文章：【以Arduino 打造球形機器人】，雙手開始癢癢的，於是用了 Arduino Nano 照著文章做了一個版本，程式也重新寫過，完成的圖如下：
 

可以動耶，只不過和原作者內文一樣，看起來像紙箱，而且筆者還用了許多膠帶來固定壓克力球以防求爆開，接著筆者又用 NodeMcu 加上一個Servo Motor SG90 來做一個：

完了一下子後，想改幾個地方：
1. 換成直流馬達。
2. 電源開關。
3. 外型變成 3D建模的方式，就可以用 3D 列印出來。

待續~~~~

參考資料：

[1] 以Arduino 打造球形機器人
[2] NodeMCU/ESP8266 implement WebSocketsServer to control RGB LED

Data Structures in Python (Python 的資料結構)

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在說明 Python 的資料結構前，先來了解什麼是資料結構，底下節錄維基百科上的解釋：

『在電腦科學中，資料結構（英語：data structure）是電腦中儲存、組織資料的方式。資料結構意味著介面或封裝：一個資料結構可被視為兩個函式之間的介面，或者是由資料類型聯合組成的儲存內容的存取方法封裝。 大多數資料結構都由數列、記錄、可辨識聯合、參照等基本類型構成。』

舉例來說，生活上我們常常在排隊等結帳，先到的先結帳(先進先出)，這個就是資料結構中的佇列。常見的資料結構可分為兩種：「線性(Linear)」與「非線性(Non-linear)」。線性資料結構有：陣列(Array)、鏈結串列(Linked List)、堆疊(Stack)、佇列(Queue)、矩陣(Matrix)；非線性資料結構有：堆積(Heap)、二元樹(Binary Tree)、圖(Graph)、雜湊表(Hash Table)。

而每種程式語言都有一些資料結構可以用，Python也不例外，從Python的官方文件可看到底下幾種：
1. Lists
下圖為 Lists 的示意圖
  

2. Tuples 與 Sequences
下圖為 Sequences 的示意圖

而 Tuples 就是可以含有很多的 Sequences，如下圖


3. Sets
下圖為 Sets 的示意圖，有交集、聯集、差集等關係。


4. Dictionaries
下圖為 Dictionareis 的示意圖：
  

能判斷什麼時候要用哪一種資料結構是程式設計時需要考慮的事情，考慮的觀點通常有：

• 效能。
• 彈性。
• 實作。

以上三點沒有絕對的順序，例如當需要先進先出的動作時，選用已有支援 Queue 的程式語言(如Java、C#等)就可以不自己重新打造 Queue 的程式庫了，若講究效能時，用C\C++語言會是選擇之一。

參考資料：
[1] https://www.tutorialspoint.com/python/python_data_structure.htm

使用NodeMCU製作Wifi 氣象台 ( Building a Weather Station with ESP8266 )

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最近在Arduino ESP8266範例看到Weather Station的程式，就來做一個看看，此範例為使用https://www.wunderground.com當作氣象資料的來源，沒有使用到任何的感測器。
There is a sample code "WeatherStationDemo" in ESP8266 Weather Station library. This sample gets weather information from the website https://www.wunderground.com without using any sensors.

硬體材料(Materials)：
1. NodeMcu 板子 x 1
2. Micro USB 連接線 x 1
3. 2000mAh 3.7 V 鋰電池(這是mBot用的電池)
4. SSD1306 I2C 0.96 吋 OLED 顯示模組 x 1

硬體電路(Circuit)：

接線 (Wiring)
NodeMCU        -->    OLED
NodeMCU 3.3V ---> OLED Vcc

NodeMCU GND --> OLED GND

NodeMCU D3 ---->  OLED SDA

NodeMCU D4 ---->  OLED SCL

Arduino IDE 程式 (Arduino Code)
請在Arduino的程式庫管理員安裝底下的程式庫( Install the following libraries with Library Manager)：

• ESP8266 Weather Station

• Json Streaming Parser (by Daniel Eichhorn)

• ESP8266 Oled Driver for SSD1306 display (by me as well). Make sure that you use Version 3.0.0 or bigger!

  

安裝好上述三個程式庫後，請至 http://wunderground.com 申請帳號並取得 API Key ( Go to http://wunderground.com to get API Key for accessing web service API )

在自己的 Profile內，選取 Weather API for Developer ( Select "Weather API for Developer" in profile )

選擇 STRATUS PLAN，目前免付費 ( Select "STRATUS PLAN" )

 

之後，開啟Arduino IDE的範例 File > Examples > ESP8266 Weather Station > WeatherStationDemo

( Open File > Examples > ESP8266 Weather Station > WeatherStationDemo in Arduino IDE )

修改程式碼中的 Wifi SSID 與 Password ( Modify WIFI_SSID and WIFI_PWD variables depending on your Wifi AP configuration )

修改Wunderground Setting，其中的WUNDERGROUND_API_KEY請改成所申請到的，WUNDERGROUND_LANGUAGE 改成 EN ，WUNDERGROUND_COUNTRY 改為 TW，WUNDERGROUND_CITY改成Taipei。

調整UTC時間，台灣為 +8 (Adjust UTC Time)



示範影片(Demo Video)：

參考資料：
[1] ESP8266 Weather Station

用 NodeMcu 製作 Wifi 自走車 ( A Wi-Fi Access Point Car )

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NodeMcu上的ESP8266本身有SoftAP的功能，可以拿來當成Wifi基地台來用(本文沒用到網際網路)，所以我們來製作一個可以透過手機上的Wifi來控制小車吧。

硬體材料：
1. NodeMcu 板子 x 1
2. Micro USB 連接線 x 1
3. 5V 直流馬達 x 2
4. 公對公杜邦線 x 4
5. 母對母杜邦線 x 6
6. L9110S 馬達驅動板 x 1
7. 小車底盤 x 1
8. 小車輪子 x 2
9. 萬向輪 x 1
10. 緊固件 x 4
11. 長螺絲 x 4
12. 短螺絲 (長8根、短2根)
13. 螺帽 x 10
14. 行動電源 x 1

硬體電路：

上圖電路是以L298N來表示L9110S。

接線對應腳位：

L9110S馬達驅動板

• B-1A 接 NodeMcu D2

• B-1B 接 NodeMcu D1

• A-1A 接 NodeMcu D4

• A-1B 接 NodeMcu D3

• VCC 接 NodeMcu 3.3V

• GND 接 NodeMcu GND

完成圖：


Arduino IDE 程式：
先安裝Websocket程式庫，筆者是用 Markus Sattler 的版本


筆者是修改此程式庫的範例：WebSocketServer_LEDcontrol


程式碼：

	/*
	* WifiCar.ino
	*
	*/
	#include <Arduino.h>
	#include <ESP8266WiFi.h>
	#include <ESP8266WiFiMulti.h>
	#include <WebSocketsServer.h>
	#include <ESP8266WebServer.h>
	#include <ESP8266mDNS.h>
	#include <Hash.h>
	#define MOTORA_E D1 // Motor A Forward pin
	#define MOTORA_P D2 // Motor A PWM
	#define MOTORB_E D3 // Motor B Forward pin
	#define MOTORB_P D4 // Motor B PWM
	#define USE_SERIAL Serial
	void stopIt() {
	delay(500);
	digitalWrite(MOTORA_E, LOW);
	digitalWrite(MOTORA_P, LOW);
	digitalWrite(MOTORB_E, LOW);
	digitalWrite(MOTORB_P, LOW);
	}
	ESP8266WiFiMulti WiFiMulti;
	ESP8266WebServer server = ESP8266WebServer(80);
	WebSocketsServer webSocket = WebSocketsServer(81);
	void webSocketEvent(uint8_t num, WStype_t type, uint8_t * payload, size_t lenght) {
	switch(type) {
	case WStype_DISCONNECTED:
	USE_SERIAL.printf("[%u] Disconnected!\n", num);
	break;
	case WStype_CONNECTED: {
	IPAddress ip = webSocket.remoteIP(num);
	USE_SERIAL.printf("[%u] Connected from %d.%d.%d.%d url: %s\n", num, ip[0], ip[1], ip[2], ip[3], payload);
	// send message to client
	webSocket.sendTXT(num, "Connected");
	}
	break;
	case WStype_TEXT:
	USE_SERIAL.printf("[%u] get Text: %s\n", num, payload);
	if(payload[0] == 'f') {
	digitalWrite(MOTORA_E, LOW);
	digitalWrite(MOTORA_P, HIGH);
	digitalWrite(MOTORB_E, LOW);
	digitalWrite(MOTORB_P, HIGH);
	stopIt();
	}
	if(payload[0] == 'b') {
	digitalWrite(MOTORA_E, HIGH);
	digitalWrite(MOTORA_P, LOW);
	digitalWrite(MOTORB_E, HIGH);
	digitalWrite(MOTORB_P, LOW);
	stopIt();
	}
	if(payload[0] == 'l') {
	digitalWrite(MOTORA_E, LOW);
	digitalWrite(MOTORA_P, LOW);
	digitalWrite(MOTORB_E, LOW);
	digitalWrite(MOTORB_P, HIGH);
	stopIt();
	}
	if(payload[0] == 'r') {
	digitalWrite(MOTORA_E, LOW);
	digitalWrite(MOTORA_P, HIGH);
	digitalWrite(MOTORB_E, LOW);
	digitalWrite(MOTORB_P, LOW);
	stopIt();
	}
	break;
	}
	}
	void setup() {
	USE_SERIAL.begin(115200);
	USE_SERIAL.println();
	USE_SERIAL.println();
	USE_SERIAL.println();
	pinMode(MOTORA_E, OUTPUT);
	pinMode(MOTORA_P, OUTPUT);
	pinMode(MOTORB_E, OUTPUT);
	pinMode(MOTORB_P, OUTPUT);
	stopIt();
	for(uint8_t t = 4; t > 0; t--) {
	USE_SERIAL.printf("[SETUP] BOOT WAIT %d...\n", t);
	USE_SERIAL.flush();
	delay(1000);
	}
	WiFi.softAP("holan", "12345678");
	IPAddress myIP = WiFi.softAPIP();
	USE_SERIAL.print("AP IP address: ");
	USE_SERIAL.println(myIP);
	// start webSocket server
	webSocket.begin();
	webSocket.onEvent(webSocketEvent);
	if(MDNS.begin("esp8266")) {
	USE_SERIAL.println("MDNS responder started");
	}
	// handle index
	server.on("/", []() {
	// send index.html
	server.send(200, "text/html",
	"<html><head><script>"
	"var connection = new WebSocket('ws://'+location.hostname+':81/', ['arduino']);"
	"connection.onopen = function(){connection.send('Connect ' + new Date());};"
	"connection.onerror = function(error){console.log('WebSocket Error ', error);};"
	"connection.onmessage = function(e){console.log('Server: ', e.data);};"
	"function forward(){connection.send('f');}"
	"function backward(){connection.send('b');}"
	"function right(){connection.send('r');}"
	"function left(){connection.send('l');}"
	"</script></head><body>"
	"<b>Wifi Car</b><br/><br/>"
	"<button type=\"button\" onclick=\"forward()\">Forward</button>"
	"<button type=\"button\" onclick=\"backward()\">Backward</button>"
	"<button type=\"button\" onclick=\"right()\">Right</button>"
	"<button type=\"button\" onclick=\"left()\">Left</button>"
	"<br/></body></html>");
	});
	server.begin();
	// Add service to MDNS
	MDNS.addService("http", "tcp", 80);
	MDNS.addService("ws", "tcp", 81);
	}
	void loop() {
	webSocket.loop();
	server.handleClient();
	}

view raw WifiCar.ino hosted with ❤ by GitHub

完成後就可以使用手機或電腦上的瀏覽器(需有支援Websocket)連上NodeMcu的IP位址，就可以網頁控制了，而且可多台控制喔。

示範影片：

延伸的應用：

製作球形機器人，可參考以Arduino 打造球形機器人一文。