雲林SONG: 4月 2017

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：