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2018年6月9日 星期六

如何建立自己的微電腦領域拼圖?




 作者:林明忠


每個人都在有限的時間裡,拼湊出個人領域。這裡的個人領域包含技術、運動、生活…等等。既然時間有限,那我們如何迅速的建立自己在微電腦的領域的能力?







一部分的人一聽到微電腦就會退避三舍,直接否定學習意願。有的人花費大量金錢與時間卻得不到應有的效果。如果一個專題只是動手做做配線、組裝機構、下載軟體到作品中就算完成,卻沒有對應的知識成長時,玩家就會進入裝配循環中,一直重複著購買、組裝、完成三個步驟。這並不是一個好現象。

怎樣才是有累積的成長循環?


我認為能讓領域知識與技術有好的循環的步驟如下:

購買平台(通常是較低階的微處理機) -> 組裝 -> 完成專案作品 -> 學習到新知識(可能是軟體或硬體) -> 修改專案作品(可能是軟體或硬體) -> 除錯(Debug)-> 完成新作品 -> 學習到不同知識 -> 購買新周邊(硬體)-> 加到新作品中 -> 修改軟體或硬體 -> 除錯 -> 完成另一個新作品 -> 又學習到新知識 -> 購買新周邊(硬體)加到新作品中…….等等。

直到把整個平台與周邊功能全部熟悉後。再挑選更高階的平台。這時我們可以挑戰更高階的微處理機,寫更複雜的程式,表現更豐富的創意。





從上面的進步循環中,我們並非重複購買新品而是添加周邊與吸收新知識,最後動手修改程式讓新程式控制新加入的周邊,將舊有的作品轉換成新作品。

例如從「驛動之心」轉換成「機器手臂」需要動作如下:

1. 主控板不變。
2. 添加手臂機構件與線材。
3. 添加MG996 伺服馬達六個(6個自由度)。
4. 添加PWM 擴充板(舵機控制器;I2C介面)一個。
5. 增加I2C介面、伺服馬達與空間座標(X、Y、Z)的知識。
6. 修改程式,讓機器手臂隨著口令作動作。



初學者執行專題時最常遇到的問題是為何動作不正常? 到底是硬體的問題還是程式有問題?找出問題的過程又稱除錯(Debug)。




為了讓初學者快速進入電腦世界,我們將微電腦與常用的周邊電路整和成體積精巧的主控板。減少初學者配線負擔讓他能夠專注在程式撰寫與學習周邊知識。減少除錯的困擾。等到程式撰寫經驗與周邊知識都累積到一定程度後,判斷問題點的準確度會提高,除錯速度自然會加快。




我們提供的每個學習單元以專題(Project)的型態提供給學員。讓學員在學習過程中除了學習科學原理之外還能夠同時考慮韌體、硬體及機構的相互關係。訓練學員獨立思考的邏輯概念與跨領域整合能力。





6月10日下午我們將舉辦兩場說明會。會中我們會用簡單明瞭的方式教導流程圖與演算法。並在教學過程中體驗如何發現、觀察、分析與解決問題。