ARDUINO 101 動手玩—— GENUINO 101

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(photo by Marty McGuire)

本文作者為 Paul Guermonprez (Intel),於 2015 年 12 月 25 日投稿。

 

聖誕節到了!我今年一定是個乖寶寶,因為我得到了一堆鵝肝 (我住在法國位於西南部的 Gers,所以有很多鵝肝) 、不錯的天氣 (22 度)、好看的電影《A Very Murray Christmas》,還有 Arduino 101 控制板 !(在美國以外的地區又稱為 Genuino 101)

在我們大啖鵝肝,一邊擔心地球暖化的聖誕節的同時,順便來了解一下 Arduino 101 吧。

arduino-101

你或許有聽說在今年在 羅馬的 Maker Faire 所展示的 Arduino 101 ,我有幸參加此活動,而且它相當精彩。

關於 Arduino 101,首先你得知道:

它的外型小巧與且價格經濟實惠,裡面卻蘊藏著偉大的科技。Intel 與 Arduino 創辦人聯手設計的這套低價系統,擁有耗電量極低的 32 位元 Intel® Quark™ 微控制器、 384kB 快閃記憶體、 80 kB 的 SRAM (其中 24KB 可用於儲存 sketch)、整合式 DSP 感應器、加速計與陀螺儀 6 軸組合感應器,以及低功耗藍芽。這一切都要感謝 Intel Curie 模組。

今天,我將分別示範基本類比和數位的實例,並著重於慣性測量單位 (IMU) 與低功耗藍芽技術。

Hello World

我們該從哪開始呢?首先,利用 USB 傳輸線,連接 Arduino 101 控制板與電腦,然後從網頁 下載  Software Arduino IDE 1.6.7 後,透過 board manager 來安裝所需軟體套件。

01 manager
02 manager install

完成安裝後,可以在選單當中看到新的「Arduino 101」控制板:

03 select board

然後選擇正確的 COM 連結端:

04 select com

現在軟體已經是最新版,連結也建立好了,讓我們來嘗試一個簡易的範例「blink」。

它不須其他額外的感應器,因為只會用到控制板上的 LED 燈。先從選單中載入相關範例:

05 load blink

然後點選「上傳」鈕 (那個箭頭):

06 upload blink

它就會開始編譯程式碼,然後透過 USB 傳輸線上傳到控制板。經過數秒鐘後,控制板上的 LED 燈會開始閃爍。你可以在原始碼裡面變更閃爍週期,並上傳與編譯來看看有什麼不同。

類比感應器

LED 閃爍功能正常,那就讓我們來連接其他的感應器。我現在使用的是 Grove Starter Kit Plus 。首先,把它接上 Arduino 101 擴充控制板。

我將從簡單的開始:利用類比輸入器,比如電位器 (「旋轉角度感應器」),並即時讀取相關數據。

將電位器插入類比輸入的第一個接頭 (A0):

analog

從選單中將範例案例檔案載入:

07 load analog

上傳並開啟「序列監控」(在工具選單中):

08 analog serial

當你轉動電位器時,可以看到即時的數值變更狀態。

下一步:開啟「類比繪圖器」(工具選單),觀察即時繪出的圖形:

09 analog plotter

數位感應器

有些感應器是類比型,而有些則是數位型。感應器的製造商會告訴你這是類比還是數位感應器,以及如何使用。

Grove 工具箱中,其中一項簡單的數位感應器為觸控感應器。我們把它插在 2  (D2) 位置並載入範例檔案:

digital

上傳並開啟了序列監控器後,當你沒有碰到感應器時,會看到數值 0 ,而當觸控感應器時,數值顯示為 1 ,它是個二進位的數位感應器。

10 digital read

慣性監控單位

因為 Arduino 101 是利用 Intel Curie 模組,其中已經有包含慣性測量單位 (IMU) 。因為它是 Intel Curie 模組的其中一個部分,所以不須外掛或裝額外的感應器。

由於不需要外掛,只需載入範例「RawIMUDataSerial」,然後上傳、開啟序列監控器並移動控制板。你會看到對應加速器與陀螺儀的 6 個自由度數值。

11 IMU raw

此數據能處理並監控步伐與震動, IMU 震動範例如下所示:

12 IMU shock

關於更進階的範例,可以到 Arduino 網頁  來了解:

低功耗藍芽

低功耗藍牙(BLE)也包含在 Intel Curie 模組當中,不須連接額外的 BLE 裝置!而且操作也很簡單。

將「BatteryMonitor」範例載入,並將電位器之類的類比輸入器連接至 A0 。此程式碼將會擷取電位器輸入的電量訊息,並以低功耗藍芽訊息傳送。用低功耗藍芽,你就能看到關於電池電力或是心律的相關訊息。

當在執行相關範例時,你的控制板會等待低功耗藍芽裝置配對。用智慧手機或是筆記型電腦 (具 BLE 功能) 來與「BatteryMonitorScketch」裝置來配對:

13_pairing

在配對過程中,您會看到裝置的名稱 (Genuino 101):

Screenshot (19)

現在我們已經完成 Arduino 101 與筆電的配對。下一步要做什麼?

你需要一個能利用 BLE 程式庫的應用程式,來從電量模擬器取得數值。我從 Windows App Store 安裝了「Newbit BLE Tool」。然後選擇 my BLE 裝置與 ID“*180f*” 的服務。 180f 是給電池專用的 (可以參考左邊的清單):

14_app

選擇此服務後,拉出畫面右邊來讀取相關數值。也可以用訂閱來獲取數值變化:

15_app

結論

The Arduino 101,又稱為 Genuino 101 ,就像 Arduino 控制板一樣容易操作。你可以利用 Arduino IDE 、感應器工具組,也可以參與 Arduino 線上社群。

但它也附帶了如 IMU 與 BLE 等有趣的裝置。

這讓 Arduino 101 不只是一個好的學習平台,而且也是專業原型設計或快速連接物聯網 (IoT) 的強大平台。若你的原型設計使用 Arduino 101 ,還可以透過 Intel Curie 來設計客製化產品。其所採用的晶片與無線網路設備跟 Arduino 一樣,從原形到量產,它是更簡易、快速且便宜的方案。

祝你玩得愉快!

 

Intel 與 Arduino 攜手合作,推出威力驚人的開發平台,要讓你的想像力無限馳騁。 Genuino 101 是第一款大量推出、以 Intel® Curie™ 運算模組為基礎的學習開發板,只需入門級產品的價格就能享受 Intel 的強大效能。

Genuino 101 開發板擁有 Intel Curie 模組的先進功能、Arduino 的開放原始碼軟硬體平台,以及第三方擴充板設計廠商所提供的各種擴充選項,方便使用者學習基本知識並開始動手做,成為名符其實的自造者。

搭載 Intel Curie 模組的 Genuino 101 開發板是課堂創意科技 (Creative Technologies in the Classroom*,CTC*) 實體運算教具之一。Arduino 開發並測試 Genuino 101 以供中小學教師運用其中的工具與支援,輕鬆教導學生程式設計、電子與機械的基本知識。

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