Mindsensors Arduino NXShield功能初探

Mindsensors的NXShield在這個月初上市，
這是一個可以提供Arduino UNO連接NXT週邊的硬體實作裝置，規格上就是具備NXT RJ12 IO 界面的Arduino擴充板，雖然還沒有實際的產品可以測試，不過由已經公佈的使用手冊、API程式庫以及範例程式，先就它的功能與特性做初步的探討，同時也預先規劃一下收到產品時需要測試的重點。

NXShield硬體外觀
由使用手冊來看，NXShield規劃了兩組各4個RJ12的Ports，這兩組各有其I2C位址：Bank-A: 0x06與Bank-B: 0x08，而每一組分別具有兩個Motor Ports與兩個Sensor Ports，也就是說一個NXShield最多可以接4個NXT馬達以及4個感應器。

對於Sensor Port，無論類比或數位感應器都可以使用，也可以透過Mindsensors的Port Splitter連接更多的I2C數位感應器(I2C位址需不一樣)。同時，若再串接另一個NXShield，就可以多增加幾乎一倍的Ports可以使用，不過需要變更NXShield Bank的預設I2C位址，以維持惟一性。

至於Motor Port，參考NXShield Advanced Development Guide的說明，會發現其實它的功能就是移植自NXTMMX，無論Register Layout或I2C Command都是一模一樣，用法可以參考之前所整理的文章：〝 Mindsensors NXTMMX的功能特性〞。


此外，NXShield側邊還有4個按鍵開關，分別為Reset/Go/Left/Right，依據User Guide說明，後三個鍵是可以程式化控制的，不過似乎目前只有Mega版有列出對應的Digital IO pins，UNO版還是TBD，有待確認。
而在產品頁面有提到可以連接6個RC Servo，同樣在說明文件中也沒有，所以應該就是直接使用Servo.h的功能。

NXShield所使用的Arduino腳位(IO Pins)
為了讓4個Sensor Ports都可以連接I2C數位裝置，Mindsensors在NXShield的程式庫實作了SoftI2cMaster的功能，以突破Arduino只能有一個Hardware I2C界面的限制，因此UNO版共使用了A0，A1，A2，A4，A5，D2，D4，D7這些Pin以及Hardware Timer 2 (D3，D11)，詳細在NXShield Advanced Development Guide中有說明或直接參考API中的常數定義檔(SHDefines.h)。

NXShield的程式開發
Mindsensors替NXShield發展了功能相當齊全的程式庫：NXShield_AVR，以及整理完善的說明文件與範例程式，這些也都包含在下載的程式庫檔案中，事實上這個版本的API也就是以原來的NXTI2CDevice Library為基礎所發展出來，以下為Class的架構圖：


以後如果想要自行擴充標準API的功能或製作新的Device Class，都可以運用以這個程式庫的功能為基礎來開發，比較能事半功倍，因為到底NXShield還算是一個有相當複雜程度的裝置。

結論摘要
Arduino的系統資源比起NXT可以說是差了一大截，不過NXShield卻幾乎移植了NXT主要的 IO裝置功能到Arduino來，而且尚有餘裕的空間可以再擴充NXT所缺的功能，例如TCP/IP的網路通訊。
我想最主要的原因有兩個，首先，NXShield本身無論在Motor Control或類比式感應器等這些處理功能的齊全，分擔了Arduino相當多的工作，事實上，一個NXShield相當於結合兩個NXTMMX再加上許多額外的功能。
其次，API程式庫的功能規劃的相當完善且很容易上手使用，這是個人覺得最值得讚賞的部份。

等到收到產品之後，接下來要測試的重點會是：
(1)有沒有可能成為NXT的有力助手。
(2)附加其他擴充版的應用。

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• 留言者: robotman
• Email: tslinb@hotmail.com
• 網址:
• 日期: 2011-11-14 10:30:22

看到這篇文章..理論上看起來應該可以串接!!

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• 留言者: Yean
• Email: drlego.tw@yahoo.com.tw
• 網址:
• 日期: 2011-11-08 00:17:44

可以借分享嗎，我們訂購的NXshield也快要到貨了，若您有意的話，到貨後我們送上一片給您測試。
[版主回覆11/08/2011 07:49:44]

沒有問題, 也歡迎一起研究與分享心得
我自己也訂了兩片, 所以已經有了, 感謝您的好意 : )