MaKey Makey(Make Anything Into A Key)

MaKey MaKey是今年在KickStarter中非常有話題性的專案，連台灣的媒體都曾報導過，而最後也以超過22倍的高人氣成功達成募款目標。

MaKey指的就是〝Make Anything Into A Key〞，原理是利用任何稍具導電性的物質，透過MaKey MaKey就可以取代鍵盤與滑鼠作為電腦的輸入裝置。

由示範影片，比較能夠清楚它的創意在於豐富了人與電腦之間的互動體驗，不再侷限於原來的鍵盤、滑鼠或搖桿，而融入生活周遭中大部分信手可得的素材，無論大人、小孩或藝術表演者，都可藉以創造出本身獨特的操作方式，確實是非常的有趣與好玩。
(Video-From MaKey MaKey.com)

Arduino WiFi Shield 簡單測試及功能初灠

Arduino官方版的WiFi擴充板自八月中在Arduino Store上市後，

直到下旬(8/23)終於Sparkfun也開始販售，價格為$84.95，比定價便宜了將近$19。雖然還是有人質疑價格太貴，據Sparkfun的回覆，這個板子的零件成本並不便宜。
不過Sparkfun上架的25組，大約兩天就全部賣光了，下次就還得再等4～6週之後。
而在上週收到之後，利用周末進行了一些簡單的功能測試，結果算是符合預期。

(圖1：Arduino WiFi Shield)

NXT RGB LED訊息看板(Message Board)：(III) I2C實作

NXT訊息看板以I²C作為NXT的控制介面，所提供的功能包含：

◎ 接收來自Master傳送的文字(Text)，並依據指定的字型顏色於RGB矩陣中顯示，   預設的顏色有：Black、Red、Green、Blue、Brown、Purple、White七種選擇。
◎ 改變文字字型的背景顏色設定，預設為Black。
◎ 接收由Master指定要顯示的圖案編碼(中文或圖形)，以及前景與背景顏色指定。

Arduino official WiFi shield發佈產品說明與程式庫(8/16已公佈價格)

《2012.8.16補充》
ArduinoStore的價格出來了，

這是所知所有Arduino Wifi shield中最貴的一個
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Arduino官方版本的WiFi Shield終於出現在Arduino.cc的Official Arduino Shields的清單中，同步也提供了：Gettingstarted with the WiFi Shield以及專屬程式庫WiFi Library的說明與＜WiFi.h＞下載，看來上市日期已經指日可待。

NXT RGB LED訊息看板(Message Board)：(II) 軟體功能

在前一篇以Arduino UNO及Sparkfun RGB LED矩陣製作的NXT訊息看板中，所使用的介面分別是I²C與SPI。

其中I²C是作為外部Master裝置(也就是NXT)的控制介面。
而SPI則是Arduino UNO傳送字型資料至RGB LED矩陣控制板進行顯示的傳輸介面。

至於結合這兩個介面成為示範影片所展示的效果，則是由Arduino sketches的軟體功能來實現，主要含：
(1) 外部I²C Master的控制功能，含：接收自Master(NXT)傳送的文字字串(Text
string)、自訂字型代碼與字型與背景顏色的設定值等。
(2) 將文字(Text)轉換成字型(Font)，含：大小寫英文字母、數字以及部分的標點符號。
(3) 自訂字型，屬於非文字類型的圖案，例如：中文字型。
(4) 跑馬燈效果，在RGB LED矩陣以捲動方式顯示(2)與(3)的字型(Font)。

程式的功能架構圖：

NXT RGB LED訊息看板(Message Board)：(I)介面與機構

幾週前在KICKSTARTER見到這個Project：L8 SmartLight :: The SoundLess Speaker :: for Phone/PC
據稱是作為智慧型手機以及電腦的〝無聲喇叭〞，也就是以8*8 RGB LED矩陣的動態圖示來取代聲音的提醒，雖然應用上不算很創新，因為對於產品包裝得宜，所以已經過了募款門檻。

而這也提示了我想做一個NXT的〝無聲喇叭〞，讓NXT可以有表達訊息的管道。
同樣也是採用8*8 RGB LED矩陣，製作一個可以顯示接收自NXT傳送字串訊息的看板，同時為了能夠清楚且完整的顯示訊息，所以打算用跑馬燈方式播放，完成後效果還算OK。

2012 Lego New PowerFunctions Elements

週日收到訂閱的YouTu影片通知，其中有一部由Sariel介紹與測試的三款2012年上市的Power Functions產品，分別是：

l   Power Functions L Motor

l   Power Functions Servo Motor(沒看錯 ! 確實是LEGO第一款Servo Motor)

l   以及 IR Receiver V2

(Video from Sariel)

(照片來源technicBricks)


以上三個新PF 產品將會附在Technic 9398, 4x4 Crawler這一組set中(預計2012.8開賣)。
其中Servo Motor使用在轉向驅動，因為具有自動歸位(Return to center)的功能，使得往後在使用PF Motor時，控制方面的彈性與便利上可以更上層樓。

Cubelets - 模組化機器人

由Modular Robotics 這家公司的名稱，很直接的就表示他們提供模組化機器人的產品，

再由產品的命名：Cubelets，也可以想像得出來是以方塊堆積木的方式來組合機器人，而確實也真的是以這種概念來實現模組化的構想。
(Cubelets unboxing)

Mindstorms NXT 與 Arduino之間的藍芽通訊

過去幾次在NXT與Arduino之間無線通訊的應用，都是採Xbee方式，如：『以瀏覽器控制Mindstorms NXT』以及『以瀏覽器控制HTWay』。

而本次則是以NXT內建的藍芽功能來與Arduino進行另外一種無線通訊方式。
(photo)

藍芽通訊屬於較為嚴謹的session-based protocol，需要先透過：配對、識別並建立連結(connection)之後才能開始進行資料交換。至於Xbee通訊則屬於較為彈性的message-based，只需指定好目標位址，就可以開始傳送訊號，並能夠隨時變更對象甚至使用廣播方式，而缺點則是可靠性較低，無法確認接收端的收信狀態。
實作上， 當以XBEE通訊時，NXT是使用S4的Hi-Speed port，Arduino則使用Serial port。
而當藍芽通訊時，NXT使用的是COMM Module功能，Arduino的藍芽模組(BluetoothBee)雖然也是透過Serial port，但必須符合NXT的封包交換規範。(DFRobot Bluetooth)

使用Mindsensors NXT觸控面板(Touch Panel)製作筆勢控制機器人

Mindsensors NXTTouch Panel會記錄觸控筆在面板上移動過程的連續座標資料，使用NXT讀取之後，藉由分析筆勢(Gesture)軌跡，可以辨識出觸控筆的移動方式，如：由上往下、由左往右或從左下往右上滑動等動作，接下來將這些所解析出來的各式動作轉換成為指令，這樣就可以運用NXT Touch Panel來作為以筆勢控制機器人的輸入裝置。

根據這個構想，本次實作會以兩部NXT透過藍芽來進行遙控。
(Fig-1)
在上圖中接上Touch Panel的為遙控端NXT，會將偵測到觸控筆在面板上的動作，製作成資料字串經由藍芽傳送給被控端的NXT機器人，而被控端NXT在接收到資料之後，會進行解析並轉換為馬達控制指令來執行。

運作的程序參考下圖
(Fig_2)
(video-1)
(video-2)

Mindsensors NXT觸控面板(Touch Panel)簡單測試

Mindsensors的Touch Panel與Numeric Pad同樣都是作為NXT的輸入裝置，但功能與特性還是有相當的差異。

對於Touch Panel，應用的定位是成為NXT螢幕的觸控介面，所以，建議的用法即是套疊在NXT螢幕的上方，同時也附了一枝觸控筆。
(Fig-1)
Touch Panel的面板介面分成兩個區域，分別是：兩側各四個共八個的按鍵區，以及中間對應NXT螢幕座標的觸控區，由提供下載的面板範本，就可以瞭解這兩種介面的配置方式。
(Fig-2)

以瀏覽器控制HiTechnic自主平衡機器人HTWay

HTWay除了最初以IRReceiver接收PF IR遙控方式之外，在HiTechnic Blog中，相繼也介紹了Android APP以及NXT藍芽等兩種控制版本，事實上這兩者都同樣是以藍芽無線方式控制，只是採用不同的使用者介面(UI)。
這裡將再運用前一篇“以瀏覽器控制Mindstorms NXT”的方式，以瀏覽器為操作介面，經由Arduino Web Server透過XBee無線方式傳送指令來對HTWay進行控制。
也因此會以NXTBee取代原來的IRReceiver作為接收遙控指令。
(Controlling HTWay via Browser)
(Video )

以瀏覽器控制Mindstorms NXT

若要以瀏覽器來控制NXT，會需要透過Web Server處理來自Client端的HTTP Request，主要是解析HTTP Header中對NXT的控制資訊。 而能使用瀏覽器的最大優點在於不限裝置，只要能支援TCP/IP，則無論是電腦或蘋果(iOS)還是芒果(Windows Mobile7.5)，都能用來控制NXT，而且只需要Arduino開發環境，也不需要XCode或Visual Studio，簡單又容易。
(All Devices)

還未上市的新版Arduino WiFi Shield初灠

Arduino於2011.9在Maker Fair中，曾發佈了即將要推出的Arduino WiFi Shield，不過，直到現在都還沒有任何上市的訊息。

最近由Making Things Talk (2^nd Edition)這本書Chapter 6. Wireless Communication的章節中，發現了以這個Shield作為WiFi通訊功能的說明，內容附有照片與程式庫運用範例，應該是由Arduino原廠所提供的測試板，剛好可以初灠一下這個即將上市的官版無線網路介面擴充板的功能。

根據書中的內容， WiFi Shield與Ethernet Shield有相同的Network Stack，程式庫也一樣具備了Server、Client等Class定義。因此，就如同當初在Maker Fair中對Arduino WiFi Shield描述的一樣，對於原來在Ethernet環境所開發的程式碼，只需稍微修改一下，就可以移轉至WiFi無線網路環境中運作。

而WiFi shield連接Arduino也與Ethernet Shield一樣使用SPI介面，並提供有：WEP(含：40-bit與128-bit兩種)、WPA、WPA2等加密方式。

以上這些都是由書中所提到的，並非Arduino正式釋出的最終規格。

API功能
書中的程式範例，說明了部份的API功能。在程式庫方面，Arduino sketch與使用Ethernet
Shield時一樣，也需要Include ＜SPI.h＞，同時新增了一個WiFi Shield使用的程式庫＜WiFi.h＞。
依據書中的說明，WiFi.h同樣定義有Server、Client等class，而在Arduino 1.0新增的DHCP、DNS、UDP等功能也都可以使用。

在網路初始化程序，在Ethernet.h，至少須提供MAC address作為網路設定：

Ethernet.begin(mac);其餘的IP、Gateway、subnet等可以由dhcp取得。
至於WiFi.h則至少須提供SSID以及加密資訊作為初始化設定：
WiFi.begin(ssid, key);而同樣也可以由dhcp來取得IP。

無線網路診斷
在使用電腦或手持裝置的無線網路介面時，都會有提供查詢網路狀態的功能，而WiFi.h也具有診斷網路狀態的工具，以下是書中的範例程式。

l   掃瞄並列示鄰近無線網路的SSIDbyte numSSID = WiFi.scanNetwork(); // Scan nearby networks
for (int cnt=0; cnt<numSSID; cnt++) {
   Serial.print(cnt);
   Serial.print(“. Network: “);
   Serial.println(WiFi.SSID(cnt)); // Print network name
}

l   顯示信號強度
long rssi = WiFi.RSSI();
Serial.print(“RSSI: “);
Serial.println(rssi);

使用Mindsensors的Magic Wand來呈現LED特效

Mindsensors的Magic Wand是依據Extreme NXT這本書中的I2C專題所製作的套件，原設計是藉由連接在一個搖擺機構以及控制8顆LED的輸出作出能夠顯示圖案的”視覺暫留”(POV)效果。
兩年多以前，曾經由Mr. Deepak提供了一組作測試。
(加油)

(Lego)

 

控制方式
控制Magic Wand 8顆LED開與關的方式是透過I2C寫入8 個bits(1個Byte)的資料到裝置位址 (0x70) 中。
每個bit(b0 ~ b7)分別對應一顆LED(D0 ~ D7)，當bit值為0時會ON該顆LED，1則為OFF。所以，若寫入byte值為0時，8顆LED全亮，而0xFF時則全部OFF。

視覺化應用
按照前面的控制方式，就可以運用Magic Wand來作為NXT的視覺化輸出，例如，當使用超音波感應器偵測障礙物時，以顯示的LED數目來表示接近物體的程度，愈近LED亮的愈多，非常的直覺與有提醒效果。

LED特效
另外，還可以用來製作一些有趣的特效，以下影片共展示了三種效果：
●霹靂車(Knight Rider)
●煙火(Firework)
●心跳(Heart Beats)

((Video))

Arduino與Mindstorms NXT之間的XBee無線通訊(802.15.4)

對於Arduino與Mindstorms NXT之間的有線通訊，之前共測試了RS485(連接NXT與Arduino的RS485通訊)以及I2C(Mindstorms NXT與Arduino之間的I2C通訊)兩種方式，接下來的則是要建構兩者之間的無線通訊。

NXT目前可以選擇的無線應用，除了內建的藍芽功能之外，透過周邊廠商所提供的裝置，也可以使用IR、Wi-Fi、XBee等。
其中XBee具有操作簡單、低耗電的優點，實務上也常被應用在無線感應器方面。
所以在本次測試中將會用來建立與Arduino之間的無線通訊，使用的模組是通稱為Series 1的XBee 802.15.4，只需透過簡單的設定，雙方就可以進行非同步序列通訊。
(Arduino wirelessComm with NXT-01)