讓 EV3 來播放聖誕音樂

歲末年冬, 聖誕節與新年也陸續即將到來，所以也就想用EV3來點綴一下年節的氣氛。
而首先可以做的就是讓它來播放應景音樂，也就是透過EV3軟體的Sound Editor工具錄製成EV3的Sound Files，再以Sound Block來播放。

EV3的Sound Editor可以開啟MP3、WAV等格式的音樂檔，再截取約10秒左右的音樂存成Sound File，不過若要播的音樂超過10秒，就需要分割錄製成數的Sound Files再以相同數目的Sound Blocks來播放。
但是因為EV3的Sound Editor工具只能顯示音樂檔的播放長度，而沒有起始與結束的時間資訊，所以，不適合用來做為分割的工具，唯有先以其他的音訊編輯軟體切割好數個10秒片斷的音樂檔再由EV3的Sound Editor存成Sound Files，或者使用音樂播放軟體或MP3播放器透過Line In到電腦，一邊播放同時由Sound Editor進行錄製，當錄製的時間約8秒時，Sound Editor就會停止錄製，這時候先暫停播放，存檔成Sound Files之後再繼續重複錄製的動作。這樣方式的缺點是Sound files之間可能會有類似”跳針”的間隔，不過多練習幾遍盡量降低Sound files之間銜接的不順暢就OK了。

在影片中使用的正是邊播放邊錄製的方法，品質也許並非完美，不過還是有它的效果在，如果再配合一些聲光與動作效果，就更能襯托出年節的氣氛 ^^

1. 在YouTube的音效庫中有免費授權的聖誕音樂可以下載，如果要錄製成影片上傳的話，使用這些音樂可以避免被YouTube消音。
2. 使用Sound Editor tool錄製電腦播放的音樂，再存成Sound File。
3. 存檔的Sound files可以在Project properties的Sounds頁籤中找到。
   
   
   
4. 再使用連續個相同數目的Sound blocks依序挑選Sound file來播放。
   

EV3 對 Arduino 的藍芽通訊測試

EV3軟體中的Messaging Block是唯一使用藍芽通訊的程式區塊，它的功能是在EV3之間傳送與接收郵件訊息(Message)，所以只要能夠解析EV3的通訊格式，就同樣可以用來與Arduino進行無線的藍芽通訊。

配對與建立連結

在本次測試，Arduino所使用的藍芽模組是DFRobot Bluetooth Bee(2.0)。

經由EV3進行配對之後，在EV3 UI的藍芽Favorites清單中所顯示的裝置名稱為：Bluebooth_Bee_V2。

EV3與Arduino之間的I2C通訊(測試Dexter的EV3_I2C Block) - (II) 測試案例

依據前一篇對於EV3_I2C Block的功能摘要說明，
本測試案例，將Arduino模擬成NXT I2C類型的數位感應器，

透過預先規劃好的「I2C虛擬暫存器位址映對表(Register layout)」，提供作為回應Master(EV3)的多種功能需求，包含：

暫存器位址	執行功能
0x00	回傳版本資訊 "V1.00   " 共8個bytes
0x08	回傳廠商名稱 "Arduino " 共8個bytes
0x10	回傳裝置代號 "UNO     " 共8個bytes
0x18	接收來自Master傳送的7個bytes資料並顯示在Serial Console
0x19	執行開啟 Arduino板的L LED
0x1A	執行熄滅 Arduino板的L LED

EV3與Arduino之間的I2C通訊(測試Dexter的EV3_I2C Block) - (I) 功能摘要

五月底，由The NXT得知：DI在他們官網部落格中分享了以自行開發的EV3程式區塊(EV3_I2C)能夠透過I2C連接Arduino的方式，除了有How-To教學之外，也提供EV3 block與Arduino sample code的下載。
這確實是一個好消息，因為EV3除了官方軟體外，不像NXT還有功能彈性高而且簡單容易上手的NXC可以使用，雖然陸續有其他開發工具發展中，終究有些技術門檻，所以目前EV3若要連接外部裝置，唯有依賴第三方開發的程式區塊，而終於Dexter造福Arduino users，提供了可以Import的EV3_I2C block。

下載與匯入

可以到這個網頁的右側找到Download ZIP這個按鍵下載壓縮檔，解壓縮之後再使用EV3軟體匯入Dexter.ev3b這個檔案，就可以在Sensor Blocks裏找到Dexter所有提供的感應器區塊包含EV3_I2C Block。

Mindstorms EV3基本特性的速查筆記

EV3軟體的Help Files內容大致已經相當完整，不過，到底是別人整理的，要用的時侯還是得花點工夫去找，再加上彙整其他來源的資訊或自己的測試紀錄，整理一份速查筆記方便構思或撰寫程式時的參考，會是一個事半功倍的好習慣。

兩種EV3馬達「Power Level設定」與「輸出轉速」之間的關聯測試

EV3馬達的Power Level是一個重要的控制參數，如果參考EV3軟體的Help File，在Large Motor與Medium Motor Action Blocks的說明文件中，都提到馬達轉速大致與設定的Power Level值成正比：
"The rotation speed of a motor will be roughly proportional to the power level specified, although rotation speed is also affected by how much load is put on the motor."

而Danny在哨兵機器人(SENTIN3L)的專題中，更進一步的說明EV3馬達每一單位Power Level值對應的馬達轉速等於：每0.1秒1度 或 每秒10度，所以當Power Level=10，對應的馬達轉速也就是100 度/秒。

對於Danny所提供的參考數據，雖然大部分的專題很少有機會會直接使用到馬達的轉速值，通常只要能理解「Power Level值越大，馬達就會轉得越快」這樣的觀念就足夠了，
不過剛好手上有一個HiTechnic的角度感應器(Angle Sensor)，可以用來測量不同Power Level下馬達RPM值的變化，而再將RPM值轉換成每秒旋轉度數，這樣就可以實際觀測到Danny所提到的比例關係。同時，測試數據也可以當作EV3馬達的特性記錄，用來佐證EV3 Help File的說明。

測試過程摘要

• 測試的方式很直覺，就是以十字軸連接EV3馬達與HiTechnic的角度感應器，同時因應兩種馬達特性的差異，所以也分開進行測試。

• 測試時，先由Power Level=10設定開始，每次增加10，直到Power Level=100止，共分成10個階段測量馬達的RPM值。
• 測量同時並立即將RPM值換算成每秒旋轉速度：
  RPM值 * 360度 / 60秒  = RPM值 * 6，
  這樣可能會放大角度感應器的誤差，不過如果只是作為觀察變化趨勢與關聯性，實際並不致於對結果有顯著的影響。
• 使用NXC的Screen Capture記錄測試過程，
  由EV3 LCD顯示：Power Value(%)、RPM以及轉速(Degrees / Second)三項資訊。

Danny EV3 Lab：使用Math Block處理複雜的邏輯運算

EV3軟體的Logic Block對於基本的邏輯運算，如：AND、OR、XOR、NOT等，一般而言功能足夠同時也很容易使用。不過如果是較為複雜的運算，則會需要組合數個Logic Block，包含Data Wire的連接以及Block執行順序的安排，程式難免會變得比較龐雜，以下面的運算式為例，就需要四個Logic Block來完成：

Result = (A AND B) OR (C AND NOT (B))

(DannyEV3Lab_ComplexLogicOp)

過去NXT-G的數值運算也有類似的問題，而如今EV3改進了Math Block，增加提供Advanced Mode的功能，可以自行建立組合的數值計算式，簡化不少編寫程式的工作。

但是對邏輯運算如何能夠有類似Advanced Mode的功能？Danny在他的EV3 Lab書中，提到一個透過簡單步驟的方法，也一樣可以組合邏輯運算式，而且還是使用Math Block的Advanced Mode做出來的，很值得學習。

Danny EV3 Lab: 使用電子式差速器的 SUP3R CAR

雖然Danny形容SUP3R CAR是一部有著邪惡外觀的裝甲車(我倒覺得比較像「汽車總動員(Cars)」的卡通車)，實際上就是一部典型的前輪轉向、後輪驅動的四輪車。

(SUP3R-CAR_CoolView)

在車上駕駛座位置裝有一個IR Sensor，讓它具有障礙偵測以及使用Remote IR Beacon遙控的功能，同時為了能夠更順手地操控，所以改造了成為具有控制前進/後退與左右轉彎兩個搖桿功能的遙控器。

 (SUP3R-CAR_R3MOTE)

Danny EV3 哨兵機器人(SENTIN3L)的可程式化功能示範影片

Danny的哨兵機器人(SENTIN3L)最主要的主題就是可程式化的功能，這個功能如果用文字形容，不外就是使用Color Sensor再加上特製的顏色方塊(Color Cube)輸入代表指令的顏色之後再去執行，但無論如何，總比不上實際的示範影片來得生動。

所以，重新整理了SENTIN3L機器人關於操作可程式化功能的整個過程的記錄影片，
由一開始啟動程式之後，SENTIN3L會先活動一下四隻前腳讓它們都確實著地，
接著使用顏色方塊依序輸入：白/黑/紅三種顏色指令；
從影片中可以看到，SENTIN3L會以喇叭說出所辨識到的顏色，相當的人性化 ^^，
啊! 在錄這段影片的同時正好收音機在播一首有版權的音樂，所以連同SENTIN3L回報顏色的聲音都被YouTube消音了，
之後接下來就是執行這些指令。

因為是使用手機拍的影片，品質不是很好，不過盡可能透過旁白註解補充說明，還是可以瞭解Danny設計這個機器人的構想與概念。

在這本書的五個機器人專案都相當有原創性，有許多值得借鏡之處，所以盡可能留下影片，以便將來回顧書中內容時，可以相互參照。

Danny EV3 Lab: 可程式化哨兵機器人(SENTIN3L)

機器哨兵(SENTIN3L)是Danny EV3 Lab書中的另一個專案。

外觀上雖然看似三足，事實上這是一個四足步行機器人；另外在頭部有一個IR Sensor，身體有一對可以前後擺動的雷射槍手臂，分別裝有Touch Sensor以及Color Sensor。
(SENTIN3L_Robots)
SENTIN3L後面接一個萬向輪，它的四足步行機構是利用兩個並列的L-Motor以凸輪(Cam)方式各自驅動一對腳，將馬達輸出的連續旋轉運動轉換成為往復擺動的步行動作，所以SENTIN3L可以使用EV3的Move Steering與Move Tank Block來控制機器人的前進/後退與轉彎，只不過一開始需要先調整四隻腳的初始位置能夠完全著地(*1)，這樣開始步行之後才不致於產生搖晃以及兩對腳不協調的情形。
(SENTIN3L_Foots)
至於雷射槍手臂的擺動動作也是相同的原理，以M-Motor驅動一對球型接頭連結的凸輪，再加上音效和Color Sensor LED的顏色變換(*2)，聲光效果十足。
(SENTIN3L_HeadAndArms)

Danny EV3新書的暴王龍機器人(T-R3X)

      Danny (Daniele Benedettelli)在去年底(2013)出了一本教導以Lego Mindstorms EV3市售版(L31313)製作五個機器人專案的書：“The Lego Mindstorms EV3 Laboratory”。

      Danny的書一向內容紮實、言之有物，這本書也不例外，無論是對EV3硬體、軟體的導引說明，亦或是機器人專案中的機構設計與程式技術，詳讀研究必定能獲益良多，作為工具書也非常合適。

   本書所採用的EV3市售版(L31313)相較於教育版(L45544)，雖然少了陀螺儀(Gyro)和超音波感應器(Ultrasonic sensor)，不過多了IR Sensor及IR Beacon發射器，這兩者的組合可以提供EV3具有遙控、障礙迴避以及偵測IR信號源方位(Heading)與迫近程度(Proximity)等功能，而這些功能在本書的各個專案中都有相關的應用範例，這也是值得一提的內容特色。

在封面上的威猛機器暴龍(T-R3X)正是本書的五個專案之一，這是一種利用重心移位方式邁步的雙足步行機器人(Weight-shifting biped walker)。

下面的影片是它完成後的運作情形：

※  從影片的00:40開始，可以觀察到控制T-R3X邁步的方式為：
(1)身體向右傾斜，
(2)以著地的右腳為支點抬起左腳向前，
(3)再將身體向左傾斜，
(4)以著地的左腳為支點抬起右腳向前。

※  在01:30處開始，當T-R3X的IR Sensor偵測到前方有障礙物時，先以Sound Block撥放恐龍吼叫的聲音檔案，同時張合上下顎作出嘶吼的動作，接下來以IR Sensor判斷應該轉彎的方向，由影片可以看到T-R3X開始往它的左側轉彎。

※  從01:40起到01:59可以看到T-R3X如何進行向左轉彎的動作，這裡需要一點想像力，據Danny在書中說明的原理和方法是這樣的：
(1)將身體向右傾斜，讓重心支點落在右腳，
(2)當正在移動左腳的同時突然再向右傾斜，這時基於角動量守恆定律，下半部的足部因重量較輕，所以會往左偏轉。

Mindsensors EV3 sensor adapter for NXT的基本功能測試

去年底(2013) 收到mindsensors Mr. Deepak寄來了作為beta test的EV3 sensor adapter for NXT or Arduino(NXT/Arduino的EV3 sensor轉接器，簡稱ESA)，利用這幾天的元旦假期作了一些基本的功能測試，簡單的結論是確實有它的實用性，同時在上週mindsensors也開始上市販售，價格為$15.5還算實惠。

ESA用途顧名思義就是提供NXT可以連接使用EV3的數位感應器，包含：顏色感應器(Color)、超音波感應器(Ultrasonic)、陀螺儀(Gyro) 以及零售版(31313)的紅外線感應器(Infrared)共四種。

另外用於Arduino的NXTShield以及Raspberry Pi的BrickPi也同樣可以轉接使用這四種EV3數位感應器。