電路功能介紹

底下將逐一介紹架構中各個區塊的詳細功能，可參照圖 12 之完整系統架構。

(1)嵌入式網路(Embedded Internet)板，如圖 14 所示；它可以將網路訊息封包解 開，並將資料內容從 UART 傳送出去；或是將從 UART 所收到的訊息進行封 包化，再經由網路端傳送出去。

圖 14 嵌入式網路板

(2)馬達控制(Motor Control)板，如圖 15 所示；它會根據 UART 所接收到的控制 指令內容去調整每一顆馬達裝置的 PWM 控制訊號。

圖 15 馬達控制板

(3)感測器控制(Sensor Control)板，如圖 16 所示；它會解讀光流影像偵測器輸出 的 Quadrature waveform 訊號，將之轉換成累積位移資訊，並且將此資訊內容 從 UART 輸出。

圖 16 感測器控制板

(4)將 Futaba S9402 伺服機改裝後便成為全方向平台所使用的馬達裝置，如圖 17。原本伺服機只能控制輸出角度，但經由將內部的可變電阻移除換上兩顆固 定電阻且磨除齒輪上的防過轉閂後，便可依照 PWM 訊號來控制馬達轉速。

圖 17 馬達裝置

(5)Access Point 以及 Switch Hub 係使用 ASUS 出產的 WL-530g，如圖 18，它的 最大傳輸率為 54Mbps，符合 IEEE802.11g 的規格。

圖 18 AP(包含 Switch Hub)

(6)電源模組(Power module)採用三個 Step-down 穩壓模組，相較於一般常用的 78 系列降壓 IC，Step-down 穩壓模組能更有效率地轉換能量以減少損失。電池(Battery) 使用三顆 7.4V 鋰聚合電池，比起鎳鎘、鎳氫電池，它的重量較輕、體積較小而 且容量較大。

(a) (b)

圖 19 降壓模組與電池組

(7)在這裡我們使用逸盛公司出產的迷你雷射滑鼠作為光流影像感測器(Optical flow sensor)；這個感測器擁有 1600 cpi (counts per inch)的解析度，並且相較於普 通的光學滑鼠，雷射滑鼠有幾項優點：1. 解析度較高 2.可在玻璃等透明物質上使 用 3.不需與地面接觸。滑鼠改裝後將如圖 20 所示。

圖 20 光流感測器

(8)利用這個感測器所提供的「Quadrature Mode Output Waveform」，我們便可以得

知該感測器在 X 軸和 Y 軸上面的移動資訊。以下列出 Quadrature Mode 的相關資 訊圖表：

圖 21 Quadrature Mode Output state

圖 22 Quadrature Mode Output waveform

(9)由於考量到耗電量以及音量的需求，發聲器(Sound Generator)採用金屬殼蜂鳴 器，由於它的壓電材質以及共振腔經過特殊安排設計，所以可同時發多種頻率 的聲音。，如下圖：

圖 23 金屬蜂鳴器

(10) 發聲控制組包含三個主要板件，藍芽模組板、微控制電路板以及驅動板，如。

為了無線控制機器人發聲，使用藍芽模組板進行傳輸，它可從 PC 端的 USB 藍芽接收指令並透過 UART 介面將指令傳送給微控制電路板，此微控制電路 板可依據指令產生方波訊號並控制驅動板的開關，而驅動板有足夠的電壓驅 動金屬蜂鳴器發聲，如圖 24，如此一來我們便可輕易地產生間歇性的特定 聲音。

圖 24 發聲控制組

(11) 麥克風陣列的硬體外觀如下，內部電路是單純的 OP 放大電路，使用 OPA213 以及電阻電容等建構而成，並使用 78L05 以及 79L05 穩定電壓供應，因此成 本較低。利用一般個人電腦均有配備的音效裝置之 line in 功能，便可收錄到 此雙聲道麥克風陣列的聲音資訊。

圖 25 麥克風陣列

最後，組裝完成後的嵌入式網路全方向運動平台內部電路如圖 26 所示，從 底部拍攝的樣子如圖 27 所示，蓋上蓋子的俯視照片如圖 28。

圖 26 內部電路照片

圖 27 底部照片

圖 28 蓋上蓋子後的俯視照片