智高積木動力機械應用-桌球發球機

在沒有多軸機械手臂之前，工業自動化高度倚賴各式各樣的機械結構，馬達、齒輪、連桿在傳統機械中占有舉足輕重的地位，這篇就來介紹如何使用智高積木製作簡易桌球發球機。

首先，得有一些桌球...

在馬達部分，建議使用智高的行星齒輪馬達

這顆馬達的轉速較高，發球的速度較快，如果用另一顆40倍減速馬達，發出來就會變小便球...。

在齒輪比上，用了4倍加速讓轉速更快

用橘色齒輪去帶紅色齒輪：橘色齒輪是80齒，紅色齒輪是20齒，所以速度是80/20=4倍，但是實際上會因為摩擦力減少一些轉速。

進球機構部分，動力採用智高40倍減速馬達，齒輪組則是用蝸桿加上2倍減速齒輪組，讓進球速度不會太快。

蝸桿減速要用公式算，而且摩擦力大，算出來和實際也會有蠻大的落差。用紅色齒輪帶藍色齒輪：紅色齒輪是20齒，藍色齒輪是40齒，所以速度是20/40=1/2，也就是說蝸桿減速後會再減速1/2。

製作完成的模樣如下，

如果買市面上的智高動力機械套組，大框架的部分會蠻少的，建議可以添購下面這組：

裡面有很少用到的粉紅大齒輪...。或者是買機關王用的機關創意組(#1248-CN)來製作發球機的主要結構。至於行星齒輪馬達，可以直接找智高訂購，不要為了馬達去買未來車套組，因為新版的IOS不能用。

製作完成後，馬達要先接電源測試旋轉方向，方向不對顛倒插就行了，然後裝球測試，威力還蠻強的。

有興趣的朋友可以試試看吧！

[後記]之前為了示範給學生看，曾經將智高的星際搜索號套組加上一個60齒齒輪，做成發球機，但威力有差(電壓加到7.2V還是不夠強)，後來就拆掉了，測試影片如下：

智高積木其實不一定要照說明書去裝，自己動動腦也是很有趣的。

智高積木基本介紹

其實市面上的自走車、機械手臂套件很多，樂高的EV3更是容易上手的完整系統，選擇智高積木作為小創客的材料有兩種原因：
第一，相對於樂高積木，智高機械動力積木的價格相對便宜，一組完整遙控的樂高動力機械，可以買兩三組智高；至於高貴的樂高EV3，可能要經濟能力好的家庭才買得起(像我就買不起...。)
第二，外面的自走車套件固然便宜，但是擴充性有限，智高有許多套組(如太陽能、風力、水力、氣動......)，可以讓智慧機械的應用更多元。

而智高積木有兩種，一種是給小小朋友玩的二公分積木，但是體積太大、連接馬達也有困難，所以在MangoBot製作中，很少使用。往後我們會大量使用智高的一公分積木來製作MangoBot：

從圖中我們可以看到，四個長條積木由上而下分別是3公分、5公分、7公分、11公分，每個孔位佔一公分寬，孔徑大約是0.8cm，當然智高積木還有許多不同的類型，不過光是基本積木就可以做出許多有趣的組合。

我不太鼓勵孩子到了中高年級還停留在玩造型積木的階段，基本上到了中年級以上，就可以試著製作動力機械。動力機械的基本元素就是馬達與齒輪(滑輪)，智高積木的常用齒輪(滑輪)如下：

有了齒輪還是不會自己動，總不能都靠手搖或橡皮筋的拉力來前進，所以我們也需要使用智高的馬達。至於馬達的種類也很多，個人比較常用的是下面四種：

左邊三個是直流馬達，最右邊的是伺服馬達，伺服馬達除非是買特定的1247套件，不然市面上買不到。不過可以向智高買伺服馬達的外殼和連接器(螺絲要自己找)，然後買符合需求的伺服馬達來組裝。如果覺得找智高買伺服馬達外殼還是很麻煩(常常會缺貨)，那也可以上網拍買伺服馬達的鋁合金支架：

不過這樣學生在組裝時就要用螺絲螺帽，而且不見得能符合智高積木1公分孔位的間距。

題外話，智高最近和宏碁合作開發了雲教授的積木套件，可以透過網路來控制積木運作當然很有趣，但15800的價格還是太高......。小米在1111開賣的米兔積木如果能出感應器套件的話，可能會是市場上的最佳選擇。

製作MangoBot的材料(2)

有了電路板和智高的底座後，我們還需要電源、馬達及arduino相關電子零件的連接線。在電源的部分，可以用快速免焊的DC公母頭作連接，

至於電池盒可以考慮使用2顆18650鋰電池

或是四顆三號電池

上圖的三號電池盒有另外拉線出來直接驅動智高馬達

而L298P要連接馬達的接頭就像上圖的三個2pin接頭一樣，可以到電子材料行買下列材料製作：細的單芯線或多芯線、杜邦接頭、杜邦座

完成的成品如下：

再將電源及馬達接頭接上DFRobot(電源要注意正負極)：

有一個要注意的地方是，DFRobot L298P要記得跳線到PWRIN(出廠時通常是VIN)，這樣就大功告成了。

有了它就可以讓智高積木變成智慧高積木了。

接下來的網誌會介紹智高積木的應用，能善用智高積木的特性，就能創造出許多有趣的機械結構，將這些機械結構加上軟體控制的話，就會變成智慧機械囉。

製作MangoBot的材料(1)

先聲明，以下材料都請自行購買，這個網誌為非營利性質，所以不會販賣任何東西。

在積木方面，可以上網買一套有兩個以上馬達的智高積木，如果是學校老師可以用教育採購的方式購買，有打折(但滿五千才免運費。)

推薦套組
7337 星際搜索號  https://www.gigotoys.com/products/7337/
1246 程式化控制器  https://www.gigotoys.com/products/1246/
1247 S4A互動積木https://www.gigotoys.com/products/1246/

如果沒有買S4A互動積木，可以自行訂購固定Arduino板和電池盒的積木(請告訴採購人員你需要1247專用零件，她會給你報價單)，其它馬達或零件如果不夠的，可以再和智高聯絡，聯絡方式請自行上官網查詢。

控制器部分，Arduino UNO現在拍賣上到處都有，價格也很便宜：

板子底下的就是智高的Arduino轉接板。

擴充版部分，馬達驅動板請找DFRobot的L298P馬達驅動擴充版，但一定要找下面這個版本

為什麼要找這個版本呢？因為它是用pin 4、5、6、7作為馬達驅動的腳位，這樣才能和mBlock的馬達驅動模塊相容，如果買到另一個版本(pin 10、11、12、13)就沒辦法直接使用mBlock的馬達驅動模塊了。

另外，還要買Arduino sensor shield v5.0，方便以後擴充感測器。

線材及電源的部分，待下篇再說分明。

什麼是MangoBot Project?

MangoBot Project主要的目的在讓國小程度的學生可以用較低廉的價格，達到高擴充性的創客活動(當然還是需要老師幫忙啦)，所以選擇較便宜的Arduino UNO板、mBlock圖形化程式設計、以及相對平價的智高(Gigo)積木作為創作材料，讓小朋友也可以體驗如何成為一位小小創客，下一篇會為大家介紹MangoBot所需的基本材料。