[micro:bit x Nexus:bit] 使用Nexus:bit擴充板輕易控制MeArm四軸機械手臂

MeArm是英國創客Benjamin Gray在2013年透過Kickstarter集資成功而推出的入門版四軸機械手臂，使用四顆常見的SG90或類似的迷你伺服馬達，因此只要供應5伏特和800mA~1A的電力就能驅動，可說極為平易近人。

Benjamin Gray先生

MeArm的組裝方式，請參閱台灣程式教育協進會的MeArm組裝手冊。（此手冊是以協會上一代micro:bit擴充板Thunder:bit而寫，不過本篇會介紹如何以新的Nexus:bit擴充板控制。）


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首先，我們要把擴充板安裝到MeArm後方的底板上。由於底板的孔與Nexus:bit周圍的螺絲孔規格不符，我們採用的辦法是一邊以M3螺絲及螺帽固定，另一邊則用束線帶綁住。

機械手臂的四條馬達線，要接在Nexus:bit擴充板中央的伺服馬達腳位：

• 底座水平馬達 → S1（1號）
• 從後方看的右側側面馬達 → S2（2號）
• 從後方看的左側側面馬達 → S3（3號）
• 爪子馬達 → S4（4號）

馬達線對應針腳如下：

• 橘（信號）→ S（黃色針腳）
• 紅（電源）→ +（紅色針腳）
• 褐（接地）→ -（黑色針腳）

※由於爪子馬達會使用三條杜邦線延長，因此可能會比較難插好。可以試著先拔起micro:bit騰出空間，插好後再放回去。

接著就來寫程式啦！

我們希望MeArm的控制方式如下：

• 左右轉動Nexus:bit的搖桿時，底座馬達（1號）平順左右轉動。
• 前後轉動搖桿時，右側馬達（2號）平順前後轉動。
• 但若按住按鈕A前後轉動搖桿，則會改而讓左側馬達（3號）平順前後轉動。
• 按一下按鈕B，會打開會闔上爪子馬達（4號）。
• 按一下A+B，會讓整台機械手臂回到預設位置。

當你面對伺服馬達頭時，順時鐘方向角度變小，逆時鐘變大。

我們要使用Nexus:bit擴充板的專屬擴展套件來控制這些馬達。到MakeCode編輯器的「進階」→「擴展」畫面，輸入網址https://github.com/alankrantas/pxt-Nexusbit，按enter即可加入這個套件。（詳情可參閱協會的Nexus:bit使用手冊。）

於是程式撰寫如下：

爪子馬達使用了個變數來記錄它的開闔狀態。此外，為了避免爪子轉得太多、脫離齒輪或者夾太緊，我們設定爪子只會在轉到30或150度。（爪子並不需要像其他馬達一樣「逐次轉動」，所以直接轉就行了。）

如果有馬達在開機後的預設位置太偏，各位可試著在開機後不碰搖桿的情況下，輕輕拔起對應的馬達支架，重新調整它在馬達頭上的安裝位置。

若有馬達試圖轉動、但因手臂零件的安裝位置不當而導致卡死，馬達有可能過熱、發出噪音甚至損壞。此外，左側馬達連接的短臂若往前轉得太多，可能會令手臂卡在一個無法動彈的畸形姿勢。這都是使用者在組裝和調校的過程中要留意的。



軟體和硬體部分都完成後，一台有趣好玩的動力機械手臂就誕生了！