麦昆: micro:bit教育机器人

1. 产品简介

麦昆LITE是成熟稳定的麦昆4.2内核 + 精致ABS外壳的STEAM教育机器人。有红、绿、蓝、白四套不同配色的服装,活泼的配色也让麦昆LITE更受小朋友的喜欢。

麦昆LITE支持microbitV1和V2两种主板。拥有超声波距离传感器、红外接收传感器、红外巡线传感器、LED车灯、RGB氛围灯等丰富功能。漂亮的外壳不仅更受小朋友的喜欢,也有效的保护了电路免受损坏。

2. 产品特性

  • 外观精致美观,多色可选。学生不容易混淆,并且更加有兴趣。

  • 无需安装,到手即用。

  • 采用最新的麦昆4.2基板,性能稳定成熟。

  • 兼容性强,支持microbitV1和V2主板,支持麦昆工程队。

3. 应用场景

  • 自主巡线行驶机器人。

  • 自主避障行驶机器人。

  • 无线遥控机器人。

  • 光控行驶机器人。

  • 声控行驶机器人。

  • 机器人教学及比赛。

4. 功能指示图

5. 产品尺寸图

6. 规格参数

  • 供电电压:3.5V-3.7V锂电池

  • 红外巡线传感器(高低电平)×2

  • 嗡鸣器 ×1

  • 红外接收(NEC编码)×1

  • LED车灯(高低电平控制)×2

  • RGB氛围灯(全彩1600万色)×4

  • SR04超声波接口(5V)×1

  • I2C接口(5V)×1

  • 舵机专用接口(S1 S2) ×2

  • Gravity扩展口(P0 P1 P2) ×3

  • N20金属减速电机 ×2

  • 电机减速比:1:150

  • 电机最大转速:133转/分

  • 电机驱动方式:PWM电机驱动

  • 外壳材质:环保ABS

  • 支撑轮材质:POM

  • 车轮材质:环保ABS

  • 轮胎材质:环保橡胶

  • 编程方式:makecode图形化编程、Mind+图形化编程

  • 产品尺寸:宽87mm × 长85mm × 高46mm(不含micro:bit主板高度)

  • 产品重量:117.30g(不含电池,不含micro:bit主板及周边配件)

7. 电池的选择与安装

7.1 电池选择

麦昆LITE使用三节1.5V AAA型号的碱性电池。电池有安装正负极之分,每个电池在其表面都有印刷正负极标识,如下图:

7.2 安装方式

在电池盒的内部,标注了电池安装的正负极,安装电池的时候,正负极标识和电池上必须对应。并且,在安装电池的时候,务必确认电源开关处于 "OFF" 状态。

8. 快速上手指南

准备一块microbit主板和一根MicroUSB数据线。

将micro:bit主板通过USB线插在电脑的USB接口。此时,电脑出现了一个移动设备。盘符为"MICROBIT"的移动盘。

点击示例程序链接:https://makecode.microbit.org/_7CjMuxMF84qC

在打开的页面点击 “编辑” 。

在打开的页面点击 "下载" 下载程序。将程序下载到 "MICROBIT" 盘符。下载程序的时候,micro:bit主板的下载指示灯会闪烁,需要耐心等待大概10秒。闪烁停止后,程序下载完成。

将下载好程序的主板插在麦昆的主板插座上。

将麦昆尾部的电源开关拨到ON位置,打开麦昆的电源。

此时,你已成功的将程序下载到micro:bit,并正确的驱动了麦昆车灯和底部的氛围灯亮起,麦昆的轮子开始往前转动。

9. MakeCode在线图形化编程

本教程默认你已经会使用micro:bit及MakeCode的基础上开展。主要介绍麦昆LITE的使用方法。

9.1 加载麦昆运行库

打开MakeCode编程页面,链接:Microsoft MakeCode for micro:bit (microbit.org)

在打开的页面点击 "新建项目" 新建一个项目。

在弹出的窗口中输入你想起的名字,本例中起名为 "maqueen1" 。然后点击 "创建" 确定。

点击"创建"后,进入MakeCode编程界面,如下图:

点击右上角的设置图标,在下拉菜单中点击 "扩展"。

在打开的页面搜索“dfrobot”,然后在搜索的结果里点击“maqueen”。

使用同样的方法,在扩展窗口加载neopixel库。

库加载完成后的情况:

9.2 打开车灯,准备出发

在本节中,我们将让麦昆的车灯反复闪烁,告诉大家,我们准备出发了。

9.2.1 编辑程序

以下程序思路为:打开左右车灯,间隔1秒后再关闭左右车灯,循环执行。

程序链接:https://makecode.microbit.org/_YsgWhr2LaDcj

程序文件:

maqueen1.hex

程序截图:

9.2.2 程序执行结果

麦昆前方的两颗红色LED车辆开始按1秒钟的间隔时间闪烁。

9.3 启动发动机,开始预热

在本节中,我们将让麦昆底部的氛围灯呈现急促呼吸显示,告诉大家,我们准备出发了。

9.3.1 编辑程序

以下程序思路为:设置RGB灯的颜色变量R、G、B为0,先逐渐增加变量值,再逐渐减小变量值,呈现呼吸灯的效果。

程序链接:https://makecode.microbit.org/_du25LDamJgYs

程序文件:

maqueen2.hex

程序截图:

9.3.2 程序执行结果

底部的氛围灯的光线从弱到亮再从亮到弱逐渐变化。

9.4 出发!

在本节中,将鸣喇叭三次后踩下麦昆的电驱引擎,让麦昆前进。

9.4.1 编辑程序

以下程序思路为:播放旋律实现三次喇叭声响,然后设置电机全部正转。

程序链接:https://makecode.microbit.org/_ifX0yU6UYCWA

程序文件:

maqueen3.hex

程序截图:

9.4.2 程序执行结果

麦昆响三次喇叭后,开始以50的速度前进。

9.5 控制电机模块

在本节中,我们来学习如何控制电机模块来驱动麦昆前进、后退、左转、右转、暂停,以及调整它的速度。

9.5.1 编辑程序

以下程序思路为:设置左右电机方向和速度相同,则实现小车前进或后退;设置左右电机方向相同、速度不同来实现小车左转、右转。

程序链接:https://makecode.microbit.org/_9UVTbzbpceMK

程序文件:

maqueen4.hex

程序截图:

9.5.2 程序执行结果

麦昆循环执行:前进2秒,左转2秒,右转2秒,后退2秒。

9.6 读取红外键值

麦昆车头装载了红外接收传感器,可以接收红外遥控器发送的红外数据。本节中,我们来学习如何接收红外数据、读取红外键值,并在micro:bit点阵屏上显示。

9.6.1 红外遥控器及其键值

本节中所用的红外遥控器以及对应键值如下图所示。

红外遥控器链接:https://www.dfrobot.com.cn/goods-142.html

9.6.2 编辑程序

以下程序实现的功能为:当小车接收到红外数据,就在micro:bit点阵屏上显示转化后的红外键值。

程序链接:https://makecode.microbit.org/_Uu14FC529YoM

程序文件:

maqueen5.hex

程序截图:

9.6.3 程序执行结果

按下红外遥控器上的按键,micro:bit点阵上则显示对应的红外键值。

9.7 红外遥控

前面学习了控制电机模块和读取红外键值,本节中将结合这两个内容,用红外遥控器来操控麦昆。

9.7.1 编辑程序

以下程序实现的功能为:通过红外遥控器来控制小车的运动。

程序链接:https://makecode.microbit.org/_MMbLtx05ARxx

程序文件:

maqueen6.hex

程序截图:

9.7.2 程序执行结果

红外线遥控器的2、8、4、6、5按键分别可以遥控麦昆前进、后退、左转、右转、停止。

9.8 读取巡线传感器

麦昆有左右两个巡线传感器,如下图所示,能准确识别黑色和白色区域。

9.8.1 编辑程序

以下程序实现的功能为:在micro:bit点阵屏上显示巡线传感器的输出信号。放在黑色区域上,输出信号为0;若是放在白色区域上,输出信号为1。

程序链接:https://makecode.microbit.org/_EvtX1yD0RWpj

程序文件:

maqueen7.hex

程序截图:

9.8.2 程序执行结果

巡线传感器放在黑色区域上时,microbit点阵屏上显示数字0;巡线传感器放在白色区域上时,并microbit点阵屏上显示数字1 。

9.9 自动巡线行驶

上一节学习了巡线传感器的功能,接下来我们将学习更有趣的玩法——巡线行驶。

9.9.1 巡线地图

这里我们用到的是产品包装里的巡线地图。

9.9.2 编辑程序

以下程序实现的功能为:两个巡线传感器同时进行判断,确保小车一直沿着黑色线条行驶。

程序链接:https://makecode.microbit.org/_brAU7kg3Y3yx

程序文件:

maqueen8.hex

程序截图:

9.9.3 程序执行结果

小车自动巡线行驶成功,但由于地图较小,小车行驶的速度设置得比较慢。

9.10 避开障碍,自动行驶

麦昆在行驶的过程中发现了障碍物,这时候,麦昆启动了自动行驶模式,利用前方的超声波探测障碍物的距离,从而避开障碍物。

9.10.1 硬件准备

拿出包装内的超声波传感器,如下图:

将超声波传感器插在麦昆前方的超声波接口,如下图:

9.10.2 编辑程序

以下程序实现的功能为:对超声波检测的距离进行判断,当距离小于30cm,小车随机转弯,实现避障。

程序链接:https://makecode.microbit.org/_V0yFaqJ4EEkD

程序文件:

maqueen9.hex

程序截图:

9.10.3 程序执行结果

打开电源,麦昆开始往前行驶,当检测到前方30cm左右有障碍的时候,麦昆会随机选择往左转还是右转一个角度,然后再继续行驶。

9.11 黑夜探索-光控麦昆

micro:bit主板自带了光线传感器,可以利用光线传感器让麦昆在黑暗中发现了光就前进,没有光线就停止。

9.11.1 编辑程序

以下程序思路为:检测到光,电机全部打开,否则电机全部停止。

程序链接:https://makecode.microbit.org/_CmV53a3sHhMs

程序文件:

maqueen10.hex

程序截图:

9.11.2 程序执行结果

下载好程序,打开电源,将麦昆放在地上,麦昆不动。打开手电筒,对准microbit的正面,麦昆开始朝前行驶。移开手电筒,麦昆停止。

9.12 寻找声音-声控麦昆(仅支持micro:bit V2.0以上主控)

micro:bit V2.0以上的主板新增了麦克风传感器,可以感知外界的声音。可利用这个特性让麦昆听从声音的指挥。

9.12.1 编辑程序

以下程序实现的功能为:拍手控制小车底部的RGB灯,拍一次改变一种颜色,并且在点阵屏上切换一种图案。

程序链接:https://makecode.microbit.org/_50h4LHPqj4FA

程序文件:

maqueen11.hex

程序截图:

9.12.2 程序执行结果

依次拍手,小车底部的RGB灯依次呈现红色、橙色、黄色、绿色、蓝色、紫色、白色,并且点阵屏上依次显示图案。

9.13 GamePad for micro:bit-遥控麦昆

本例程中,我们通过程序将模拟摇杆设置为开关量,用于控制小车前进,后退,左转,右转,左右按键(F、D按键)控制左右车灯的亮灭。

9.13.1 硬件准备

遥控手柄链接:https://www.dfrobot.com.cn/goods-1674.html

9.13.2 编辑程序

以下程序实现的功能为:模拟杆控制小车的运动方向,F按键按下左车灯亮,D按键按下右车灯亮。

手柄端程序链接:https://makecode.microbit.org/_i1fAXXFhR754

程序文件:

maqueen12-1.hex

程序截图:

小车端程序链接:https://makecode.microbit.org/_dz1hDwYpof0k

程序文件:

maqueen12-2.hex

程序截图:

9.13.3 程序执行结果

手柄动作 小车运动方式
向上拨动摇杆 小车前进
向下拨动摇杆 小车后退
向左拨动摇杆 小车左转
向右拨动摇杆 小车右转
摇杆处于中间位置 小车停止
按键F(蓝色按键) 左车灯亮
按键D(黄色按键) 右车灯亮

在上个例程中,只能控制小车前进、后退、左转、右转,不能控制小车的速度。下个例程中,程序使用摇杆模拟量控制的方式,同时控制小车的速度和方向,摇杆拨动的越多速度越快。左右按键(F、D按键)控制左右车灯的亮灭。

9.13.4 编辑程序

以下程序实现的功能为:模拟杆控制小车的运动方向和速度,F按键按下左车灯亮,D按键按下右车灯亮。

手柄端程序链接:https://makecode.microbit.org/_KLDU7p4ar7FL

程序文件:

maqueen13-1.hex

程序截图:

小车端程序链接:https://makecode.microbit.org/_CyJWYvh1y94k

程序文件:

maqueen13-2.hex

程序截图:

9.13.5 程序执行结果

摇杆拨动的幅度越大,小车的速度越快。

手柄动作 小车运动方式
向上拨动摇杆 小车前进
向下拨动摇杆 小车后退
向左拨动摇杆 小车左转
向右拨动摇杆 小车右转
摇杆处于中间位置 小车停止
按键F(蓝色按键) 左车灯亮
按键D(黄色按键) 右车灯亮

9.14 麦昆装载机

在本节中,我们将学习麦昆的舵机驱动。这里我们用到麦昆装载机配件,加上前面用过的红外遥控器,来实现麦昆另一种玩法。

9.14.1 硬件准备

麦昆装载机配件:https://www.dfrobot.com.cn/goods-2679.html

安装方法如下:

最后,将舵机连线按如图方式插入麦昆的S1接口,注意插入的方向,棕色线对应黑色的接口,红色线对应红色的接口,橙色线对应绿色的接口:

硬件准备完成,如下图所示:

9.14.2 控制舵机

在本节中,我们来学习舵机的基本控制方法。

9.14.2.1 编辑程序

以下程序实现的功能为:让铲子上下转动。

程序链接:https://makecode.microbit.org/_1wHJrqgRYHko

程序文件:

maqueen14-1.hex

程序截图:

9.14.2.2 程序执行结果

打开麦昆的电源开关,铲子就会上下不停的按90 度的角度转动。

如果发现转动的起始角度和终止角度不合适,有两种方法可以调节:①调节程序内的角度值,让铲子转动的角度满足你的需求。②拧下舵机上的两颗螺丝,用手转动舵机连接盘,觉得合适后,再拧上螺丝。

9.14.3 红外遥控铲子

本节将使用红外遥控器来遥控铲子的上下转动,进一步学习装载机的实际控制方法。前面已经学习过红外遥控器的使用方法,这里就不赘述了。

9.14.3.1 编辑程序

以下程序实现的功能为:用红外线遥控器来控制铲子的角度。

程序链接:https://makecode.microbit.org/_CFMhwL03TK5q

程序文件:

maqueen14-2.hex

程序截图:

9.14.3.2 程序执行结果

使用红外遥控器对着麦昆前面的红外接收器,分别按住上三角和下三角按键,铲子就会持续的转动。

9.14.4 红外遥控装载机

上面两节中单独地控制了铲子的运动,现在我们将铲子和小车结合起来使用。

9.14.4.1 编辑程序

以下程序实现的功能为:用红外遥控器控制麦昆的运动以及铲子的上下转动。

程序链接:https://makecode.microbit.org/_9EfhRHT71K09

程序文件:

maqueen14-3.hex

程序截图:

9.14.3.2 程序执行结果

按下红外遥控器的2、8、4、6、5 键可以分别控制麦昆的前进、后退、左转、右转、停止,按上三角键控制铲子的上抬,按下三角键控制铲子的下移。

11. 常见问题

问:给小车装上电池,车上的power灯能够亮起,烧录程序无法控制电机转动?

答:电池没电导致,建议更换电量充足的电池。电池电压低于2V时,板子上的LED及其他功能是可以正常工作的,但是电机会由于电量不足无法转动。

12. 更多资料下载

M023.01300-麦昆lite上手指南.pdf

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