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本章節介紹使用 bDesigner 實作「112學年度生科競賽搬運車」積木程式
教材目錄：
一、 bDesigner軟體安裝
二、 bDesigner操作介面和PS2積木簡介
三、 PS2搖桿對應搬運車功能
四、 馬達驅動板接線圖
五、 各功能程式撰寫
六、 程式燒錄
七、 取得「 伺服馬達靜止值」
八、完整程式(bDesigner積木程式、Arduino C程式)
九、參考資料
附錄一：Arduino 程式碼
附錄二：PS2搖桿延伸應用
bDesigner是一套由桃園市八德國小蔡佳倫老師自行研發之Scratch擴充積木軟體以及blockly程式，目前開放給中小學老師自由使用。
bDesigner是一套由桃園市八德國小蔡佳倫老師自行研發之Scratch擴充積木軟體以及blockly程式，目前開放給中小學老師自由使用。
一、bDesigner軟體安裝
請至bDesigner官方網站「 檔案下載」頁面
可下載 「 bDesigner(只有blockly) 、bDesigner3.0正式版 、bDesigner3.0正式版(加Arcade) 」任一套軟體都可以
如已安裝過bDesigner，請先移除再安裝
安裝過程如下：
a. 點選執行下載檔(setup30-19t10.19.exe)
b. 點選「Install for all user(recommend)」選項
c. 勾選在桌面建立捷徑，並按「下一步」
d. 點選「開始安裝」
e. 等待安裝
f. 安裝完成，並開始執行bDesigner
二、 bDesigner操作介面和PS2積木
執行後之版權宣告畫面，點選「進入主畫面」
軟體選擇「C Blockly」，點選「開啟程式」，此視窗在執行中不可關閉
ps.可先插入Arduino UNO 傳輸線，在此畫面的「其他功能」選擇「偵測Port」，可顯示目前使用的傳輸埠(燒錄程式時需選取傳輸埠)
三、PS2搖桿對應搬運車功能
PS. 當接收器進入省電模式，按下中間「MODE」鈕，可喚醒接收器。
如開機後欲加入解鎖功能請參考：「八、完整程式」下載。
四、 馬達驅動板接線圖
UNO接入電源至馬達驅動板
UNO接入電源至馬達驅動板
馬達驅動板背面的R24接點短路即可
五、 各功能程式撰寫
主程式
主程式
變數「伺服馬達靜止值」需測試後產生，請參考後面「第七段」內容
變數「左彎延遲」為左轉彎90度的延遲時間，單位豪秒
變數「右彎延遲」為右轉彎90度的延遲時間，單位豪秒
變數「MAX」為車子高速行駛時的最大速度值(0~255)
變數「MIN」為車子低速行駛時的最大速度值(0~255)
變數「SpeedMode」為車子的最高速度值
變數「前進中」為按住搖桿右側「△」 圖形鈕時，車子持續前進
變數「後退中」為按住搖桿右側「 X 」 圖形鈕時，車子持續後退。
「啟動」事件中設定馬達驅動板的全彩LED腳位(A1)
「啟動」事件中指定「伺服馬達靜止值 」，避免開機後轉動
「無限循環」事件，偵測四組按鈕函數
最後為讓藍芽信號有足夠時間傳輸，故延遲50ms
「 偵測方向鈕」函式
「 偵測方向鈕」函式
功能：
按住搖桿左側「上」 鈕，電磁鐵送電LED亮「 紫」色；按住搖桿左側「下」 鈕，電磁鐵斷電LED不亮，M2亦可用於夾爪。
如果按下左側方向「 上」鈕，則M2腳位輸出高電位，電磁鐵動作
馬達驅動板全彩LED亮「 紫」色
如果按下左側方向「 下」鈕，則M2腳位輸出低電位，電磁鐵不動作
馬達驅動板全彩LED熄滅
「 偵測圖形鈕」函式
「 偵測圖形鈕」函式
功能：
按住搖桿右側「△」 圖形鈕，車子持續前進；按住搖桿右側「 X 」 圖形鈕，車子持續後退，按一下「 □ 」圖形鈕車子左轉90度，按一下「 O 」圖形鈕車子右轉90度。
如果按住右側「△」圖形鈕，則變數「 前進中」設為1
如果放開右側「△」圖形鈕，則變數「 前進中」設為0
如果按住右側「 X 」圖形鈕，則變數「 後退中」設為1
如果放開右側「 X 」圖形鈕，則變數「 後退中」設為0
如果按住右側「 □ 」圖形鈕，則變數「 左轉」設為1
如果放開右側「 O 」圖形鈕，則變數「 右轉」設為1
「 圖形鈕執行」函式
「 圖形鈕執行」函式
功能：
執行圖形鈕所要求的動作。
如果變數「 前進中」為1，馬達3和馬達4「前進」
如果變數「 後退中」為1，馬達3和馬達4「後退」
如果變數「 左轉」為1，馬達3「後退」和馬達4「前進」，並持續至延遲時間到。
如果變數「 右轉」為1，馬達3「前進」和馬達4「後退」，並持續至延遲時間到。
「 偵測前側鍵」函式
「 偵測前側鍵」函式
功能：
搖桿前方四個按鈕，右前側上下按鈕控制伺服馬達抬升或下降抓臂；左前側上下按鈕控制爪子馬達抓住物品或放開物品。
如果按下搖桿右前側的「上面」按鈕(R1)，則伺服馬達逆時針旋轉
如果放開搖桿右前側的「上面」按鈕(R1)，則伺服馬達停止
如果按下搖桿右前側的「下面」按鈕(R2)，則伺服馬達順時針旋轉
如果放開搖桿右前側的「下面」按鈕(R2)，則伺服馬達停止
如果按下搖桿左前側的「上面」按鈕(L1)，則馬達1(M1)逆時針旋轉
如果放開搖桿左前側的「上面」按鈕(L1)，則馬達1(M1)停止
如果按下搖桿左前側的「下面」按鈕(L2)，則馬達1(M1)順時針旋轉
如果放開搖桿左前側的「下面」按鈕(L2)，則馬達1(M1)停止
ps.馬達順時針或逆時針旋轉，會因接線不同而異
「 偵測左搖桿」函式
「 偵測左搖桿」函式
功能：
左側搖桿前後拉動，控制左馬達前進或後退，左右拉動做為調整S2伺服馬達歸零使用。
使用左側搖桿左右拉動(LX)，控制伺服馬達2(S2)正反轉，並將值透過序列埠顯示出來，用以取得360度伺服馬達之停止值
使用左側搖桿上下拉動(LY)，控制左馬達(M3)等比例前進或後退
左側搖桿上下未拉動情形下，為避免影響單鍵前進與單鍵後退功能，左輪馬達(M3)停止前需先檢查，兩者目前未動作
如果按下左側搖桿(L3)，則「SpeedMode」變數設為高速
ps.
使用「對應」積木，將搖桿拉動距離等比例轉成轉速
搖桿未拉動時其類比回傳值約為128，故設定類比回傳值在125~130不會動作(馬達停止轉動)。
最高速度會限制在「SpeedMode」變數值範圍中
「 偵測右搖桿」函式
「 偵測右搖桿」函式
功能：
右側搖桿前後拉動，控制右馬達前進或後退。
使用右側搖桿上下拉動(RY)，控制右馬達(M4)等比例前進或後退
右側搖桿上下未拉動情形下，為避免影響單鍵前進與單鍵後退功能，右輪馬達(M4)停止前需先檢查，兩者目前未動作
如果按下右側搖桿(R3)，則「SpeedMode」變數設為低速
ps.
使用「對應」積木，將搖桿拉動距離等比例轉成轉速
搖桿未拉動時其類比回傳值約為128，故設定類比回傳值在125~130不會動作(馬達停止轉動)。
最高速度會限制在「SpeedMode」變數值範圍中
六、 程式燒錄
六、 程式燒錄
下載完成檔 ps2forbDesigner.m
開啟完成檔至積木區
3. Arduino UNO 插上USB傳輸線
4. 點選「一鍵燒錄」
5. 選擇傳輸埠(不一定是COM3)
6. 需確認燒錄過程有出現此「使用多少記憶體視窗」，才有正確燒錄完成
ps.如果此視窗一閃就關閉，表示程式有錯誤
七、取得「 伺服馬達靜止值」
七、取得「 伺服馬達靜止值」
完成程式後，需先測試取得變數「伺服馬達靜止值」：(運輸車如未安裝360度伺服馬達可省略)
先將360度伺服馬達插至馬達驅動板S2
燒錄完整程式
開啟bDesigner C Block 「監看/序列埠監視」畫面
「序列埠監視」畫面顯示PS2左邊搖桿水平值(LX)
左右拉動PS2左邊搖桿
直至360度伺服馬達停止，並記錄「序列埠監視」畫面搖桿水平值(LX)
將該值填入變數「伺服馬達靜止值」中
重新燒錄完整程式
將360度伺服馬達插至馬達驅動板S1
八、完整程式(bDesigner積木程式、Arduino C程式)
八、完整程式(bDesigner積木程式、Arduino C程式)
bDesigner 積木程式下載(需使用bDesigner C Block開啟)：
https://drive.google.com/file/d/1hK7VZnaFiUjdgWNwlemRdQbR7Zd8FIR5/view?usp=share_link
為防止搬運車被他人藍芽連接，以下程式加入鎖定功能，必須解鎖成功(左搖桿往左、右搖桿往右，可自行修改解鎖方式)才能啟動車子：
https://drive.google.com/file/d/1WLib7oMVCk0DF9weKwpUrhSkp92j0Utw/view?usp=drive_link
Arduino C++ 程式下載(需使用Arduino IDE開啟)：
https://drive.google.com/file/d/1cwPHTdxys7nykf5gPX0H0DSDdvHskZJP/view?usp=drive_link
Arduino會使用到的函式庫：
MotorDriverBoard.zip
https://drive.google.com/file/d/1HqZjvmXZkRCTO45mgKSDIUY_vlY24fEP
PS2X_lib-master.zip
https://drive.google.com/file/d/1dhOZSSD0ciye0Nthu8R0D1EdNTTmpf8R/
Adafruit_NeoPixel 函式庫
https://drive.google.com/file/d/19Lex282vFZlxBxdP2fVHIhvpAPKkA5O_
安裝方式，下載壓縮檔，Arduino IDE 功能表：Sketch / Include Library / Add .ZIP Library ， 選擇以上檔案安裝即可。
九、參考資料
九、參考資料
附錄一：Arduino程式碼
附錄一：Arduino程式碼
int ServoStaticValue = 98; //伺服馬達靜止值(第一次使用360度伺服馬達時需設定)
int DelayLeft = 730; //左彎90度馬達延遲時間(毫秒)
int DelayRight = 800; //右彎90度馬達延遲時間(毫秒)
int HighSpeedValue = 150; //高速模式馬達最大輸出(0-255)
int LowSpeedValue = 70; //低速模式馬達最大輸出(0-255)
int SpeedMode = HighSpeedValue; //預設馬達運行模式為高速模式
int ForwardMode = 0; //變數為1時，車子兩輪正在前進，避免使用左右搖桿控制
int BackMode = 0; //變數為1時，車子兩輪正在後退，避免使用左右搖桿控制
int TurnLeft = 0; //變數為1時，車子正在左轉90度，避免使用左右搖桿控制
int TurnRight = 0; //變數為1時，車子正在右轉90度，避免使用左右搖桿控制
#include <Adafruit_NeoPixel.h>
#ifdef __AVR__
#include <avr/power.h>
#endif
#define NUMPIXELS 1
Adafruit_NeoPixel pixels = Adafruit_NeoPixel(NUMPIXELS,15, NEO_GRB + NEO_KHZ800);
#include "Emakefun_MotorDriver.h"
Emakefun_MotorDriver mMotorDriver = Emakefun_MotorDriver(0x60);
Emakefun_Servo *mServo1 = mMotorDriver.getServo(1);
Emakefun_Servo *mServo2 = mMotorDriver.getServo(2);
Emakefun_DCMotor *DCMotor_3 = mMotorDriver.getMotor(M3);
Emakefun_DCMotor *DCMotor_4 = mMotorDriver.getMotor(M4);
#include "PS2X_lib.h"
PS2X ps2x;
int error;
int ps2_error_code;
Emakefun_DCMotor *DCMotor_2 = mMotorDriver.getMotor(M2);
Emakefun_DCMotor *DCMotor_1 = mMotorDriver.getMotor(M1);
//主程式
void setup(){
mMotorDriver.begin(50);
Serial.begin(9600);
#if defined (__AVR_ATtiny85__)
if (F_CPU == 16000000) clock_prescale_set(clock_div_1);
#endif
pixels.begin();
mServo1->writeServo(ServoStaticValue);
mServo2->writeServo(ServoStaticValue);
DCMotor_3->run(BRAKE);
DCMotor_4->run(BRAKE);
error = ps2x.config_gamepad(13, 11, 10, 12, false, false);
}
void loop(){
ps2_error_code = ps2x.read_gamepad(false, 0);
ChecktDirectionButton();
CheckGraphButton();
ChecktFrontButton();
CheckLeftJoystick();
CheckRightJoystick();
delay(50);
}
/// 偵測方向紐
void ChecktDirectionButton() {
if (ps2x.ButtonPressed(PSB_PAD_UP)) { //按住[上]鈕
DCMotor_2->setSpeed(255);
DCMotor_2->run(FORWARD);
pixels.setPixelColor(0, pixels.Color(255,0,255)); //LED 亮[紫]色
pixels.show();
}
if (ps2x.ButtonPressed(PSB_PAD_DOWN)) { //按住[下]鈕
DCMotor_2->run(BRAKE);
pixels.setPixelColor(0, pixels.Color(0,0,0)); //LED 熄滅
pixels.show();
}
}
/// 偵測左側搖桿
void CheckLeftJoystick() {
if (ps2x.Analog(PSS_LX) >= 0) { //左側搖桿左右拉動時更改S2類比值輸出(70 ~ 110)
mServo2->writeServo((map((ps2x.Analog(PSS_LX)),0,255,70,110)));
Serial.println((map((ps2x.Analog(PSS_LX)),0,255,70,110))); //將類比值回傳至電腦序列埠視窗，藉此功能找出伺服馬達(S2)靜止值
}
//左側搖桿上下拉動時，更改馬達3類比值輸出(0 ~ HighSpeedValue or LowSpeedValue)
if (ps2x.Analog(PSS_LY) < 125) {
DCMotor_3->setSpeed((map((ps2x.Analog(PSS_LY)),128,0,0,SpeedMode)));
DCMotor_3->run(FORWARD);
}else if (ps2x.Analog(PSS_LY) > 130) {
DCMotor_3->setSpeed((map((ps2x.Analog(PSS_LY)),128,255,0,SpeedMode)));
DCMotor_3->run(BACKWARD);
} else {
//如果圖形鈕沒有在控制車子，則馬達3停止動作
if (ForwardMode == 0 && BackMode == 0) {
DCMotor_3->run(BRAKE);
}
}
//如果按下左側搖桿，切換為高速模式
if (ps2x.ButtonPressed(PSB_L3)) {
SpeedMode = HighSpeedValue;
}
}
/// 偵測右側搖桿
void CheckRightJoystick() {
//右側搖桿上下拉動時，更改馬達4類比值輸出(0 ~ HighSpeedValue or LowSpeedValue)
if (ps2x.Analog(PSS_RY) < 125) {
DCMotor_4->setSpeed((map((ps2x.Analog(PSS_RY)),128,0,0,SpeedMode)));
DCMotor_4->run(FORWARD);
}else if (ps2x.Analog(PSS_RY) > 130) {
DCMotor_4->setSpeed((map((ps2x.Analog(PSS_RY)),128,255,0,SpeedMode)));
DCMotor_4->run(BACKWARD);
} else {
//如果圖形鈕沒有在控制車子，則馬達4停止動作
if (ForwardMode == 0 && BackMode == 0) {
DCMotor_4->run(BRAKE);
}
}
//如果按下右側搖桿，切換為低速模式
if (ps2x.ButtonPressed(PSB_R3)) {
SpeedMode = LowSpeedValue;
}
}
/// 偵測前面側按鈕
void ChecktFrontButton() {
//如果按下前側右上按鈕，伺服馬達1正轉
if (ps2x.ButtonPressed(PSB_R1)) {
mServo1->writeServo(160);
}else if (ps2x.ButtonReleased(PSB_R1)) { //放開按鈕時伺服馬達1靜止
mServo1->writeServo(ServoStaticValue);
}
//如果按下前側右下按鈕，伺服馬達1反轉
if (ps2x.ButtonPressed(PSB_R2)) {
mServo1->writeServo(0);
}else if (ps2x.ButtonReleased(PSB_R2)) { //放開按鈕時伺服馬達1靜止
mServo1->writeServo(ServoStaticValue);
}
//如果按下前側左上按鈕，馬達1正轉
if (ps2x.ButtonPressed(PSB_L1)) {
DCMotor_1->setSpeed(255);
DCMotor_1->run(FORWARD);
}else if (ps2x.ButtonReleased(PSB_L1)) { //放開按鈕時馬達1停止
DCMotor_1->run(BRAKE);
}
//如果按下前側左下按鈕，馬達1反轉
if (ps2x.ButtonPressed(PSB_L2)) {
DCMotor_1->setSpeed(255);
DCMotor_1->run(BACKWARD);
}else if (ps2x.ButtonReleased(PSB_L2)) { //放開按鈕時馬達1停止
DCMotor_1->run(BRAKE);
}
}
/// 偵測圖形鈕
void CheckGraphButton() {
//如果按住[三角形]鈕，車子全速前進
if (ps2x.NewButtonState(PSB_TRIANGLE)) {
if (ps2x.ButtonPressed(PSB_TRIANGLE)) {
ForwardMode = 1;
} else {
ForwardMode = 0;
}
}
//如果按住[X]鈕，車子全速後退
if (ps2x.NewButtonState(PSB_CROSS)) {
if (ps2x.ButtonPressed(PSB_CROSS)) {
BackMode = 1;
} else {
BackMode = 0;
}
}
//如果按住[正方形]鈕，車子90度左轉
if (ps2x.NewButtonState(PSB_SQUARE)) {
if (ps2x.ButtonReleased(PSB_SQUARE)) {
TurnLeft = 1;
}
}
//如果按住[O]鈕，車子90度右轉
if (ps2x.NewButtonState(PSB_CIRCLE)) {
if (ps2x.ButtonReleased(PSB_CIRCLE)) {
TurnRight = 1;
}
}
RunGraphButton(); //執行車子前進、後退、左轉、右轉函式
}
/// 執行車子前進、後退、左轉、右轉函式
void RunGraphButton() {
if (TurnLeft) { //車子90度左轉
DCMotor_3->setSpeed(255);
DCMotor_3->run(BACKWARD);
DCMotor_4->setSpeed(255);
DCMotor_4->run(FORWARD);
TurnLeft = 0;
delay(DelayLeft); //左轉彎延遲
}else if (TurnRight) { //車子90度右轉
DCMotor_3->setSpeed(255);
DCMotor_3->run(FORWARD);
DCMotor_4->setSpeed(255);
DCMotor_4->run(BACKWARD);
TurnRight = 0;
delay(DelayRight); //右轉彎延遲
}else if (ForwardMode) { //車子全速前進
DCMotor_3->setSpeed(255);
DCMotor_3->run(FORWARD);
DCMotor_4->setSpeed(255);
DCMotor_4->run(FORWARD);
}else if (BackMode) { //車子全速後退
DCMotor_3->setSpeed(255);
DCMotor_3->run(BACKWARD);
DCMotor_4->setSpeed(255);
DCMotor_4->run(BACKWARD);
}
}
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以上程式使用Arduino IDE時需安裝以下函式庫：
Adafruit_NeoPixel ： https://drive.google.com/file/d/19Lex282vFZlxBxdP2fVHIhvpAPKkA5O_/view?usp=drive_link
MotorDriverBoard： https://drive.google.com/file/d/1HqZjvmXZkRCTO45mgKSDIUY_vlY24fEP/view?usp=drive_link
PS2X_lib： https://drive.google.com/file/d/1dhOZSSD0ciye0Nthu8R0D1EdNTTmpf8R/view?usp=drive_link
函式庫安裝方式，下載上述三個壓縮檔：Arduino IDE 功能表：Sketch / Include Library / Add .ZIP Library ， 選擇以上檔案安裝即可。
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附錄二：PS2搖桿延伸應用
附錄二：PS2搖桿延伸應用
1. 用PS2搖桿控制microbit方式：
1. 用PS2搖桿控制microbit方式：
開啟線上版Makecode Microbit
在積木區中點選「擴展」
積木區就會出現 「Ps2controller」積木
再依PS2積木上的腳位設置連接microbit
需使用USB或藍芽連線的PS2搖桿+Chrome瀏覽器開啟Scratch
安裝Chrome的PS2外掛（scratchaddons.com/zh-tw/ ）
Chrome瀏覽器開啟Scratch
依以下步驟開啟PS2外掛
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