Dabinn的筆記

快弄好了，差不多就剩焊到板子上而已。


右上角的是大燈和方向燈，右下的是尾燈、倒車燈、方向燈。然後中間有個叭叭叭。
左邊CH1~3是從接收機接過來的PWM訊號。

最右下的是上次說的降壓/穩壓的線路，最後用一顆稽納二極體和一顆電阻作出來了。電壓大約是在5.0~5.3v之間，雖然還是有點波動，不過跟沒作穩壓前比起來真是強多了。正負之間跨接一顆100uF的電容，對訊號穩定很有幫助，否則伺服機常會被MCU電路干擾產生不正常的抖動。

LED和蜂嗚器透過六顆電晶體驅動，電晶體用共集極的接法，左上的是示意圖。BE和BC接面都是順向，我想應該是工作在飽合區才對，不過還是可以藉由基極後面的電阻改變電流量。

蜂鳴器串上一顆電容聲音會感覺比較像真的汽車喇叭。

尾燈和剎車燈是共用同一組LED，只差別在亮度不同，所以是用兩組不同的電阻來控制。

這次作BMW的車燈，MCU用的是Atmel AVR系列的ATtiny2313。這顆MCU實在是超好用的，同廠51系的2051完全被打趴啊！不過這不是重點，今天要講的是跟開發平台相關的東東...。

為了WinAVR Compile出來怪怪的，這兩天回家全都在測試程式有沒其它地方也出問題...計畫進度=0 :~( ...繼續閱讀

放假在家窩了兩天，只為了搞個小東西....
(不過..重要的不是結果，而是過程啊！)

來說說弄了什麼吧~
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我想用一種門外漢的角度，來寫篇單晶片的入門文章。非相關科系的人要學單晶片最大的問題是，不知從何著手。網路上找到的資訊通常都蠻零散的，只能靠自己一點一點慢慢拼湊；而市面上的書籍內容通常較為專一，很難獲得較全面的訊息。這篇文章算不上是教學吧？不過我儘量把我在學的時候遇到的問題作個整理，想學的人看一看也許能夠有個方向。


．關於單晶片
CPU(Central Processing Unit, 中央處理器)相信大家都知道這是什麼。比較小，比較遜的CPU就叫作MPU(Micro Processing Unit, 微型處理器)。今天的主角叫作MCU(Micro Control Unit, 微型控制器)， 又稱作單晶片微電腦(Single Chip Microcomputer)，在台灣習慣稱作「單晶片」，在大陸則管他叫「單片機」。MCU跟MPU一樣可以看作是一種微型處理器，但不同的是MCU通常會將CPU、RAM、ROM、I/O介面等全都包含在同一顆晶片上。也就是說一顆MCU晶片就可以看作是一部超迷你型的電腦。
MCU通常是拿來作一些小型的控制，像是家電、自動控制、玩具等等，需要作一些電腦控制，但又不可能把一台電腦放進去的那種場合，就非常的好用。在業界很多人是靠這個吃飯，但喜歡的話可以拿來作點小玩具玩，比如沒事可以來作個CD-Pro2，或是小機器人之類的，也蠻不錯的。

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昨天在找一些資料的時候，無意間發現這個叫Proteus的軟體。
稍微研究了一下，還真是見鬼了！
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總算把圖畫好了，作起來會像這樣子吧。


底下還有設計圖和零件圖。

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這是今天的主角，Logitech QuickCam Pro 400
他是一台普通的webcam


看到螺絲起子，知道等下會發生什麼事了吧？

(警告：本篇文章內含大量暴力及裸露內容，未滿十八歲請勿觀賞)


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昨晚寫完上一篇文章後又作了些實驗，不過因為時間不早了來不及寫，來把他們補一補。

．IR LED亮度問題
之前我一直覺得很納悶，不管怎麼的加大電壓、電流，那幾顆IR LED看起來都是那種要死不活的亮度。雖然不能跟高亮白光LED比啦，不過電壓、電流加上去之後總該給我亮一點吧？可是並沒有，就算加了看起來也差不多。仔細想想...該不會是webcam在搞鬼吧？雖然他看的到紅外線，但是不代表他沒過濾紅外線。

於是我就把webcam給拆了，果然在他鏡頭後面找到一片有鍍膜的塑膠片。
看圖，就是他，左邊那個圓形藍藍的鏡片：

這玩意是放在webcam裏面，叫他過濾掉紅外線用的，所以把他給廢了！

先回顧一下昨天一開始用Fujifilm 1.44磁碟片當filter拍的照片：

左上角的紅色led被濾掉看不到
左邊橘色那顆是高亮白光LED，右邊三顆是IR LED。
磁碟片filter有效的發揮他的效果，不過覺得IR LED亮度不夠。


廢了webcam裏頭的濾鏡之後呢，同樣用Fujifilm 1.44磁碟片當filter，變成這樣：

IR LED一整個威啊！這下就連高亮白光LED都完全被KO了
可是拿掉webcam裏頭的濾鏡之後，會發現超白光LED也變亮了點，左上角的紅色LED也露了出來
這大概是因為"人人都有紅外線"的關係吧？少了層filter差別真是蠻大的

不過總之，這次的效果真是太令人滿意了！




．IR LED角度問題
之前有提過IR LED可能光線投射的角度太小，用起來會有點問題。我買的已經是號稱廣角的IR LED了，結果實測能用的角度也才差不多才左右各20度而已。超過之後光點就會看不到，或是變成一小點，所以得想個辦法來處理。

回頭看看剛才的第一張照片：

最右邊那顆長的跟別人不一樣的，就是這次實驗的對象。
他身上穿的是LED的套子，那個只是為了模擬實際裝機後的情況，並不是穿了套子就比較厲害。

所以我對他作了什麼？
我想...反正又不是真的要把IR打出去讓人家接收，只不過要讓webcam看到一大片光對吧？所以我就拿起400號砂紙，狠狠的把他整個磨成霧面。


這是從側面將近90度拍的測試圖：

左邊的高亮白光LED在這角度幾乎快不見了
再來兩顆正常的IR LED，光型也縮成一小點和上面的長條型反光。(這樣的光容易讓軟體誤判)
最右邊這次的實驗對象，還一樣維持一個相近大小圓圓的亮光區域。

這下連LED角度太小的問題都一起解決了，這樣看來用到左右各90度都不是問題。

TrackIR要用紅外線作為光源的原因，主要是為了避免環境光的影響。

以原廠的TrackIR來講，他在webcam上裝了"可見光濾鏡"(他只讓紅外線通過，所以可能把他叫作"IR透鏡"比較不會搞混???)，把一般的光源濾掉。然後從webcam端投射出紅外線，照到頭上的三個反光片彈射回來，就依靠他"看到"的這三個光點來作辨識。

這樣作有幾個好處：
1.濾掉景物；避免環境太亮、景物太雜，影響光點位置的判斷。
2.webcam端投出的是人眼感覺不到的紅外線；若換作一般光源直接對人臉投射，會覺得剌眼。
3.用反射片的形式，頭戴裝置較為簡單，且不需額外電源。
4.反射片為弧形，可辨識角度大。
缺點則是：
1.webcam投出的紅外線也會把反射片之外的東西照亮，例如：金屬、眼鏡等。
2.反射的亮度會較弱。


而我現在作的，是和原廠TrackIR反過來，直接把IR Led放在頭上去打webcam。
這樣作的好處：
1.IR光點亮度更高
2.人臉或背景不會被IR照亮，避免誤判。
3.若換作用一般LED，螢幕和鍵盤會被LED照亮，會覺得不舒服。IR LED則無此問題。
缺點則是：
1.需要額外電源。
2.IR LED角度可能會較小 (大約左右各20度)


IR可以剛好被利用，其實要感謝webcam看的到IR，而人的眼睛看不到。底下這張是webcam拍下來的照片：

左上角的是一般的紅色LED
左邊的那顆是高亮度白光LED，超亮的
最右邊的三顆就是IR LED，用眼睛看的話是完全感覺不到他們在發光的。


再來說說IR透鏡，用來讓webcam變瞎子的東西。
我本來是想去買正規的IR透鏡來用，相機或攝影機在用的那種。以前不是有新聞報導過紅外線攝影機可拿來偷拍透視的嗎?就是用那玩意。結果...不知道是很多人買來偷拍還是怎樣，都賣的爆貴的啦，一片小小3x mm的，就都要800塊以上。這價格...比這計畫的其它全部材料加起來都還要貴啊！不可能買的啦。

於是開始找可以替代的東西吧。本來想試試空白的相機底片，多少可以濾點自然光吧？可是家裏沒那玩意，沒得試。左想右想，後來發現一個神奇的玩意：磁碟片。


這是把Fujifilm 1.44軟碟片放在webcam鏡頭前拍的畫面：


他工作了！(It works!)
webcam變瞎了，旁邊景物變成全黑。
左上角的紅光LED也不見了
剛才超強的高亮度白光LED，現在光芒全不見了，變成了磁片透光的暗橘色。
右邊的三顆IR LED，卻還能維持白色的光線。
磁碟片真是人類的好朋友啊！！


不過我覺得磁碟片畢竟不比真正的IR透鏡，他濾掉太多光線了，現在IR LED的亮度我覺得有點不夠。所以....找個"雜牌的磁碟片"來試試，搞不好因為偷工減料，結果會更好用？

這是拿雜牌磁碟片當Filter拍的：

還真的...變亮了。
雖然正常光也透進的比較多，白光LED的橘色變亮了。不過周圍景物看來還隔絕的不錯。

可見光濾鏡(IR透鏡) 材料費：0
恭喜"雜牌磁碟片"這次獲得了冠軍。

沒多餘的時間回頭講之前軟硬體測試的過程，之後再來補
先來看看機構好了...

總之...就是要想辦法把4顆IR LED放在頭上，4顆LED的位置要按一定的相對位置不能亂擺。我是打算作個支架掛在耳機上，雙帶的耳機固定在上面那層應該是沒什麼問題。

電池盒就放最上面，但因電池盒很醜，也許可找個腳踏車用的5 LED尾燈代替，既可當電池盒，而且連裏面的電路都可以直接用。不過電池盒怎麼固定在耳機上倒是個問題。

支架的機構之前想了幾種方法來作：

1.鐵架：
可以找鐵絲或衣架來作，但是太粗怕太重，太細怕會變形。變形led位置跑掉就麻煩了。

2.薄板：
輕薄但強度夠的板子。把造型割下來再來黏。準度方面應該是沒什麼問題。不過不知要用什麼板好?模型用的改造板好像有點重，飛機木不小心折到就斷了。不過其實是懶的動手施工啦....想到要割東西就覺得麻煩。

3.玻纖+保麗膠：
自己灌模.......還是別鬧了。

4.樂高
莫名奇妙想到的主意。用樂高來拼....。現在樂高零件形狀很多，應該是拼的出來。電池盒那邊也比較沒問題，樂高作個盒子把電池盒丟進去就好了。


於是這就是今晚的成果：
紅的是電池盒，黃的是IR LED要擺的位置。



畫啊畫的就開始發現幾個問題。
1.要用的零件很多買不到！在台灣樂高要單獨買零件是還找的到，不過都缺東缺西的。
2.樂高每一塊的體積還是太大了，對這種小尺寸的東西很難處理。
3.電池盒那邊因為樂高有 0.8cm左右的厚度，作起來應該是大的不得了。
4.看起來很重。
5.戴起來還蠻像聖鬥士星矢的。這不是在搞笑啊！


所以...還是乖乖的用薄板來作結構好了....
有沒啥板子比較好切強度又夠的啊?