创客教育入门级MiniLFR 巡线小车机器人众测报告

一. 前言
二. 产品与厂商
三. 小车开箱及模块介绍
四. KittenBlock编程工具
五. 自制程序
六. 总结

一. 前言

首先感觉蛮中测大佬放弃机会, 然后感谢众测君想到了排骨, 把这次宝贵的机会让排骨接了盘!

让排骨达成了传说中的连中!

去年国庆众测的 Vincross HEXA蜘蛛机器人 没中到, 这不去谈它了.

这次排骨中测的 MiniLFR 小车 与2015/2016年众测上架的 mBot/mBot Ranger 非常相似. 同样是基于Arduino 平台并面向中小学习的编程学习"玩具"? 只是没有了 mBot 那种 Meccano 似的组装体验...

二. 产品与厂商

这次提供的众测产品 Mini LFR (Line Follower Robot) 迷你巡线机器人 来自 KittenBot (深圳市小喵科技有限公司), 从金主官网 kittenbot.cn / kittenbot.cc 看, 小喵是2016年注册成立的新公司, 主页还没完善, 已经推出了 RosBot 开发板和 Robot:bit 扩展板两款主要产品和五款套件及多款电子模块.

RosBot: 小喵研究的主控板, 目前小喵已配合推出了多款机器人小车套件, 是小喵公司的主打产品.

Robot:bit: Micro:bit 主控板的扩展板, 扩展了 Micro:bit 的功能, 让其支持小喵家的各种模块.

Mini LFR: 集成了小喵家入门级主控板的小车, 跟 RosBot 比扩展性比较低. 这次众测的主角就是这款 Mini LFR 巡线小车机器人.

(本节内容均为YY, 有错望指正)
2015年9月教育部发布推进教育信息化工作的指导意见开始, 全国各级教育厅, 中小学开始推广创客教育.(关于什么是创客, 什么是STEM/STEAM请自行百度)

各省各市教育厅及主要院校纷纷响应意见开展跨学科教育课程, 编制教程书箱, 采购组件工具, 举办竞赛活动.
第三方教育机构也纷纷加入创客教育的阵营, 师资和硬件应该远比院校强得多, 也不像院校二课堂一般每周一节课.
创客教育资源的需求扩大, 各地创客工厂公司也就随之爆发. 所以就有了小喵... 应该是这样吧...

三. 小车开箱及模块介绍

这次的小车众测君是顺丰过来的, 没有黄胶带, 候补的就不给黄胶带么? !

1. 包装盒

小车包装盒很小很轻, 设计也很简洁. 无厂名厂址电话, 应该算是工程机吧. 不至于是三无产品吧...

各种模块零件紧密的塞在了盒子里. 拿出来后发现无法再塞回去了....

小喵小车全家福. 从左至右 上至下分别是:
1. 简易说明书
2. 黑线地图
3. 包装盒上盖
4. microUSB数据线
5. 电工黑胶带 (其实是贴地上给小车巡路用的... 小车使用中不涉及高压电...)
6. 红外遥控器
7. WiFi模块
8. 点阵屏模块
9. 超声波模块 (天猫造型...)
10. 8字RGB灯环 (15灯)
11. MP3模块
12. 小车主体 + 18650电池 + 底盒

2. 说明书

贴出说明书真不是排骨为了凑篇幅, 因为说明书上的这点内容官网上找不到...

目前小喵淘宝店里的商品信息要比官网全得比, 官网论坛有一些示例教学贴, 但是各个主控/模块的详细参数和文档都是没有的, 遇到问题还是去官网秋秋群问吧, 群号是 568084773.

3. 小车主体

因为是入门级产品, 小喵已经省去了组装过程, 将一些模块集成到了主控板上.

电池的一头用塑料片挡住了, 抽掉塑料片, 打开电池开关小车就通电了. USB口可以给小车供电也可以给电池充电.
这五组红外巡线收发传感器需要按官方论坛贴子里的方法较准后才能使用, 当传感器下面有黑线时, 收到的值小于150. 没较准收到的全是-1.

下面几张是车载主板芯片

WCG (深圳市创立翔科技有限公司) CH340G USB转串口芯片, 让小车可以直接通过USB线连接电脑进行调试.

DRV8833 2路电机驱动芯片, 控制两侧轮子转速

主控板的核心, 美国Atmel的 MEGA328P 主控芯片 (听说很经典, 大部分入门级教学级机器人包括以前众测的mBot都是用这个主控), AU 应该是封装类型, 1734 应该是 2017年第34周生产 (9月).
排骨不是电子/工控行业的, 搜索到是用得很溜 :)

AMS1117 3.3V 正向低压降稳压器/低漏失电压调整器? 应该就是降压模块, 将 18650锂电池输出的3.7v降到3.3v.

钰泰科技（上海）有限公司的 ETA9640 移动电源芯片, 让 18650 电池变成变身充电宝?!

4. WiFi 模块

小喵家封装的WiFi模块, 芯片被金属罩盖得很紧, 好像焊起来了, 排骨无法轻易打开, 不过排骨大胆一猜, 此WiFi芯片由深圳市安信可科技有限公司封装, 基于乐鑫信息科技公司的 ESP8266. 此模块还附带软AP模式和Web服务.

5. 红外遥控器

用于向小车前端红外接收器发送指令, 配合编程代码, 控制小车的行动. 比如当小车接收到 2/4/6/8 的红外信号时, 就执行 前进/左转/右转/后退动作.

6. 巡线胶带

这个应该是标准的电工黑胶带, 在此并不是用来包电线的. 小喵提供给玩家贴巡线地图用的... (其实一只粗黑笔也可以吧?)

7. USB to microUSB 短线

和普通的安卓数据线相同, 用于电脑向小车传输代码, 发送命令和给小车电池充电.

8. 巡线地图

小喵提前为玩家准备好的天猫造型的地图, 小车默认固件就可以通过车底5组红外传感器, 按着地图上的黑线开动,

9. MP3模块

小车插入此模块可以实现MP3音乐播放功能. 听起来很美好, 但是有几个头疼的缺点:
1. MP3文件只能提前用电脑通过USB线刷入此模块的闪存里,
2. 写入速度很慢,
3. 多个MP3播放只能使用"上一首/下一首"切换,
4. Win10系统需要用Win7兼容模式运行MP3写入程序,
5. 无停止播放指令, 必须等音乐放完才停......音质? 你是在搞笑吧...能响就行啦~

德州仪器的 SN74LS138 解码器.

左边是深圳市百为电子科技有限公司的 BY8301-24SS MP3主控芯片, 右边是台湾华邦电子的 W25Q128FV 16M闪存芯片

8002A 功放芯片, 厂家不清楚.

10. RGB灯环模块

此模块含15个可独立控制的LED灯芯, 目前排骨发现此模块使用时会触发小车右头灯, 右头灯亮着时此模块才可正常使用. 据小喵工程师说这是由于此模块与车头灯共用了一个引脚造成的..... 也就是说这是个硬BUG?

11. 超声波模块

这个造型不知道是不是马云投了资还是咋的..... 猫双眼是超声波收发器有测距功能, 猫耳是RGB灯芯. 是不是设计反了? 这个模块是小车避障功能的主要模块.

TL074C 运算放大器, 好像很多声卡/功放/耳机都用它. 厂家未知.
美国 Maxim Integrated 公司的 MAX323 收发器.中芯国际 STC 的 15F101W 微控芯片

12. 点阵屏模块

街上广告牌随处可见的走马灯! 可以显示固定点阵图(要自己画), 也可以滚动显示字母字符数字 (中文变乱码!).

2片8x8点阵无法显示中文字体, 如果能换成4片8x8组一个16x16的点阵就能完美中文了.
台湾合泰半导体公司的 HT16K33 LED点阵显示驱动芯片.

四. KittenBlock编程工具

KittenBlock 是小喵基于 Scratch 3.0 二次开发 (或者叫"定制") 的. 玩过树莓派或其它创客开发的值友应该都见过或用过 Scatch 这个工具吧?

目前 KittenBlock 最新的版本是 1.64, 在 http://kittenbot.cn/bbs 官网论坛可以找到下载地址.
KittenBlock 具备完整的 Scratch 功能, 并在 Scratch 的基础上添加上小喵出品的几种硬件支持, COM口调试支持, 例程选择, 脚本读写, C代码编辑, 图形程序转C代码等功能.

1. KittenBlock 界面介绍

顶部工具栏(左):

硬件选择 提供了6种硬件, 这次众测的小车是 MiniLFR 2.0.

连接选择 提供了COM串口和WiFi两种连接方式.
使用USB线接到小车屁端时, Windows设备管理器会出来一个 CH340 的串口.
使用无线网卡连接小车的WiFi模块时, 连接选择里会出来小车的IP地址可供选择.
WiFi连接小车的设置请见官方视频: https://www.bilibili.com/video/av18321570/

示例选择 官方提供了11种小车使用的样例代码块, 通过这些样例代码块让玩家轻松学会小车的编程操作.

点击第一个示例 04点亮车头LED灯 后, 代码区会出现上图黄黄的代码积木, 此段代码大意是 "点击开始(绿旗)后, 小车会重复的点亮左右车头亮1秒, 再熄灯1秒.

顶部工具栏(右):

项目读写: 项目新建, 保存, 另存, 读取. 那个"读取项目ID"有点奇怪, 感兴趣的同学可以自己去官方群问问CC喵.
截屏/取消操作/恢复操作: 这3个不需要解释, 一看就明白.
舞台/代码切换: 切换显示舞台和代码两个板块, 两者稍后介绍.
设置: 可以切换 KittenBlock 的界面语言, 默认好像是英文.

资源与编程版块:
红框是资源版块. 灰框是编程版块.
Scratch 将程序表达式封装成了代码积木, 玩家只需要将代码积木拖到编程版块就能实现免代码编程.

在编程版块点击代码积木就能运行它所代码的程序表达式. 比如上图的 "移动10步" 代码积木代替的表达式是 "move(10)"

在 KittenBlock 中选择了 MiniLFR 2.0 或其它硬件后, 资源版块的代码积木会多出一组专门用来控制小车的代码积木.

舞台版块: 这个版块是 Scratch 中用来设置和调整控制对象的. Scratch 的编程就是用来操控舞台上的精灵(Sprite)的. 通过拖拽代码积木来控制精灵移动位置,变换大小,发出声音, 还有说话(发出字幕)等行为.

排骨要控制的是小车, 不是这只傻猫. 使用资源版块中专门给小车用的代码积木就能控制小车而不是精灵了.

代码版块:
上半部分是C语言代码编辑区, 在此可以用上传按钮将C代码编译并上传到小车的固件中, 也可以恢复成初始代码来还原小车的默认固件. Arduino 是专业玩家用的, 排骨这里不介绍了, 因为那将是另一个巨大的话题.
编程版块中从绿旗开始的代码积木组合会自动转换成C语言代码显示在代码版块中, 但是反之无效, 手工写的C代码不会转换成代码积木.
下半部分是调试区, 可以看到 KittenBlock 向小车发送的命令和错误信息, 还可以手动直接发送命令给小车. 比如发送 "M6 0 1" 小车的右车头灯就亮了, 再发送 "M6 0 0" 车头灯就灭了.

五. 自制程序

排骨的第一个自制程序是超声波避碍, 通过红外遥控器单键控制起停, 小车遇碍立即右转90度. 原理很简单, 一看就懂. 不过这个小程序的实现过程非常的曲折...... (都是CC喵他们的锅!)

六. 总结

这个收尾排骨自己也觉得有点虎头蛇尾的... 不过没办法...想法很多最终被产品限制和BUG一一扼杀... 买这个小车给您家孩子玩, 能不能学习编程排骨不保证, 但是如果孩子能坚持玩一个星期以上, 那耐心和折腾精神是绝对给锻炼上去了! 绝对是个不怕苦不怕掉坑的好苗子!~

优点:
1. 组装简单, 上手快.
2. 出厂内置的功能与官方示例很多.
3. 模块配件丰富.
4. KittenBlock开发工具简洁实用.

缺点:
1. 官方的产品介绍信息太少, 文档几乎没有, 处处是坑啊....
2. 由于设计上的原因, 小车的右车头灯大多数情况下会常亮...
3. 各种LED灯初始亮度太高, 大多数时间无法直视, 非常伤眼.
4. 有时候读取项目出来是空的...
5. 模块存在一些不太致命但很明显的bug.
6. 车头红外发射模块目前不知道能做什么用, 排骨测试了"学习电视遥控器", "反射信号"等都没成功, 估计是小车使用的红外收发模块编码解码比较特别, 小车也接收不了自己发出的信号.