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# System prepended metadata

title: Dobot Magician

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# Dobot Magician User Guide (DobotLab-based)
## 啟動與復歸

### 🔹 LED 指示燈狀態對照表

| LED 顏色/狀態       | 代表意義                               | 處理方式 |
|--------------------|--------------------------------------|----------|
| 🔴 紅燈            | 機械臂位於限位位置（超出可用範圍）      | 手動將機械臂移回工作區域 |
| 🟡 黃燈            | 啟動中 / Reset 過程中                  | 等待，約 5 秒後會轉綠燈 |
| 🔵 藍燈（常亮）    | 離線模式                               | - |
| 🔵 藍燈（閃爍）    | Homing（歸零）過程                     | 等待完成，之後會變綠燈 |
| 🟢 綠燈            | 機械臂運作正常，可使用                  | - |
| 💡 熄滅            | 已完全關機，可安全拔電源                | - |

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![image](https://hackmd.io/_uploads/r18IDDCsge.png)
![image](https://hackmd.io/_uploads/Hk-dDDRoll.png)

### 🔹 關機注意事項
- 關機時，Dobot Magician 會 **慢速移動到特定位置**。  
- ⚠️ 請勿將手伸入工作區域，避免夾傷。  
- **必須等 LED 完全熄滅後**，才能拔除電源，否則可能損壞設備。  

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### 🔹 坐標異常處理
若在 **DobotLab** 上看到坐標異常，可以：
1. 按下基座背面的 **Reset 鍵**  
2. 或在 DobotLab 軟體中點擊 **Home（歸零）**  

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### 🔹 Reset 流程
1. 按下 **Reset 鍵** → 機械臂與電腦自動斷線  
2. LED → 🟡 黃燈  
3. 約 5 秒後 → 🟢 綠燈 → **Reset 成功**

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### 🔹 Homing 流程
1. 按下 **Home** → 機械臂先 **順時鐘轉到限位位置**  
2. 自動回到原點  
3. LED → 🔵 藍燈閃爍  
4. 完成後 → 聽到蜂鳴聲 ＋ 🟢 綠燈 → **Homing 成功**

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### 🔹 外部設備連接規則
⚠️ 一定要先 **完全關機** 再插拔外部設備：  
- 藍牙模組  
- WiFi 模組  
- 棒狀控制器  
- 紅外線感測器  
- 顏色感測器  

 否則可能導致模組或主機損壞。


## 座標系統

### 🔹 關節座標系統 (Joint Coordinate System)
![image](https://hackmd.io/_uploads/rk0Kww0jxl.png)

座標由 **各運動關節角度** 所決定。  

- **未安裝末端執行器** → 機械臂有 **三個關節**：
  - J1：基座旋轉
  - J2：後臂旋轉
  - J3：前臂旋轉
- **安裝帶伺服的末端執行器**（如吸盤、夾爪） → 機械臂有 **四個關節**：
  - J1、J2、J3 + J4（伺服旋轉）
- **正方向**：皆為 **逆時鐘方向**  

👉 使用情境：需要直接控制每個馬達的角度，例如機械臂姿態的細部調整。

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### 🔹 笛卡爾座標系統 (Cartesian Coordinate System)
![image](https://hackmd.io/_uploads/r1riPP0oxx.png)

座標由 **基座原點與 XYZ 軸** 決定。  

- **原點**：三個馬達（基座、後臂、前臂）的中心  
- **軸向定義**：
  - X 軸：基座前方，向前  
  - Y 軸：基座左方，向左  
  - Z 軸：垂直向上（依照右手定則）  
  - R 軸：末端伺服相對於原點的旋轉姿態（僅在安裝伺服末端時存在，正方向為逆時鐘）  

👉 使用情境：需要控制末端執行器（如筆尖、夾爪）在空間中的位置，常用於繪圖、抓取、加工。

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### 🔹 差異比較

| 特徵                | 關節座標系統 | 笛卡爾座標系統 |
|---------------------|-------------|---------------|
| 座標來源            | 馬達關節角度 | 基座空間座標  |
| 控制方式            | 旋轉 J1~J4   | 移動 X/Y/Z/R  |
| 適用情境            | 姿態控制     | 空間位置控制  |
| 使用者直觀性        | 較不直觀     | 較直觀        |

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- **Joint** → 以馬達角度為基準，控制較細但不直觀。  
- **Cartesian** → 以空間座標為基準，控制直觀、適合教學與操作。  


## 運動模式

### 🔹 點對點 (PTP, Point-to-Point)
PTP 模式表示機械臂從 **點 A → 點 B** 的移動方式。  
行徑的軌跡取決於所選的運動模式。
![image](https://hackmd.io/_uploads/BkrquPAsxx.png)

#### 1. MOVJ（Joint Move, 關節運動）
- **說明**：各關節從初始角度轉到目標角度，不考慮末端路徑。  
- **特點**：速度快，路徑可能是曲線或弧線。  
- **應用**：需要快速移動，不在乎軌跡形狀。  

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#### 2. MOVL（Linear Move, 直線運動）
- **說明**：末端執行器從 A 點到 B 點沿 **直線路徑** 移動。  
- **特點**：軌跡精確為直線，但速度通常比 MOVJ 慢。  
- **應用**：繪圖、焊接、搬運液體等需要路徑精準的任務。  

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#### 3. JUMP（跳躍運動）
![image](https://hackmd.io/_uploads/H1oj_D0slx.png)

- **說明**：透過「先抬高 → 移動 → 再下降」的方式抵達 B 點。  
- **軌跡**：像「ㄇ」字或「門」的形狀。  
- **步驟**：  
  1. MOVJ 模式抬升到高度 **Height**  
  2. 水平移動到 **B 點上方 Height**  
  3. 垂直下降至 **B 點**  
- **應用**：避免碰撞，適合抓取/放置動作。  

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#### 4. ARC（Arc Move, 弧線運動）
![image](https://hackmd.io/_uploads/r1OTuw0jxx.png)

- **說明**：由三個點決定一條弧形路徑：  
  - 當前點  
  - 弧線上的任意一點  
  - 終點  
- **注意**：三點不能在同一直線上。  
- **應用**：塗膠、繪製曲線、圓弧加工。  

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### 🔹 模式比較

| 模式   | 路徑型態 | 特點          | 常見應用 |
|--------|---------|--------------|---------|
| MOVJ   | 關節運動 | 快速、不管路徑 | 快速移動 |
| MOVL   | 直線運動 | 精確直線、較慢 | 繪圖/焊接 |
| JUMP   | 門形路徑 | 抬高後再下降   | 抓取/放置 |
| ARC    | 弧線運動 | 由三點決定弧線 | 塗膠/曲線作業 |

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- **MOVJ** = 快速到點，不在乎路徑  
- **MOVL** = 精準直線路徑  
- **JUMP** = 抬高避障，安全放置  
- **ARC** = 弧線移動，適合曲線任務  


## 基座按鍵功能
![image](https://hackmd.io/_uploads/SkQhtDRsge.png)

### 🔹 Reset Key
- **功能**：重置 MCU 程式  
- **流程**：  
  1. 按下 Reset 鍵 → LED 指示燈變 **黃色**  
  2. 約 **5 秒後** → LED 指示燈變 **綠色**  
  3. 表示 **Reset 成功**

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### 🔹 Functional Key
- **短按 (Short press)**  
  - 啟動 **離線程式**（Offline program）  
- **長按 2 秒 (Long press)**  
  - 執行 **Homing（原點復歸）** 程序  

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### 🔹 狀態對照表

| 按鍵        | 操作方式     | 功能說明                  | LED 狀態 |
|-------------|--------------|---------------------------|----------|
| Reset Key   | 單擊         | 重置 MCU 程式             | 黃燈 → 綠燈 |
| Functional Key | 短按     | 啟動離線程式              | 依程式而定 |
| Functional Key | 長按 2 秒 | 執行 Homing（原點復歸）   | 藍燈閃爍 → 綠燈 |

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### 🔹 外圍介面說明
![image](https://hackmd.io/_uploads/Sy7gnPAige.png)

| 介面         | 描述 |
|--------------|------|
| **SW1**      | 空氣泵的電源接口；輸出可控 12V 電壓 |
| **SW2**      | 輸出可控 12V 電壓 |
| **步進馬達1** | 使用者定義步進接口；噴嘴接口（3D 列印模式） |
| **步進馬達2** | 使用者定義步進介面 |
| **GP1**      | - 空氣壓縮機信號介面<br>- 顏色感測器介面<br>- 紅外線感測器介面<br>- 使用者自定義通用介面 |
| **GP2**      | 使用者自定義通用介面 |

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- **SW1 / SW2** → 提供 **可控 12V 電源**，常用於外接模組（例如氣泵）。  
- **步進馬達1 / 2** → 可做 **3D 列印噴嘴** 或 **自定義步進馬達控制**。  
- **GP1 / GP2** → 通用 I/O 介面，可外接 **感測器（顏色 / 紅外線）** 或做 **二次開發**。  

👉 這組外圍介面更偏向 **擴充功能 / 感測器連接**，而表 4.3 的前臂介面則偏向 **末端工具與 3D 列印模組**。  


## 前臂interface
![image](https://hackmd.io/_uploads/SytF2DAsgg.png)

### 🔹 前臂外圍介面描述

| No. | 名稱 | 功能說明 |
|-----|------|----------|
| 1   | **GP3** | - 末端工具接口<br>- R 軸伺服接口<br>- 使用者自定義通用接口 |
| 2   | **GP4** | - 自動水平接口<br>- 使用者自定義通用接口 |
| 3   | **GP5** | - 雷射雕刻信號接口<br>- 使用者自定義通用接口 |
| 4   | **SW3** | - 熱端接口（3D 列印模式）<br>- 輸出可控制 12V 電源 |
| 5   | **SW4** | - 風扇接口（3D 列印模式）<br>- 雷射雕刻電源接口<br>- 輸出可控制 12V 電源 |
| 6   | **ANALOG** | - 類比熱敏電阻介面（3D 列印模式） |

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- **GP3~GP5**：提供末端工具、水平校正、雷射信號或使用者自定義 I/O。  
- **SW3 / SW4**：主要用於 3D 列印與雷射雕刻，輸出可控 12V 電源。  
- **ANALOG**：專門給 3D 列印時的溫度感測。  

