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tags: HW(HomeWork) Guide
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# 0527/0602 課程 Code + HomeWork Guide

- 注意: 有==黃標==的都是你要寫作業一定要看懂的地方。
- 注意2: 請不要把這裡當作你交作業的地方。交作業的地方在別的 page。

## 電路圖
- 電路圖: 

- 接線圖: 
- 註: ==電容可以不用接沒關係==。在模擬器中不影響功能

### 電路解析
- 此電路圖是一個控制 Servo 進行旋轉的電路。
- 在可變電阻旁邊，你可以看到本次作業多了兩個新的元件:
- 電容 (Capacitor):
- 
- 是一個**儲存電壓能量的元件**，在沒有**外加電位差**的時候會將電容內的電壓放出。
- 在電路中起到**穩定電源**的作用。(就像臨時發電機 or 蓄水塔一樣)
- ==拔不拔除不影響功能==，但是可以幫助電路濾除雜訊、防止 **真實 Servo 一時需要太多電流而導致功能失常**的問題。
- ==電位計== (Potentiometer):
- 
- ==可以當作是可變電阻的一種==
- 會有一個可以旋轉的物理介面，會改變==圖中箭頭指到的電阻位置==，所以會改變分壓比例
- 實際上的等效電路如圖，只是==物理上會因為 arrow(箭頭) 的上移導致 R1 變小而 R2 變大==，反之==下移的時候 R2 變小 R1 變大== 
- 而我們在過去的 Slide 中知道: ==R1、R2 的比例會因為分壓律的關係，使我們電阻上分到的電壓差不同==: 

## Code

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//  Arduino Starter Kit projects
//
//  Created by Claudio Carnino
//  Modified by Josh Chang
//  Copyright © 2021 Futurenest. All rights reserved.
//https://hackmd.io/CC-l35guRkaAayxbZu8UyQ#

// 載入 Servo 函式庫的標頭檔
#include <Servo.h>

enum PinId {
    PinIdPontentiometerOutput = A0,
    PinIdServoMotorInput = 9,
};

enum PontentiometerOutputValue {
    PontentiometerOutputValueMin = 0,
    PontentiometerOutputValueMax = 1023,
};

enum ServoMotorInputAngle {
    ServoMotorInputAngleMin = 0,
    ServoMotorInputAngleMax = 179,
};

const int loopCycleDelayMilliseconds = 15;

// 宣告一個 Servo 的物件實體
Servo servoMotor;
int potentiometerValue;
int servoMotorAngle;

void setup() {
	// 告知伺服馬達所使用的腳位
  servoMotor.attach(PinIdServoMotorInput);
  Serial.begin(9600);
}

void loop() {
    // 讀取電位器數值
    potentiometerValue = analogRead(PinIdPontentiometerOutput);
    Serial.print("PontentiometerOutputPin: ");
    Serial.print(potentiometerValue);
    
    // 計算伺服馬達轉動角度：將電位器變化數值轉換為 0-180 度。
    servoMotorAngle = map(potentiometerValue, 
                          PontentiometerOutputValueMin, PontentiometerOutputValueMax, 
                          ServoMotorInputAngleMin, ServoMotorInputAngleMax);
    Serial.print(", angle: ");
    Serial.println(servoMotorAngle);
    
    // 轉動伺服馬達
    servoMotor.write(servoMotorAngle);
    
    delay(loopCycleDelayMilliseconds);
}

### Code 解析
- `enum` 不影響我們對本次 Code 的邏輯理解。

- `servoMotor.attach(<PIN_NAME>)` 是用來告訴 Arduino 對於 `PinIdServoMotorInput` 此一引腳要接上 Servo
- 所以在本次 Code，意義上跟 `servoMotor.attach(9)` 等價，原因是因為在 Code 的第 14 行，我們設定了 `PinIdServoMotorInput = 9` 當作變數。

void setup() {
	// 告知伺服馬達所使用的腳位
  servoMotor.attach(PinIdServoMotorInput);
  Serial.begin(9600);
}

- `map(<input_Variable>, <input_fromLow>, <input_fromHigh>, <input_toLow>, <input_toHigh>)` 指的是將 `<input_Variable>` 對應的數字的==尺度放大==
- 舉個例子，如果我現在有一把尺，刻度 0~10 裡面存在一個點，它在 `5` 上面，也就是==在這把尺的中間==
- 則如果我換另一把只有 0~5 刻度的尺，那==如果我把這個點放在這把尺的中間==，則對應到的刻度只有 `2.5` 而已。
- map 就是在把這個 "點" 做==尺跟尺之間的尺度互換==，`fromLow/High` 就是你原本的尺，`toLow/High` 就是你想換過去的新尺。

- `servoMotor.write(<ANGLE>);` 指的是==要讓 servo 轉幾度==，以 `servoMotor.write(servoMotorAngle);` 來說，就是讓 Servo 轉 `servoMotorAngle = ????` 度
- `????` 是程式中 "你" 寫的東西，在 `map` 那邊被決定。

## 作業內容

### 問題一
- 請利用==之前在 Tinkercad用過的三用電表功能==，觀察下方三張圖，在這三張圖對應的 Servo 角度中，回答==類比輸入 A0 的 "對地" 電壓是多少==，並擷取圖片
- 
- 
- 

- 圖片一樣請按照過往作業格式，學號 + 姓名寫入註解並上傳，以下是回答範例:
- 
- 記得圖片中==要有電壓數值==。

### 問題二
- 觀察問題 1 跟 Code，為何我調整電位計就可以改變 Servo 的位置？我在程式中作了什麼事情？請詳述程式流程==及該流程中每個函數的物理意義==。

### 問題三
- 請觀察上述的電位計電路，並請在 Tinkercad 中使用麵包版接出一個==測量 "電位計中點的對地電位差" 功能的電路==，並截圖 + 加入學號姓名的註解。
- 這題你會用到:
- Tinkercad 的電表
- 電位計的 "中點" 就是中間那一根腳。
- 對地電位差: 請參考第二週 Slide 中==對於絕對電位的定義==。

### 問題四
請回答以下小題：
- 對於本次課程的負擔，如果 0~10 以滿分十分來當作受不了的標準， 請說一下你會打幾分?
- 承上題，請問原因是？
- 需要對哪一個知識做補述？