器材内容
挑战器材套件电子部分包含以下主要部件与模块
| 名称 | 型号 | 数量 |
|---|---|---|
| 主控板 | 1 | |
| 功能扩展板 | 1 | |
| 电池盒 | AA x 6, 9V | 1 |
| 电池盒 | AA x 4, 6V | 1 |
| 液晶屏 | LCD1602 | 1 |
| OLED显示屏 | 1 | |
| 存储模块 | 外置 | 1 |
| 温度传感器 | BME280 | 1 |
| 颜色识别传感器 | TCS34725 | 1 |
| 红外遮挡检测 | 3 | |
| 时钟模块 | RTC1307 | 1 |
| 直流电机驱动 | MX1515或兼容 | 1 |
| PWM信号发生器 | PCA9685 | 1 |
| 蓝牙通信模块 | 1 | |
| USB串口模块 | 1/5 | |
| 按钮模块 | 2 | |
| 旋钮模块 | 2 | |
| 位置控制舵机 | SG90 | 2 |
| 速度控制舵机 | SG92R | 1 |
| 直流减速电机 | MX1919或同类驱动 | 1 |
| 结构件 | 尼龙柱 | 若干 |
| 线材 | 杜邦线、双头HX2.54四线排线 | 若干 |
主控板与扩展板
通过板上的排针和排母插座进行连接，扩展板可以为编程器提供额外的输入输出和模块接口。
caution
连接时应注意上下两排排针排母的宽度。
正确连接方式见下图
tip
可以选配尼龙螺柱连接件提高稳定性。
电池盒
AA x 6型9V电池盒用于通过扩展板右侧上方的DC插口为主机供电。
tip
也可以使用其他室内9V直流电源。
AA x 4型6V电池盒用于为PWM信号发生器提供6V电源。
正确连接时，可以从板上标有V+的管脚处获得6V电压。
液晶屏
LCD1602液晶屏用来进行程序的显示与输入。
note
通过排线与主控板左上方的HX2.54插座相连接。
caution
连接时应当注意VCC、GND、SDA和SCL这4个管脚的对应关系，避免错接。
OLED 显示屏
- 作为辅助屏幕，可以显示寄存器数值、系统状态等信息。
- 同时也可以作为绘图指令的显示输出，通过组合按钮进行页面切换。
note
通过主控板中部的排母接口进行连接。
时钟模块
基于RTC的DS1307实时时钟芯片，一般由纽扣电池提供电源，为系统提供当前的时间信息。
note
通过扩展板右侧的排母接口连接，方形标识左上角印有RTC1307字样。
caution
连接时应注意管脚顺序。
颜色识别传感器
用于识别近距离物体的颜色，识别结果以R、G、B这3种颜色通道的形式存入对应的3个寄存器中。
note
通过扩展板中间上侧的排母接口连接，方形标识左上角印有TCS34725字样。
caution
连接时应注意管脚顺序。
温度传感器
用于检测环境温度，检测结果存入对应的寄存器中。
note
通过扩展板中间上侧的排母接口连接，方形标识左下角印有BME280字样。
caution
连接时应注意管脚顺序。
存储模块
允许用户对所写程序进行保存和读取。
note
通过主控板右上侧的排母接口连接，形如梯形的标识上方印有U3字样。
caution
连接时应注意管脚顺序。
直流电机驱动
能够驱动两个直流电机。
note
器材提供的直流电机已经焊上PH2.0插头，驱动模块上的芯片型号为MX1515或兼容型号。
caution
需要连接外部电源，并由扩展板或其他模块提供驱动信号，具体方式参考实例。
红外遮挡检测
用于检测是否有物体靠近。
info
检测效果会受到物体的颜色和环境光线的影响。
caution
使用前需要对检测灵敏度进行测试和微调。
note
通过扩展板右侧下方标有Digital Input字样的排针连接。
caution
连接时应注意管脚顺序。
VCC和GND分别对应扩展板上的3V3和GND；OUT管脚连接到DI0~DI3之一。
具体使用方式参考实例。
PWM信号发生器
基于PCA9685芯片，能够输出16路PWM信号。
note
通过I2C总线进行控制，用杜邦线将模块左侧排针所对应的GND、SCL、SDA和VCC分别连接到主控板左侧中部排母的对应位置，然后启动电源。
danger
V+管脚不可以和VCC混淆！
V+来源于模块中间上侧的接线端子，注意接线端子与6V电池盒的正负极间必须如下表正确连接!
| 管脚 | 接线 |
|---|---|
V+ | 电池盒红线(+) |
GND | 电池盒的黑线(-) |
caution
舵机的排线可以直接与模块PWM输出连接。
注意这里的V+是电池盒所提供的外部电源。当外部电源断开时，舵机会停止工作。
tip
可以将板上任意V+和GND分别连接到直流电机驱动模块的VDD和GND处，为其提供6V电源。
按钮模块
能够将按钮的状态，比如是否按下，以二进制值的形式传递给主控。
note
连接方式与红外遮挡检测模块类似，通过扩展板右侧下方标有Digital Input字样的排母连接。
caution
连接时注意管脚顺序。
VCC和GND分别对应扩展板上的3V3和GND；OUT管脚连接到DI0~DI3中之一。
具体使用方式参考实例。
旋钮模块
由电位器实现，通过旋转旋钮改变电位器的阻值，从而产生能够反映电位器角度的连续电压值。
note
旋钮模块通过主控板右侧下方标有Analog Input字样的排针连接。
caution
VCC和GND分别对应排针位置上的5V0和GND；OUT管脚连接到AN0~AN3中之一。
具体使用方式参考实例。
位置控制舵机
蓝色的9g舵机是一种以角度伺服的电机，因内部装有电位器检测轴转动角度，常用于固定翼飞机或船只模型的尾舵而得名。
note
通常使用PWM信号进行驱动，舵机标有SG90字样。
info
- 舵机的常用转动角度在0°~180°之间；
- 舵机所能转动的范围通常略大于180°。
danger
该舵机必须配合舵机驱动模块使用，具体方式参考实例。
速度控制舵机
蓝色9g舵机能够无限角度顺时针或逆时针旋转，因此也称为轮式转动舵机。实质上也就是一种直流减速电机。
note
控制信号与SG90相同，即使用一定占空比的PWM信号控制转速和方向。标有SG92R字样。
tip
可以通过破坏SG90这类角度伺服电机内部的电位器获得，因此可以通过SG90同类控制器进行驱动。
直流减速电机
黄色直流减速电机常见于智能小车。
note
应当使用直流电机驱动器进行控制，器材套件选用MX1919及同类驱动。
tip
直接将电机上所焊接的PH2.0插头连接到电机驱动器对应的插座上即可。
info
这里我们使用PWM信号发生模块对直流电机进行速度调节，具体方式参考实例。
蓝牙通信模块
通过使用蓝牙模块可以实现编程器与计算机之间的通信，为在运行时控制和程序的上传提供便利。
note
通过HX2.54排线与扩展板中部下侧排针连接，模块上的VCC、GND、TXD和RXD分别对应5V0，GND、Rx2和Tx2。
info
这里选用的蓝牙模块能够自动组网，支持1-1或1-N通信。
USB串口模块
为计算机添加1个外部串口通信接口用于连接，通过[控制台终端程序]可以对编程器的程序进行传输、远程配置、上传等操作。
info
本赛季分发的每5份器材套件，配备1个USB串口模块和1个额外的蓝牙模块。
结构件
尼龙柱件可以为编程器提供稳固支撑，以及固定液晶屏。
线材
用于连接主机与各模块。