模組介紹 : faya洞洞板

學習目標 : 認識faya洞洞板功能及使用方式
學習時間 : 20min

====================功能介紹====================
faya洞洞板模組擁有和其他faya電子積塊一樣的造型:

(1) 模組的四個角落擁有和樂高相容的圓柱孔，方便和積木結合。
(2) 模組左邊有輸入埠，右邊有輸出埠，透過單芯線連接訊號。
(3) 模組上方兩個相通的白色電源座，用來串聯系統中的電源。

模組中間區域佈滿標準的IC間距（2.54mm）的圓型獨立的焊孔，整個板子上看起來都是小洞，所以俗稱為「洞洞板」。仔細觀察洞與洞之間，發現部分的小洞已經預先短路了，目的和麵包板一樣，可當成連結電路時的[節點]使用。下圖中紅色線條代表所串起來的焊孔是短路的，大家可以根據電路需求多加利用。

=====================注意事項====================

(1) 電源母座的VCC和GND焊孔並未和其他焊孔相連，因此製作電路時，記得用跳線將VCC和GND連接到電路中。

(2) 左右排母焊孔並未和其他焊孔相連，因此製作電路時，記得用跳線將用到的輸入/輸出埠連接到電路中。

 

=====================範例實作(一)====================
我們用以下範例來展示洞洞板的功能:

目標:
(1) 利用洞洞板製作一電路能控制faya雙軸伺服馬達模組其中的一軸

建構電路:
我們在[模組介紹:faya積木麵包板模組]中介紹過如何建構一能控制faya雙軸伺服馬達模組的PWM調變電路:

文章中包含電路解說，並建議各元件插在麵包板上的順序，大家可以點進上面的連結參考相關內容與觀看範例結果，最後完成的麵包板電路外觀如下

以麵包板電路控制馬達的結果如下:

我們將同樣的電路移植到洞洞板上，移植過程就不加以解說了，完成後的正面如下，大家可以發現我們把VCC和GND用短跳線拉到上排的兩行bus線

為了美化模組的外觀，我們把大部分的連接線都挪到背後了，如下所示

範例結果:
完成後，和麵包板電路相同接法，將輸出埠連到雙軸伺服馬達輸入訊號，會得到同樣的結果

接下來我們將麵包板和洞洞板上的控制電路，分別連接控制雙軸伺服馬達的兩軸，如此一來就可以同時控制雙軸了。

影片中可發現馬達抖動的很厲害，因為兩個板子上都有震盪電路，震盪訊號會透過地線互相干擾，進而影響到雙軸控制信號，我們在電源進入雙軸伺服馬達前加裝一個[faya 電源濾波模組]，能夠改善抖動的行為。

以下影片可發現抖動的現象改善了，但是訊號還是會透過不同的路徑干擾到馬達的控制，想要完全消除此現象，還需要再特別設計雜訊抑制電路。

=====================範例實作(二)====================

目標:
(1) 利用洞洞板製作一除彈跳電路

建構電路:
我們在[模組介紹:faya極限開關模組]的範例中，示範了許多軟體除彈跳範例，我們利用這個機會，在洞洞板上設計一個硬體除彈跳電路，電路圖如下: (參考網址)

電路功能解釋如下:
- 當開關呈開路狀態時，電源經由R1/D1對電容C1充電
- 當開關呈短路狀態時，電容C1對R2放電
- 74HC14施密特觸發器讓輸出訊號瞬間以HIGH/LOW呈現，避免充放電所造成的訊號延遲
-  綜合以上，平時因為開關未按壓，因此C1呈充滿電的狀態(HIGH)，此時輸出為LOW; 當開關壓下去時，C1對R2放電(LOW)，即使產生彈跳現象，C1也來不及充電到HIGH， 因此C1電位保持LOW電位，反向後，輸出為HIGH
- 放開開關後，電源經由R1和D1對C1充電，直到C1為HIGH電位，即使產生彈跳現象，C1也來不急放電到LOW，因此C1保持HIGH電位，反向後，輸出為LOW。

使用2.2uF的電容，我們可以套用以下公式來算出R1，R2阻值，其中T為延遲時間:

R1 = T x 750
R2 = R1 x 0.9 

如果我們要延遲36ms，此時，R1 =27Kohm， R2 = 24Kohm，我們依照此規格，將各元件焊接在洞洞板上，最後完成的電路外觀如下，其中P0為輸入端，Q0為輸出端，只要把此模組安插在開關和Arduino間，即可達到除彈跳的功能。

範例結果:

首先我們看一下未除彈跳之前的影片

接著我們在開關和arduino中安插剛剛完成的除彈跳電路，比較一下結果，發現彈跳問題完全改善了。

討論:
當使用者想要設計自己的電路而且可以融合到faya電子積塊模組時，除了使用faya積木麵包板，faya洞洞板也是一個很好的選擇，這也是當初設計此洞洞板的原因。

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