校本旗艦課程 02 · 應用機械人與自動導航

機械人賽車學院 — 應用機械人與自動導航工作坊

告別玩具積木式的拼砌教學。本工作坊深入探討編碼器電機控制、閉環反饋與比例循線演算法,並以一場熱血沸騰的大獎賽(Grand Prix)時間爭奪賽作為結業考核。全套賽車及專業賽道 100% 永久留校。

5 – 10 Sessions (60–90 mins)
Primary 4 – Secondary 4 (15–25 Students)
100% Permanent Hardware Transfer
Grand Prix Competition Included
學校永久硬件

20 輛智能賽車與大型錦標賽道全數留校

全套智能車隊、微型控制器、PVC 模組化賽道及雷射雕刻獎盃全權歸校方所有,持續支援學校校隊與開放日示範。

20×Permanent School Asset

ELECFREAKS Cutebot PRO Smart Vehicles

配備高精度編碼器閉環直流減速電機、4 通道類比紅外循線感測器陣列、超聲波雷達及可充電式動力鋰電池包。

20×Permanent School Asset

BBC micro:bit V2.2 Microcontrollers

原廠正品微型控制器,支援藍牙與 2.4GHz 無線射頻通訊,附高速數據燒錄線。

1×Permanent School Asset

Grand Prix Modular PVC Race Track (2.5m × 1.8m)

2.5米 × 1.8米 重型耐磨防滑賽車專用地墊,包含標準大獎賽彎道、超車發卡彎及發車起步線,附便攜收納防潮筒。

4×Permanent School Asset

Custom School Laser-Engraved Trophies & Awards

專為校方定制的高級雷射雕刻壓克力競賽獎盃(冠、亞、季軍及最佳演算法工程獎)及 20 份全彩結業證書。

模組化課堂進階

10 節閉環控制與競速演算法大綱

結構清晰的技術路徑,引導學生由電機運動學過渡至比例控制與賽事策略調校。

Session 01

電機動力學與編碼器差速轉向

探討編碼器閉環電機之轉速反饋原理;校準左右輪差速轉向,利用 MakeCode 編程 RGB 車頭訊號指示燈。

Session 02

超聲波測距與主動防碰撞煞車

聲波反射測距運算;編寫動態安全距離閾值演算法,實現毫秒級緊急主動煞停與避障轉向。

Session 03

四通道紅外循線陣列校準

深入探討類比感測器訊號轉換;校準四組紅外探頭在不同地面反光條件下的靈敏度,解析黑白邊界。

Session 04

比例控制(P 控制)過彎演算法

摒棄粗糙的開關式(Bang-Bang)搖擺轉向;導入比例控制數學概念,計算偏移量實現平滑高速過彎。

Session 05

多感測器融合與自主超車策略

融合超聲波前方探測與地面循線訊號;設計在遇到慢速車輛時自動變道、加速超車並切回主道之邏輯。

Session 06

進階 PID 參數微調與出彎加速

介紹微分(D)抑制震盪概念;在極限連續 S 彎道中反覆微調算法增益,優化賽車出彎加速軌跡。

Session 07

微波無線通訊與實時圈速計時

利用 micro:bit 無線射頻建立維修區通訊鏈路;透過賽道感應門自動計算每圈用時並廣播至終點計分牌。

Session 08

排位賽道測試與機械結構微調

學生隊伍於 2.5m × 1.8m 官方競賽地墊上進行計時練習;檢查輪胎抓地力、配重及電池放電穩定度。

Session 09

格蘭披治官方排位賽(Qualifying)

正式計時排位賽:各隊進行三次單圈最快衝刺,大會即時記錄最佳圈速並排定決賽起跑排位。

Session 10

格蘭披治總決賽與雷射獎盃頒獎

大屏幕投影即時圈速榜;進行多車分組決賽,由校方代表與導師共同頒發客製雷射雕刻獎盃與證書。

教育局資助規格對齊與安全合規

完全契合教育局「中學IT創新實驗室」(IT Innovation Lab)及「奇趣IT識多啲」資助指引。所有上校派駐導師均通過香港警務處性罪行定罪紀錄查核(SCRC),提供全套安全標準認證與結案審計報告。

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