【第15章 機器跑通】
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當天下午，林辰沒再看書。
兩百五十五萬的事剛談完，腦子還熱著。與其讓這股勁耗在等待上，不如拿手底下的東西開刀。
桌上那個紙板機械臂被他拆了個乾淨。熱熔膠粘的底座掰成兩半扔進垃圾桶，舵機和傳感器拆下來碼在防靜電墊上，杜邦線一根根拔出來理順。
前兩天在網上下單的鋁型材和亞克力板到了，靠在書房門邊還沒拆封。林辰蹲下來劃開快遞箱，把材料一樣一樣擺到桌麵上。
2020鋁型材，截麵兩公分見方，輕，剛性夠用。亞克力板三毫米厚，拿來做末端夾持結構正好。配套的角碼、T型螺母、內六角螺絲，一小包一小包分裝好的。
四個關節，四個舵機。
底座用兩根鋁型材交叉固定，比之前紙板糊的玩意兒穩了不止一個檔次。大臂、小臂各一根型材，關節處用角碼連接舵機，旋轉軸居然還挺順滑——鋁型材的槽口公差控製得比預想中好。
末端是個新東西。
林辰從抽屜裡翻出一隻積灰的舊鼠標——去年換新的時候沒扔，丟在雜物盒最底層。拆開外殼，取出光電傳感器模組，用鑷子把排線焊到Arduino的模擬輸入引腳上。
嚴格說，這東西不能叫視覺傳感器。它隻能檢測桌麵上的明暗變化，分辨率低得可憐。但拿來定位一顆白色乒乓球——在深色桌麵上，亮度差異足夠大，勉強能湊合。
程序從頭寫。
代碼量是上一版的三倍多。核心邏輯分三個模塊：掃描、計算、執行。
掃描模塊控製底座舵機做180度慢速旋轉，光電傳感器每隔一度采集一次亮度值，存進數組。亮度超過閾值的角度區間對應乒乓球的方位——原理粗暴，但管用。
計算模塊把方位角轉成關節角度。四個關節的運動學逆解，他在草稿紙上推了半小時的三角函數。公式不長，但每一個角度值都要做邊界檢查——舵機的物理極限是零到一百八十度，超出去會堵轉燒電機。
執行模塊最簡單，按計算好的角度依次驅動四個舵機，到位後末端夾持機構閉合。
寫完編譯，零錯誤。
上傳到Arduino板子裡，上電。
第一次測試。底座轉了一百二十度後停住，大臂動了，小臂沒動。排查——小臂舵機的信號線接到了錯誤的PWM引腳。換線，重新上電。
第二次。四個關節全動了。底座掃描完畢後準確鎖定了乒乓球方向，大臂伸出去——但伸過了頭。末端從球的上方劃過去，夾持器在球後麵三公分的位置空合了一下。
運動學逆解的大臂長度參數填錯了。鋁型材比紙板長兩公分，他忘了改。
改參數，重新編譯，上傳。
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第三次到第六次，各種稀奇古怪的問題輪番上陣。夾持器閉合速度太快把球彈飛了一次；底座掃描的步進角太大，傳感器直接跳過了球的位置；有一次更離譜——四個舵機同時動了，整台機械臂在桌上抽搐了兩秒，把自己擰成一個別扭的姿勢，鋁型材關節處發出刺耳的摩擦聲。
每一次失敗都是一個bug。每一個bug排掉，代碼就紮實一層。
第七次。
乒乓球放在桌麵右側。上電，底座旋轉，鎖定，大臂抬起，小臂展開——四個舵機依次到位，末端穩穩懸停在球的正上方。
夾持器閉合。
兩片亞克力板碰到球麵的一瞬間，左側那片沒夾緊。球從縫隙裡滑出去，滾到桌沿，掉在地板上彈了兩下。
林辰盯著空夾持器看了三秒。
左側舵機的閉合角度差了兩度。兩度。
改。
第八次。
乒乓球擱在桌麵右側二十五公分的位置。
上電。
底座啟動，勻速旋轉。光電傳感器掃過桌麵——深色、深色、深色——亮度值跳了一下。底座回擺了三度做二次確認，鎖定。
大臂抬起，小臂展開。四個舵機依次到位，末端懸停在乒乓球上方大約一公分。
夾持器閉合。
兩片亞克力板把球夾住了。不緊不鬆，球沒變形也沒滑脫。
底座反向旋轉四十五度——預設的放置位置。到位後夾持器張開，球滾到桌麵上，又往前溜了兩公分才停住。
全程十一秒。定位偏差目測兩公分左右。
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