VRC 2813B NOVA

專案概覽

在 2022 至 2024 年，我擔任 VEX V5 機器人競賽 2813B NOVA 的主要開發者與設計師。這個專案是對那段旅程的回顧，一個關於學習而非獎盃的故事。它記錄了我們從一支摸索基礎的新隊伍，成長為能夠建構複雜解決方案的團隊。這段橫跨「Over Under」與「High Stakes」兩個賽季的經歷，讓我深入體驗了設計、建造、測試與失敗的完整迭代循環。它教會了我，在工程領域，真正的成功是以成長、韌性，以及對更佳解決方案的不懈追求來衡量的。

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2023-2024 賽季 - Over Under

我們的第一年是場火的考驗。那個賽季的比賽主題是「Over Under」，內容包含將形似粽子「Triball」移入得分區，並在比賽結束時將機器人懸掛在橫桿上。作為新隊伍，我們的重心放在實現最基本的功能。

機械設計與挑戰

我們從 H 型底盤著手，以追求更高的靈活性，並搭配簡單的滾輪進氣口來收集 Triball，以及一個用於得分的彈射機構。這個賽季也是我們首次接觸氣動系統，用來展開懸掛裝置。整合這個新系統是一大挑戰，我們花了無數小時處理漏氣問題與優化活塞推力。雖然設計尚可運作，但比賽經驗揭示了它在耐用性與效率上的不足。

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程式開發的瓶頸

當時我的程式開發方法，就和我們的機器人一樣基礎。我使用 VEX 官方的 C++ 環境，將所有程式碼都寫在單一個 main.cpp 檔案中。自動賽程式完全依賴「寫死」的指令——純粹透過馬達運轉時間和預設的角度來控制。

這個方法很快就顯現出它的不可靠性。電池電壓、場地摩擦力或機器人初始位置的微小差異，都會導致誤差累積，造成自動賽表現極不穩定。為此，我導入了基本的 P 控制（比例控制）來幫助機器人走直線，並使用 PD 控制來實現更穩定的轉彎。這些雖是顯著的改進，卻只是治標不治本的補救措施。

從「Over Under」賽季學到最重要的一課，是我們清楚意識到，一台「能動」的機器人，和一台能在壓力下「穩定發揮」的機器人之間，存在著巨大的差距。這份理解成為了我們第二年的藍圖。

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2024-2025 賽季 - High Stakes

憑藉著第一年賽季的經驗，我們以全新的理念來面對「High Stakes」——一個圍繞著收集圓環並將其套在移動目標上的比賽。我們的目標不再只是造出一台機器人，而是要設計一個穩定、可維護且可預測的系統。

全新的程式開發模式

最大的轉變，是我們對軟體開發流程的徹底更新。我將程式碼庫從 VEX 的標準環境，遷移到功能更強大、更靈活的 PROS (PROS for V5) 開發框架。

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這個轉變帶來了三個關鍵的進步：

1. 物件導向程式設計： 我放棄了將所有程式碼寫在 main.cpp 的結構，將程式碼重構成為獨立的模組化子系統（如 arm.cpp、intake.cpp、chassis.cpp）。這讓程式碼更清晰、更容易除錯，也方便團隊成員分工合作。
2. 使用 LemLib 實現進階運動控制： 為了解決自動賽不穩定的問題，我整合了 LemLib 這個高階運動控制庫。它讓我們能使用完整的 PID 控制器和座標定位系統 (Odometry)，讓機器人能夠追蹤自身在場上的精確座標。從此告別寫死的指令，我們的機器人能夠以高度的準確性與一致性導航到指定位置。
3. 導入 Git 進行版本控制： 我們採用 Git 來管理程式碼庫。這個工作流程徹底改變了團隊的合作模式，讓我們能夠追蹤變更、管理不同的自動賽策略，並避免程式碼衝突。

機械結構的演進

我們機器人的設計也反映了這份新的成熟度。我們選擇了堅固的六馬達坦克式底盤，以獲得更強的防守能力。進氣口被重新設計成「雙滾輪」系統，以更有效地處理圓環。手臂則採用穩定的四連桿結構，並由精確調校的 PID 迴圈控制，確保快速且準確的移動。每一個機械上的決定，都是為了解決我們前一年遇到的問題。

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心得

雖然我們從未以冠軍的身份站上頒獎台，但我在 V5 2813B NOVA 的兩年時光，是一段無與倫比的成功經歷。這趟旅程教會我的，遠比任何勝利都來得多。它是一場親身實踐的工程教育——一個透過創意與團隊合作，不斷面對並解決問題的循環。

在技術上，我從撰寫簡單的腳本，成長到能夠設計並管理一個複雜的架構。我學到穩定的系統並非建立在巧妙的技巧上，而是基於模組化、回饋控制與版本管理等可靠的原則。

更深層的體會是，我學會了如何作為一個團隊的一份子來運作。我學會在挫折中尋找動力，在賽前幾分鐘內修復故障的機構，並與剛認識的盟友隊討論戰術。這段經歷是我工程之旅的起點，它為我裝備了持續解決問題的思維模式，我會將這份寶貴的經驗帶到未來的每一個專案中。

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致謝

衷心感謝 2813B NOVA 團隊的每一位成員。我們共同的熱情與毅力，將挑戰轉化為成長的機會。我也非常感謝我們的導師與教練，他們的指導對於我們團隊的塑造，以及我個人的發展，都至關重要。