學以致用
曾慶潭 Ching-Tang Tseng
ilikeforth@gmail.com
Hamilton, New Zealand
2 April 2025
三月份，我回台灣一個月，再回紐西蘭至今，已經做完許多事情，生活趨於穩定，可以繼續發展各種技術。
我的一生忙於學習，也忙於學以致用，學習是因為生活上有需要，也是因為有興趣而不斷學習。作學問要力求致知，更貴在致用。
我家迎來第三個新生外孫小嬰兒已經七個月了，俗話說七坐八爬，九個月大就要學走路。我回紐西蘭的第一件家務事，就是動手改善嬰兒學步車，它已被兩個嬰兒使用過，性能一般般。以前，這個嬰兒學步車使用時，發現前輪輪軸只用木螺絲固定，會經常出現嚴重問題。每用一段時日，木螺絲就被轉輪帶動到脫落了，老是需要成人使用螺絲起子將其重新固定，設計的很不理想。
我花了一個上午的時間進行轉輪改裝工作。先從車庫內收藏的零件中找出一整盒 NTN 公司生產的微小滾柱軸承，外徑 8mm 、內徑 4mm 、 寬度 8mm ，每個輪子使用兩個軸承，可以改善嬰兒學步車的車輪轉動性能。我就憑藉著游標卡尺量度零件、鑽頭與加工後的成孔，讓它們的尺寸都能適當配合。原用木螺絲安裝轉輪，不合理，我改用鋼釘，軸承便能在鋼釘上自由轉動。
安裝前輪時，我知道該是學以致用的時候了。中國人自古以來就懂得安裝車輪的技巧，我也學過，轉軸會有三種偏裝角度上的要求，轉輪被驅動時，車體才能夠自動的迎合出前進的方向。一是前束(toe-in)、二是外翻(tilted out)、三是後傾(negative caster)。思考出這些術語的用意也很簡單，前束的要求能使車輪轉動後兩輪不會向外發散，車身才能保持前行。空車時兩輪外翻，車身載重後，外翻就能抵銷車軸受重受壓後的向下變形。後傾的目的，則是在推車前行時讓車身的力量帶動輪子，而不是任由前有動力的輪子來帶動車身。這三種術語的中文，均與英文用字並非直接匹配，原因就是中國人自古以來就懂得這些車用轉輪安裝技術的意義。
我學以致用的裝好了嬰兒學步車的前輪，只有前束條件能夠比較明顯的從照片中看得出來。因為前輪只有單一個固定點，就不用考慮後傾問題。成果有照片為證，效果是我施力推出車後，車能自由直行至少五公尺以上絕不跑偏。車載過大約十公斤的小外孫，已經在我家室內地毯上推行了半個月，沒有出過問題。
上述英文術語可在下列車輛學專著內找到：
James E. Duffy, Modern Automotive Mechanics, South Holland , Illinois The Goodheart-Willcox company, Inc.1990, chapter 70 Wheel Alignment,(p.927~ p.929).
隨文附貼照片兩張
圖一是我借用本地超市購物車拍攝的，可以明顯的顯示推車前輪後傾與後輪前傾的設計。
圖二是嬰兒學步車的上視圖，可以明顯的顯示前輪前束的安裝方式。
圖一
圖二
另外，我從台灣帶回三套被棄用之扶輪社捐贈了 2000 套用來長期監測地震自動傳送訊息的 Raspberry pi3 單板電腦。有空時，我就架設起電腦，跑我熟悉的 Forth 系統，此單板電腦有四枚 64 位元的 ARM CPU ，工作頻率只有 1.4GHz ，所以執行軟體的速度不夠快。我試過了，大約安裝 Ubuntu Mate 20.04 版的作業系統，效果還算差強人意。使用時，千萬不要為了貪圖新版而同意提昇作業系統的版本到 22.04 版，否則上網後顯示的速度會氣死人，慢到無法接受。
長期以來，我有種感覺，現行 CPU 的發展，到達 64 位元後，算是位元上限了，好像沒有必要再去搞出 128 位元的 CPU 。 換句話說，受完考驗的 64 位元 CPU 應該都是有用的東西。 Raspberry pi3 有個好處，就是整套單板在使用時不必另外加裝冷卻裝置，不必加裝散熱片，也不必使用冷卻風扇，我用手指直接接觸晶片表面，溫度不高。據說，只有它使用的 micro SD 記憶體在溫度比較高時會出問題，我生活在紐西蘭，常年溫度不高，所以沒遇到過這方面的問題。
我新購買了兩片 64GB 的 micro SD ，用來改裝原為 32GB 的純文字視窗 Debian 作業系統。有視窗可用時，不必非用純文字不可，有視窗的環境，編寫程式還是比較方便的。我也試過觀賞影片的性能，影、音輸出的效果都還不錯。檔案傳輸可透過 USB 或在家中使用 SSH 的軟體功能，在家裡幾台電腦之間利用網路互傳檔案。已有幾套 Forth 系統可以在此單板電腦上使用，發展環境算是優良。
現代電腦作業系統的安裝方法，採用取得系統之 .img 檔案後，直接在主機上將 .img 檔案展開至指定的外加碟片的方法。將此碟片插入插槽，就能直接啟動系統，進行設定。設定完畢，單板電腦就能自主運行了。安裝程序簡單、方便、迅速，但由於單板電腦上沒有電源開關，我特地採購了附加開關的電源插座，讓這樣的系統在開啟螢幕與單板電腦時方便一些。為了自己今後易於參考，我在此處留下不常用之系統安裝記錄，算是記錄了學以致用的事實，我在貼文前進行過下列完整的操作。
我取得 Ubuntu Mate 20.04 OS 之 .img 檔案的網址為：
https://releases.ubuntu-mate.org/20.04/arm64/
我挑選的 .img 檔案為：
ubuntu-mate-20.04.1-desktop-arm64+raspi.img.xz
1.1 GiB 2020-Oct-29 14:57
展開操作記要：
在將 micro SD 插入 USB 端口前，先用 df 指令確定當時系統的狀態。插入 micro SD 到 USB 後，再用 df 指令確定新插入的位置在 /dev/sdc2 。
確定這項訊息後，便可以開始進行將 .img 檔案展開於 micro SD 的對答式視窗操作。
點擊一下檔案 ubuntu-mate-20.04.1-desktop-arm64+raspi.img.xz 。
會出現我的本機為 480GB 硬碟的視窗訊息，其中有一空白欄，會問你想要將 .img 檔案展開前往的位置在那裡？
經由上列 df 的操作，確定新插入本機 USB 之 micro SD 所在位置為 /dev/sdc2 ，因此選擇此一將要展開 .img 前往的位置為 /dev/sdc2 。
隨後，畫面顯示受影響的裝置為 sdc2 後，點選 "還原" ，系統便會自動展開整個 .img 檔案於 micro SD 上，最後，耗用記憶體的量約為 6GB 。
此後，我會在 Raspberry pi3 單板電腦上發展一些軟體，也要花些時間來熟悉他的輸出/輸入性能，但不會用它來上網瀏覽訊息。
所有以展開 .img 檔案安裝系統的方式，都跟上述系統安裝的方法相同。
