內容簡介

超圖解 Arduino 互動設計入門(第3版)

本書已授權 Arduino 原廠發行多國語言版本，為華文世界 Arduino 教材首例！ 　　本書的目標是讓高中以上，沒有電子電路基礎，對微電腦、電子 DIY 及互動裝置有興趣的人士，也能輕鬆閱讀，進而順利使用 Arduino 控制板自造完成各種互動應用，加入創客的行列。因此，實驗用到的電子和程式觀念，皆以手繪圖解的方式說明，看圖就能懂。主要特色如下： 　　□【超清楚手繪接線圖，人人都能動手當創客】：製作電子實驗一定要動手接電路，本書利用手繪方式提供超清楚的實體接線圖，只要對照圖中的接線與電子零件標示，就可以在麵包板上正確接好線路，進行實驗。 　　□【程式語言從零開始，人人都能設計程式】：使用 Arduino 製作互動設計除了組裝電路外，最重要的就是要能夠撰寫程式控制互動邏輯。本書特別以手繪的程式觀念圖以及清楚易懂的流程圖，從零開始說明程式設計的基礎觀念，即使沒有程式設計經驗，也可依照書中說明動手撰寫互動程式。 　　□【改造 3C 小玩意，享受自造樂趣】：除了花錢購買電子零件以外，本書還會教您改造身邊的 3C 玩意，製作出令人驚艷的有趣設計，像是使用 Wii 遊樂器的手把來控制機器手臂、將廢棄的軟碟片改造成電子鼓、控制家裡照相機的快門或遙控攝影機、將玩具模型車變成可自動躲避障礙物的智慧型自走車、自行 DIY 觸控按鈕介面等。 　　□【結合 Arduino + Android 物聯網應用】：互動裝置能夠遙控更是酷，使用網路模組讓 Arduino 互動裝置上網，即可透過客製化的網頁遠端遙控，本書更進一步結合 Android 手機，讓行動裝置化身行動遙控器，邁入物聯網應用領域。 　　□【精心設計 DIY 趣味範例】：包括手機藍牙遙控機器人、連網智慧家電控制、光感應音樂盒、聲控開關、自動調光小夜燈、LED 矩陣動畫與文字跑馬燈、電子尺、電子燭光特效、避障自走車、Wii 手把體感控制機器手臂、紅外線遙控縮時攝影、MIDI 電子鼓、RFID 門禁控制、觸控調光器等。 本書特色: 　　□ 超圖解、人人都能看懂變創客 　　□ 沒學過電子電路也能做出來 　　□ 沒有程式設計基礎也能從零開始 　　□ 隨手改造身邊小玩意，自造無窮樂趣 　　□ Arduino+Android 互動與行動物聯網應用 　　附件內容: 　　□本書範例程式 　　□ Arduino 開發工具 　　□ Arduino 程式庫 　　□本書附錄 E、F、G、H PDF 格式電子書 　　□技術文件資料 　　□ AiLiveComplete App Inventor 離線版

作者簡介

趙英傑

網昱多媒體 技術總監 　　美國密西根 S.V. 州立大學傳播與多媒體碩士 　　專長為 Arduino、Flash、Dreamweaver 等, 在台大、臺科大等大專院校及教育訓練單位擔任講師, 並著有《超圖解 Arduino 互動設計入門》、《超圖解物聯網 IoT 實作入門》、《Dreamweaver CS6 教學範本 (適用 SiliconStone 認證考試教材)等多本相關書籍。

內容目錄

第 1 章 認識 Arduino 1-1 Arduino 控制板與擴展板（Shield） 1-2 Arduino 控制板的功能和接腳說明 1-3 Arduino 的相關軟體 1-4 Arduino 開發環境安裝 1-5 上傳「LED 閃爍」範例程式 第 2 章 認識電子零件和工具 2-1 電壓、電流與接地 2-2 微電腦板的電源供應器 2-3 電阻 2-4 電容 2-5 二極體 2-6 發光二極體（LED） 2-7 看懂電路圖 2-8 電子工作必備的量測工具：萬用電錶 2-9 麵包板以及其他電子工具 第 3 章 Arduino 互動程式設計入門 3-1 Arduino 程式設計基礎 動手做 3-1 寫一個 LED 閃爍控制程式 3-2 用「變數」來管理程式碼 3-3 認識數字系統 3-4 不變的「常數」 第 4 章 開關電路與 LED 跑馬燈效果 4-1 認識開關 4-2 讀取數位輸入值 4-3 改變程式流程的 if 條件式 動手做 4-1 用麵包板組裝開關電路 動手做 4-2 LED 跑馬燈 4-4 撰寫迴圈程式 動手做 4-3 跑馬燈範例程式二：使用 for 迴圈 4-5 認識陣列 動手做 4-4 跑馬燈範例程式三：使用陣列變數 4-6 使用埠口操作指令與位移運算子製作跑馬燈程式 動手做 4-5 跑馬燈範例程式四：使用位移運算子 第 5 章 序列埠通信 5-1 並列與序列通訊簡介 5-2 處理文字訊息：認識字元與字串資料類型 5-3 從 Arduino 傳遞序列訊息給電腦 動手做 5-1 從「序列埠監控視窗」觀察變數值 5-4 從 Arduino 接收序列埠資料 動手做 5-2 從序列埠控制 LED 開關 5-5 switch...case 控制結構 動手做 5-3 透過「序列埠繪圖家」呈現訊號波形 第 6 章 類比信號處理 6-1 讀取類比值 動手做 6-1 從序列埠讀取「類比輸入」值 F6799_CH00(14).indd 7 2016/12/15 下午 01:55:508 6-2 認識光敏電阻與分壓電路 動手做 6-2 使用光敏電阻製作小夜燈 6-3 壓力感測器與彎曲感測器 6-4 電容式麥克風元件與運算放大器 動手做 6-3 自製麥克風聲音放大器（拍手控制開關） 動手做 6-4 拍手控制開關改良版 第 7 章 LED 七段顯示器 7-1 七段顯示器 動手做 7-1 連接 LED 七段顯示器與 Arduino 板 7-2 使用積體電路簡化電路 動手做 7-2 序列連接七段顯示器 7-3 串聯兩個 74HC595 第 8 章 LED 矩陣與 SPI 介面控制 8-1 建立自訂函數 動手做 8-1 建立自訂函數 8-2 認識變數的有效範圍 8-3 LED 矩陣簡介 8-4 認識 SPI 介面與 MAX7219 動手做 8-2 組裝 LED 矩陣電路 8-5 顯示單一矩陣圖像 動手做 8-3 在 LED 矩陣上顯示音符圖像 動手做 8-4 在序列埠監控視窗輸出矩形排列的星號 8-6 LED 矩陣動畫與多維陣列程式設計 動手做 8-5 在 LED 矩陣上顯示動態圖像 8-7 LED 矩陣跑馬燈 動手做 8-6 LED 矩陣逐字捲動效果程式 8-8 將常數保存在「程式記憶體」裡 第 9 章 LCD 顯示器 + 溫濕度感測器 + 超音波感測器 9-1 認識文字型 LCD 顯示模組 動手做 9-1 在 LCD 顯示器上顯示一段文字 動手做 9-2 在 LCD 上顯示自訂字元符號 動手做 9-3 序列連接 LCD 顯示模組 9-2 數位溫濕度感測器 動手做 9-4 製作數位溫濕度顯示器 9-3 認識超音波 動手做 9-5 使用超音波感測器製作數位量尺 第 10 章 變頻控制 LED 燈光和馬達 10-1 調節電壓變化 10-2 類比輸出（PWM）指令和預設頻率 動手做 10-1 調光器 動手做 10-2 隨機數字與燭光效果 動手做 10-3 透過序列埠調整燈光亮度 動手做 10-4 使用 atoi() 轉換字串成數字 10-3 認識直流馬達 10-4 齒輪箱/滑輪組和動力模型玩具 10-5 認識電晶體元件 動手做 10-5 電晶體馬達控制與調速器 10-6 控制馬達正反轉的 H 橋式馬達控制電路 動手做 10-6 自動迴避障礙物的自走車 第 11 章 使用 Wii 搖桿控制機械手臂 11-1 認識伺服馬達 動手做 11-1 自製機械手臂 11-2 認識 Wii 左手把的通訊介面：I2C 動手做 11-2 透過 I2C 介面串連兩個 Arduino 板 動手做 11-3 在 I2C 介面上傳送整數資料 動手做 11-4 讀取 Wii 左手把的搖桿、按鈕與加速度計值 動手做 11-5 使用 Wii 左手把控制機械手臂 11-3 改造伺服馬達成連續 360°旋轉 第 12 章 紅外線遙控與縮時攝影控制器 12-1 認識紅外線 動手做 12-1 偵測人體移動 12-2 紅外線遙控 動手做 12-2 使用 IRremote 程式庫解析紅外線遙控值 動手做 12-3 使用紅外線遙控器控制伺服馬達 動手做 12-4 從 Arduino 發射紅外線遙控電器 12-3 運用紅外線遙控照相機 動手做 12-5 遙控照相機拍攝縮時影片 第 13 章 製作光音樂盒與 MIDI 電子鼓 13-1 發音體和聲音 13-2 使用 tone() 函數發出聲音 動手做 13-1 演奏一段瑪莉歐旋律 13-3 使用 #define 巨集指令替換資料 13-4 認識反射型與遮光型光電開關 動手做 13-2 光音樂盒製作 13-5 認識 MIDI 13-6 MIDI 訊息格式 動手做 13-3 透過 Arduino 演奏 MIDI 音樂 動手做 13-4 透過「虛擬 MIDI」介面演奏音樂 動手做 13-5 製作 MIDI 電子鼓 第 14 章 手機藍牙遙控機器人製作 14-1 電波、頻段和無線傳輸簡介 14-2 認識藍牙（Bluetooth） 動手做 14-1 使用軟體序列埠程式連接 Arduino 與藍牙模組 動手做 14-2 透過 AT 命令更改藍牙模組的名稱 動手做 14-3 用 Android 手機藍牙遙控機器人 第 15 章 網路與 HTML 網頁基礎 + 嵌入式網站伺服器製作 15-1 認識網路與 IP 位址 15-2 網域名稱、URL 網址和傳輸協定 動手做 15-1 認識網頁與 HTML 15-3 網路的連線標準與封包 15-4 認識 HTTP 協定 15-5 連接乙太（Ethernet）網路卡建立 Arduino 微型網站伺服器 動手做 15-2 建立微型網站伺服器 第 16 章 網路家電控制 16-1 使用 Webduino 程式庫建立微型網站 16-2 自訂錯誤訊息網頁與超連結設定 動手做 16-1 監控遠端的溫濕度值 16-3 傳遞資料給網站伺服器 動手做 16-2 建立網頁表單 16-4 認識傳遞資料的 GET 方法和查詢字串 動手做 16-3 建立接收 POST 表單資料的自訂命令 動手做 16-4 從瀏覽器控制遠端的燈光開關 16-5 控制家電開關 動手做 16-5 使用繼電器控制家電開關 第 17 章 RFID 無線識別裝置 17-1 認識條碼與 RFID 動手做 17-1 讀取 Mifare RFID 卡的 UID 碼 動手做 17-2 Mifare RFID 的門禁系統實驗 17-2 Mifare Classic 1KB 的記憶體結構 動手做 17-3 讀取與寫入資料到 Mifare 卡片 第 18 章 鍵盤與電容式觸控介面應用實作 18-1 認識與使用 4x4 鍵盤 動手做 18-1 讀取鍵盤輸入 18-2 認識 Arduino 的 String（字串）程式庫 動手做 18-2 結合鍵盤輸入與 LCD 的密碼輸入介面 18-3 自製電容式觸控開關 動手做 18-3 電容式觸控開關實驗 18-4 電容式觸控開關模組 動手做 18-4 使用 4 路觸控開關模組製作 LED 調光器 A 認識焊接工具：焊錫、電烙鐵及焊接助手 A-1 焊接工具 動手做 A-1 基礎焊接練習 動手做 A-2 焊接鱷魚夾 A-2 印刷電路板及萬用板 動手做 A-3 焊接電路板 動手做 A-4 活用 USB 電源供應器 B 燒錄 ATmega 微處理器的開機啟動程式 (bootloader) 動手做 B-1 用麵包板組裝 Arduino 微電腦實驗板 動手做 B-2 使用 Arduino Uno 控制板燒錄 bootloader 動手做 B-3 連接電腦的 USB 介面並上傳程式檔 C 改造 3C 小玩意的控制鈕 C-1 認識光電耦合元件 D 中斷處理與交流電調光器製作 D-1 輪詢 VS 中斷 D-2 調整交流電的輸出功率 D-3 定時觸發執行的 TimerOne 程式庫 動手做 D-1 交流電調光器電路 E 使用 App Inventor 開發 Android App E-1 認識 App Inventer 2.0 E-2 建立第一個 App Inventor 專案：聲音播放程式 E-3 藍牙遙控機器人 App 的程式碼說明 F Arduino 軟體安裝程式與 Arduin Duemilanove 控制板驅動程式 F-1 透過 Arduino 安裝程式安裝開發工具 F-2 安裝 Arduino Duemilanove 控制板的驅動程式 G Arduino + Flash 整合互動應用 G-1 Arduino + Flash = 多元互動媒體 動手做 G-1 測試 Arduino 與 Flash 連線 動手做 G-2 「接電子零件」互動遊戲 G-2 認識 Arduino 的 String（字串）程式庫 動手做 G-3 Flash 燈光開關和調光器 G-3 使用 Firmata 在 Flash 和 Arduino 之間傳遞資料 H 使用 RFID 製作問答遊戲 H-1 認識條碼與 RFID H-2 RFID 模組介紹與標籤讀取實驗 動手做 H-1 讀取 RFID 標籤 H-3 儲存與比對 RFID 編碼 動手做 H-2 使用 RFID 控制開關 動手做 H-3 使用 RFID 進行 Flash 問答遊戲