Arduino最佳入門與應用--打造互動設計輕鬆學 (電子書) pdf epub mobi txt 電子書下載 2025

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楊明豐

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具體描述

　　小成本，創造無限可能！
　　Arduino入門實作經典，易學易用的初學指引！

　　為什麼13歲的少年玩Arduino，玩到有機會被送上太空！

　　從小孩到大人都可以接觸，也應該玩玩Arduino，Arduino讓沒有電子、資訊相關背景的人，不會受限專業技術，而能輕鬆實現自己的創意，並設計齣互動作品。Arduino網路共享資源豐富，在短時間內即引發全球性的開放硬體熱潮。

　　本書如同Arduino一樣的容易上手，完全以從未學習過電子、資訊相關知識的初學者角度切入，設計齣多元的實作內容，成為入門與專題應用的最佳指引。專題實作單元皆包含【相關知識】、【函式說明】、【實作練習】三大部份，在【相關知識】中先說明完成專題實作所需的基本知識，【函式說明】則詳細解說使用到的Arduino函式功能及用法，最後的【實作練習】則融入互動設計作品常用的周邊元件、通訊模組，以及各類型的感測器等超過200個實用範例及練習，學習者隻需結閤本書部份範例，再加上自己的創意巧思，就能設計齣有趣又好玩的互動作品。

　　從入門、應用到專題實作，
　　現在，就開始輕鬆的玩好Arduino!

　　‧入門最容易：Arduino所提供的免費軟體，操作簡單，可輕鬆上手。本書延續Arduino精神，強調實作玩創意，而不是在設計程式，實作練習簡單並有詳細解說。

　　‧實作成本低：本書使用的硬體為Arduino UNO闆，成本低，軟體可在官網下載，全書所需周邊元件（不含感測元件）約在2韆元左右。

　　‧學習模組化：可以結閤本書範例程式與自己的巧思創意，即能輕鬆完成互動設計作品。

　　‧實例多樣化：如發光二極體（LED）、矩陣型LED、七段顯示器、液晶顯示器（L C D）、蜂鳴器、指撥開關、按鍵開關、矩陣鍵盤、步進馬達、直流馬達、伺服馬達、RFID模組、紅外線模組、藍牙模組、RF無線模組、XBee模組，以及各類型感測器如光敏電阻、紅外線感測器、超音波感測器、溫度感測器、溼度感測器、三軸加速度計等總計超過200個實用範例。

　　‧應用生活化：生活化的單元設計，除瞭能提高學習興趣之外、也能激發創意及想像力，內容可涵蓋各種LED的應用如閃爍、移位、調光等，以及計數器、數位時鐘、數位電壓錶、光線偵測應用、移動偵測應用、距離測量應用、倒車警示器、數位溫度計、數位溼度計、傾斜角度測量、電子琴、音樂盒、自走車、無線遙控車、自動追光係統、大樓門禁管理、遠端遙控等。

　

電路的魔力：從零開始的電子製作實踐指南本書不僅僅是一本關於理論的教科書，更是一本激發你動手熱情、帶領你進入電子製作世界的實用指南。無論你是一名對電子學充滿好奇的學生，渴望將創意轉化為實物的創客，還是希望拓寬技能領域的工程師，這本書都將為你提供堅實的基礎和豐富的實踐案例。我們將摒棄晦澀難懂的數學公式，專注於原理的直觀理解和實際操作的精確指導，確保你在每一步都能獲得即時的成就感。第一部分：電子世界的基石——基礎概念的紮實構建本部分緻力於為讀者打下堅實的電子學基礎，如同建造一座高樓，地基的穩固至關重要。我們將從最基本的概念講起，用生活中的例子來類比抽象的物理現象，幫助你快速掌握核心思想。第一章：電流、電壓與電阻的三角關係我們首先探討電子世界的“三要素”：電流、電壓和電阻。電流是電荷的定嚮移動，電壓是驅動電荷運動的“推力”，而電阻則是對這種運動的阻礙。我們會詳細介紹歐姆定律（$V=IR$）——這個電子學中最基本、也最強大的定律。我們不僅會解釋其數學錶達式，更會深入剖析其物理意義：在給定的電壓下，元件的阻值如何決定電流的大小。此外，還將引入功率的概念，讓你瞭解能量是如何在電路中耗散或轉換的。我們將使用直觀的“水管模型”來形象地闡述這三者之間的相互關係，確保即便是初學者也能立刻領悟。第二章：認識核心元件——被動元件的世界電子電路離不開元件的組閤。本章聚焦於電路中最基礎、最常見的被動元件：電阻器、電容器和電感器。電阻器：不僅講解其固定阻值的種類（如碳膜、金屬膜），更會詳細介紹變阻器（電位器）和熱敏電阻（NTC/PTC）的工作原理及其在電路中的應用，例如作為分壓器或傳感器。電容器：電容器的“儲能”特性是理解交流電路的關鍵。我們將區分電解電容和陶瓷電容的用途、極性要求以及它們在濾波和耦閤中的作用。電感器：探討綫圈如何通過磁場儲存能量，並解釋其在扼流和調諧電路中的核心地位。第三章：主動元件的突破——晶體管與二極管主動元件是使電路具備“智能”和放大能力的關鍵。二極管：作為“單嚮導通”的元件，我們將深入剖析其P-N結的結構，講解整流二極管、穩壓二極管（齊納二極管）的應用，以及發光二極管（LED）的發光原理和選型注意事項。晶體管（BJT與MOSFET）：我們將重點講解雙極性結型晶體管（BJT）和金屬氧化物半導體場效應晶體管（MOSFET）作為開關和放大器的基本工作模式。通過實際搭建簡單開關電路，展示晶體管如何用微小的基極/柵極電流控製更大的集電極/漏極電流。第二部分：搭建與測試——實踐工具與技能理論知識必須通過實踐來鞏固。本部分將指導讀者熟悉必備的電子製作工具，並掌握安全、高效的實驗方法。第四章：工具箱的準備與安全規範在動手之前，瞭解和正確使用工具是保障成功和安全的前提。必備工具介紹：詳細介紹萬用錶（如何測量電壓、電流、電阻和通斷性）、麵包闆（無焊連接的魔力）、烙鐵與焊颱（基礎焊接技巧）、熱風槍（錶麵貼裝元件處理的初步介紹）以及示波器的基本功能（觀察波形的重要性）。安全用電準則：強調低壓直流電路的安全操作規範，如何避免短路和過載，以及處理電源適配器的注意事項。第五章：麵包闆上的快速原型搭建麵包闆是電子創客的“遊樂場”。本章將教授如何高效、清晰地在麵包闆上搭建電路。我們將通過若乾個基礎練習，如搭建一個簡單的LED閃爍電路和一個電壓分壓器，來熟悉元件的插入方嚮、導綫連接的規範，以及如何保持電路布局的整潔，便於日後的故障排查。第六章：基礎電路的搭建與調試理論轉化為現實的橋梁。我們將學習如何閱讀並準確無誤地將電路原理圖（Schematic）轉換為實際的物理連接。分壓器與負載匹配：實踐歐姆定律，設計並測試一個能為特定負載提供穩定電壓的分壓電路。晶體管開關的應用：搭建一個由按鍵控製的繼電器驅動電路，理解如何用低功耗信號控製高功耗負載。使用萬用錶進行調試：掌握係統化的故障排除流程——從檢查電源到測量關鍵節點的電壓和電流，找齣電路不工作的原因。第三部分：進階模塊與係統集成掌握瞭基礎元件後，我們將轉嚮更復雜的模塊和係統的集成，為構建更具功能性的設備打下基礎。第七章：數字邏輯世界的入門現代電子設備離不開數字電路。本章將引導讀者接觸邏輯門（AND, OR, NOT, XOR）及其集成電路（IC）封裝（如TTL或CMOS係列）。布爾代數與真值錶：解釋如何用數學邏輯描述電路行為。組閤邏輯電路的構建：實踐搭建一個簡單的加法器或譯碼器，體會數字電路的精確性。觸發器基礎：簡要介紹基本存儲單元（如SR鎖存器）的概念，為理解時序邏輯電路做鋪墊。第八章：傳感器與信號調理讓電子係統“感知”外部世界是實現智能化的第一步。模擬信號采集：重點介紹常用的環境傳感器，如光敏電阻（LDR）、熱敏電阻（Thermistor）和應變片。信號放大與濾波：講解運算放大器（Op-Amp）的基本功能，如何使用它構建緩衝器、反相放大器和比較器，以優化傳感器輸齣的微弱信號，使其更適閤後續處理。第九章：電源管理與效率優化一個穩定可靠的電源是任何電子項目的生命綫。綫性穩壓器（如LM78XX係列）：學習如何使用綫性穩壓器為敏感元件提供穩定的固定電壓，並理解其存在的發熱問題。開關電源基礎：介紹開關模式電源（SMPS）的效率優勢，以及如何使用DC-DC降壓/升壓模塊來高效地管理電池供電係統。本書的特色在於其極強的可操作性。每個章節後的實踐環節都提供瞭清晰的元件清單、步驟圖解和預期的結果。我們相信，真正的學習發生在你親手焊接和調試的那一刻。閱讀本書後，你將不再懼怕電路圖，能夠自信地設計、搭建並調試各種基礎至中等難度的電子係統。

著者信息

作者簡介

楊明豐

　　近30年電子電機背景的豐厚資歷，擁有許多相關暢銷著作。
　　緻力編寫齣讓初學者可以更快入門，並逐步具備紮實能力的好書。

　　【證照】　
　　‧儀錶甲級技術士
　　‧儀錶乙級技術士
　　‧工業電子丙級技術士監評
　　‧國際技能競賽中華民國技能競賽裁判

　　【著作】
　　‧Arduino最佳入門與應用
　　‧數位邏輯(含實習)總複習
　　‧8051入門輕鬆學(第3版)
　　‧電子學(含實習)滿分總複習(上)(下)
　　‧CPLD數位邏輯設計實務
　　‧電子學實習I、II攻略本
　　‧基本電學I、II
　　‧8051入門輕鬆學第2版
　　‧基本電學I、II應考攻略手冊
　　‧8051單晶片C語言設計實務第2版
　　‧8051單晶片設計實務—組閤語言版
　　‧電子學I、II攻略本
　　‧數位邏輯實習
　　‧數位邏輯
　　‧電子學I、II
　　‧電子實習I、II
　　‧80x86組閤語言
　　‧8051單晶片設計實務
　　‧計算機概論與微電腦實習考前指引
　　‧8051單晶片實作入門與應用

圖書目錄

01 認識Arduino
1-1 Arduino簡介
1-2 Arduino硬體介紹
1-3 Arduino軟體介紹
1-4 Arduino開發環境介紹

02 基本電路原理
2-1 電的基本概念
2-2 數字係統
2-3 手工具介紹
2-4 三用電錶介紹
2-5 基本元件及符號

03 Arduino語言基礎
3-1 C語言的架構
3-2 Arduino語言的架構
3-3 Arduino的變數與常數
3-4 運算子(operator)
3-5 Arduino程式流程控製
3-6 函式(function)
3-7 陣列(array)
3-8 前置命令

04 LED控製實例
4-1 認識發光二極體(LED)
4-2 函式說明
4-3 實作練習
4-3-1 一個LED閃爍實習
4-3-2 四個LED單燈右移實習
4-3-3 四個LED霹靂燈變化實習
4-3-4 一個LED亮度變化實習
4-3-5 四個LED亮度變化單燈右移實習
4-3-6 雨滴燈實習

05 開關控製實例
5-1 認識開關
5-2 函式說明
5-3 實作練習
5-3-1 一個指撥開關控製一個LED亮與暗實習
5-3-2 一個指撥開關控製一個LED閃爍實習
5-3-3 一個指撥開關控製一個LED亮與暗實習(使用內部上拉電阻)
5-3-4 一個指撥開關控製四個LED移位方嚮實習
5-3-5 一個按鍵開關控製一個LED亮與暗實習
5-3-6 一個按鍵開關控製四個LED移位方嚮實習
5-3-7 電話鍵盤控製LED實習

06 串列埠實例
6-1 認識串列通訊
6-2 函式說明
6-3 實作練習
6-3-1 從Arduino闆傳送訊息至電腦實習
6-3-2 從Arduino闆傳送LED狀態至電腦實習
6-3-3 從Arduino闆接收電腦訊息實習
6-3-4 從Arduino闆接收電腦訊息控製LED閃爍速度實習
6-3-5 從Arduino闆接收電腦訊息控製LED亮與暗實習
6-3-6 從Arduino闆接收電腦訊息控製LED移位方嚮實習
6-3-7 使用VB介麵傳送訊息控製LED移位方嚮實習

07 七段顯示器實例
7-1 認識七段顯示器
7-2 函式說明
7-3 實作練習
7-3-1 一位七段顯示器0~9計數實習
7-3-2 按鍵開關控製一位七段顯示器上下數實習
7-3-3 四位七段顯示器0000~9999計數實習
7-3-4 按鍵開關控製四位七段顯示器上下計數實習
7-3-5 讀取鍵盤並顯示於四位七段顯示器實習
7-3-6 使用MAX7219驅動四位七段顯示器實習
7-3-7 使用MAX7219驅動四位七段顯示電腦輸入數值實習

08 感測器實例
8-1 認識類比/數位(A/D)轉換
8-2 函式說明
8-3 實作練習
8-3-1 讀取類比電壓值實習
8-3-2 電位器控製LED閃爍速度實習
8-3-3 LED數位電壓錶實習
8-3-4 光線偵測實習
8-3-5 移動偵測實習
8-3-6 距離測量實習
8-3-7 距離測量實習
8-3-8 溫度測量實習
8-3-9 溼度測量實習
8-3-10 傾斜角度測量實習

09 矩陣型LED實例
9-1 認識矩陣型LED顯示器
9-2 函式說明
9-3 實作練習
9-3-1 8X8矩陣型LED靜態顯示字元實習
9-3-2 電腦鍵盤控製8X8矩陣型LED 顯示數字0~9 實習
9-3-3 8X8矩陣型LED動態顯示字元實習
9-3-4 8X8矩陣型LED動態顯示字串實習

10 液晶顯示器實例
10-1 認識液晶顯示器(L C D)
10-2 函式說明
10-3 實作練習
10-3-1 顯示內建字元實習
10-3-2 字元移動實習
10-3-3 電腦輸入字元實習
10-3-4 顯示特殊符號實習
10-3-5 計數器實習
10-3-6 顯示自建字型實習
10-3-7 顯示15X16字型實習

11 聲音控製實例
11-1 認識聲音
11-2 函式說明
11-3 實作練習
11-3-1 電話聲實習
11-3-2 播放音符實習
11-3-3 電子琴實習
11-3-4 播放鏇律實習
11-3-5 音樂盒實習

12 直流馬達控製實例
12-1 認識直流馬達
12-2 函式說明
12-3 實作練習
12-3-1 直流馬達正轉控製實習
12-3-2 直流馬達轉速控製實習
12-3-3 直流馬達轉嚮控製實習
12-3-4 電動車行進方嚮控製實習
12-3-5 電動車行進速度及方嚮控製實習

13 伺服馬達控製實例
13-1 認識伺服馬達
13-2 函式說明
13-3 實作練習
13-3-1 控製固定角度型伺服馬達轉動角度實習
13-3-2 鍵盤控製伺服馬達轉動固定角度實習
13-3-3 鍵盤控製伺服馬達轉動任意角度實習
13-3-4 光線控製伺服馬達轉動角度實習
13-3-5 控製連續型伺服馬達轉動方嚮實習
13-3-6 控製連續型伺服馬達轉嚮及轉速實習

14 步進馬達控製實例
14-1 認識步進馬達
14-2 函式說明
14-3 實作練習
14-3-1 控製步進馬達轉動方嚮實習
14-3-2 控製步進馬達轉動速度實習
14-3-3 鍵盤控製步進馬達轉嚮及轉速實習
14-3-4 步進馬達可程式控製實習
14-3-5 矩陣鍵盤控製步進馬達轉速及轉嚮實習

15 通訊實例
15-1 認識無線通訊
15-1-1 無線射頻辨識(RFID)
15-1-2 紅外線(IrDA)
15-1-3 藍牙(Bluetooth)
15-1-4 ZigBee
15-1-5 無線區域網路802.11(Wi-Fi)
15-2 函式說明
15-3 實作練習
15-3-1 讀取RFID標籤資料實習
15-3-2 門禁管理係統實習
15-3-3 藍牙模組接收實習—使用AccessPort通訊軟體
15-3-4 藍牙模組接收實習—使用VB 2010通訊軟體
15-3-5 RF無線模組實習
15-3-6 RF遠端遙控實習
15-3-7 XBee無線模組實習
15-3-8 XBee遠端遙控實習

圖書序言