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周花
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1 高英高級工商職業學校 Kao Ying Industrial Commercial Vocational High School 教師專題研究 ( 製作 ) 報告負載功率輸出大小控制 - Arduino 及 APP 程式應用老師姓名 : 林俊良老師科別 : 資訊科科中華民國 104 年 2 月 i

2 負載功率輸出大小控制 - Arduino 及 APP 程式應用摘要現在的社會中行動裝置普遍, 每個人無時無刻都拿著智慧型手機在使用, 從網路上的訊息了解, 有很多人也用智慧型手機來遙控家電用品的應用, 因此希望能藉由專題來探討應用智慧型手機的無線通訊來控制負載電路功率輸出大小, 在這過程中, 我們也將會結合 Arduino 的硬體應用及程式控制的設計手機 APP 程式撰寫來對 Arduino 及藍牙無線通訊作更深地瞭解, 期望能增加新穎科技間的應用技能, 藉著專題介紹科技生活的便利及教學上的延伸實用教材並達到下列效果 : 1. 在學習進階中, 由單晶片微處理器電路, 須自組零散週邊電路情形下, 嘗試使用日漸普遍而整合性頗高的 Arduino 電路應用學習 14 個數位式輸出 / 入端,6 個類比式輸出 / 入端, USB 資料傳輸及連接上不同的電子裝置, 例如 LED 燈喇叭馬達, 然後再由控制器來驅動燈的亮滅喇叭發聲馬達運轉 2. 手機上創作 App, 開發設計工具與環境, 有 Java 或者是 Objective C 的基礎就可產生有創意與主題性的 App 將學習如何以資訊雲端化與行動化, 資通訊應用服務與數位內容的創新, 實際體驗雲端應用的趨勢, 不用攜帶書本又能在出外之間學習來獲得相應的學習效果 ii

3 目錄目錄... iii 表目錄... iv 圖目錄... iv 壹前言... 1 一製作動機... 1 二研究目的... 1 三製作架構... 2 四製作預期成效... 3 貮理論探討... 4 一研究分析... 4 參專題製作過程或方法一製作設備及器材二製作方法與步驟三專題製作四製作成果肆製作結論與建議一結論二建議伍參考文獻 iii

4 表目錄表 1 Arduino 常用函式表表 2 Android AI2 函式表 3 專題製作使用儀器 ( 軟體 ) 設備一覽表 iv

5 圖目錄圖 1 系統流程圖... 8 圖 2 專題製作架構圖圖 3 手機 APP 程式撰寫... 9 圖 4 Arduino 接線電路... 9 圖 5 Arduino 結構圖 6 Arduino 開發軟體圖 7 Arduino 連接埠設定圖 8 Arduino 主機板和微處理器型號設定圖 9 藍牙電路圖 10 Android AI2 藍牙通訊圖 11 Android AI2 PWM 控制圖 12 電路圖圖 13 接線圖圖 14 PWM 輸出圖圖 15 藍牙通訊圖 16 藍牙通訊圖圖 17 CmoreCould 操作平台圖 18 資料新增介面一圖 19 資料新增介面二圖 20 新增按鈕圖 21 版型設定圖 22 上傳版型圖 23 選取按鈕圖 24 IFTTT 命令連接圖 25 IFTTT 自訂版型 ( 命令字串 ) 連結圖 26 QR Code 圖 27 手機功率操作模式一 v

6 圖 28 手機功率操作模式二圖 29 手機功率操作模式三圖 30 手機實體版面圖 31 手機訯計版面圖 32 實體電路圖 33 Arduino 之成果圖 34 藍牙傳輸圖 35 電路焊接圖 36 負載功率輸出成品 vi

7 壹前言一製作動機現在的學生大多擁有智慧型手機, 科技通訊也一直在進步, 結合科技和學生在校學習的課程需求 ; 改善程式設計學習的實用性與應用科技硬體, 希望利用智慧型手機 APP 程式來遙控家電用品, 能藉由專題來探討智慧型手機的無線通訊來控制負載電路功率輸出大小, 在過程中, 學習 Arduino 的硬體各個接腳的功能與實際應用以及程式語法控制方法的設計 ; 在學習進階中, 由單晶片微處理器電路, 須自組零散週邊電路情形下, 使用日漸普遍而整合性頗高的 Arduino 電路應用學習另外利用手機 APP 程式撰寫工具環境開發來銜接控制 Arduino 及藍牙無線通訊的學習並作更深地瞭解所以將透通 PWM 脈波寬度調變, 將類比信號轉換為脈波的技術, 脈波的占空比會依類比信號的大小而改變轉速來實現負載功率輸出大小無線控制的目的期望能增加新穎科技間的應用技能, 藉著專題介紹科技生活的便利及教學上的延伸實用教材二研究目的本專題製作的主軸是利用行動裝置和 Arduino 微控器當成研發的工具, 因智慧手機內有藍牙晶片, 藉此可與 Arduino 微控器作無線傳輸溝通, 就像遙控器一般的好用, 當我們使用手機傳送指令時, 藍牙晶片接收到指令便將指令傳送 Arduino 微控器, 再以 Arduino 微控器去控制負載功率大小輸出而調整風扇轉速透遇行動裝置 AppsduinoKitCmoreIO 副程式後, 藍牙晶片接收到無線訊息的第二組數字, 將會用 CmoreIO 來讀取第二組數字, 當 CmoreIO 讀到 case 1 時, 風扇將會開啟自然風轉速當 CmoreIO 讀到 case 2 時, 風扇將停止動作當 CmoreIO 讀到 case 3 時, 風扇將會啟動, 並將風速訂在 50% CmoreIO 讀到 case 4 時, 風速則定速在 20% CmoreIO 讀到 case 5 時, 風速則定速在 35% CmoreIO 讀到 case 6 時, 風速則定速在 50% CmoreIO 讀到 case 7 時, 風速則定速在 65% CmoreIO 讀到 case 8 時, 風速則定速在 80% CmoreIO 讀到 case 9 時, 風速則定速在 100% 7

8 三製作架構 ( 一 ) 專題製作架構圖圖 1 系統流程圖圖 2 專題製作架構圖 8

四製作預期成效本專題預計實做完成 ( 一 ) 實作 Arduino 開放原始碼的軟硬體平台,I/O 介面版, 深入應用類似 Java C 語言的 Processing/Wiring 開發環境透過微處理機控制板的連結來接收如 : 感測器 ( 聲音光線 ) 等傳送來的訊號控制 LED 燈喇叭馬達的應用 ( 二 ) 實作手機上創作 App, 認識 APP

9 四製作預期成效本專題預計實做完成 ( 一 ) 實作 Arduino 開放原始碼的軟硬體平台,I/O 介面版, 深入應用類似 Java C 語言的 Processing/Wiring 開發環境透過微處理機控制板的連結來接收如 : 感測器 ( 聲音光線 ) 等傳送來的訊號控制 LED 燈喇叭馬達的應用 ( 二 ) 實作手機上創作 App, 認識 APP 開發設計工具與環境, 產生有創意與主題性的 App 資通訊應用服務與數位內容的創新, 學習如何以資訊雲端化與行動化之間學習來獲得相應的學習效果 ( 三 ) 整合及實作手機 APP 程式撰寫來對 Arduino 及藍牙無線通訊, 增加科技產品間的結合應用技能, 藉著專題介紹科技生活的便利及教學上的延伸實用教材效果圖 3 手機 APP 程式撰寫圖 4 Arduino 接線電路 9

10 貮理論探討一研究分析 : ( 一 ) Android 系統簡介 : 網路巨人 Google 於 2007 年 11 月 5 日推出 Android,Android 是一套建構在 Linux 核心 (Linux Kernel) 之上的智慧型手機作業系統,Android 作業系統的核心屬於 Linux 核心的一個分支, 具有典型的 Linux 排程和功能, 除此之外,Google 為了能讓 Linux 在行動裝置上良好的運行, 對其進行了修改和擴充 Android 去除了 Linux 中的本地 X Window System, 也不支援標準的 GNU 庫, 這使得 Linux 平台上的應用程式移植到 Android 平台上變得困難 2008 年,Patrick Brady 於 Google I/O 演講 Anatomy & Physiology of an Android, 並提出的 Android HAL 架構圖 HAL 以 *.so 檔的形式存在, 可以把 Android framework 與 Linux kernel 隔開, 這種中介層的方式使得 Android 能在行動裝置上獲得更高的執行效率這種獨特的系統結構被 Linux 核心開發者 Greg Kroah-Hartman 和其他核心維護者稱讚 Google 還在 Android 的核心中加入了自己開發製作的一個名為 wakelocks 的行動裝置電源管理功能, 該功能用於管理行動裝置的電池效能, 但是該功能並沒有被加入到 Linux 核心的主線開放和維護中, 因為 Linux 核心維護者認為 Google 沒有向他們展示這個功能的意圖和代碼 2010 年 2 月 3 日, 由於 Google 在 Android 核心開發方面和 Linux 社群方面開發的不同步,Linux 核心開發者 Greg Kroah-Hartman 將 Android 的驅動程式從 Linux 核心狀態樹 ( staging tree ) 上除去 2010 年 4 月,Google 宣布將派遣 2 名開發人員加入 Linux 核心社群, 以便重返 Linux 核心 2010 年 9 月,Linux 核心開發者 Rafael J. Wysocki 添加了一個修復程式, 使得 Android 的 wakelocks 可以輕鬆地與主線 Linux 核心合併 2011 年,Linus Torvalds 說 : Android 的核心和 Linux 的核心將最終回歸到一起, 但可能不會是 4-5 年在 Linux 3.3 中大部分代碼的整合完成 ] 10

11 在早期的 Android 應用程式開發中, 通常通過在 Android SDK(Android 軟體開發包 ) 中使用 Java 作為編程語言來開發應用程式開發者亦可以通過在 Android NDK(Android Native 開發包 ) 中使用 C 語言或者 C++ 語言來作為編程語言開發應用程式同時 Google 還推出了適合初學者編程使用的 Simple 語言, 該語言類似微軟公司的 Visual Basic 語言此外,Google 還推出了 Google App Inventor 開發工具, 該開發工具可以快速地構建應用程式, 方便新手開發者 Android 作業系統使用了沙箱 (sandbox) 機制, 所有的應用程式都會先被簡單地解壓縮到沙箱中進行檢查, 並且將應用程式所需的權限提交給系統, 並且將其所需權限以清單的形式展現出來, 供用戶檢視例如一個第三方瀏覽器需要連接網路的權限, 或者一些軟體需要撥打電話, 發送簡訊等權限用戶可以根據權限來考慮自己是否需要安裝, 用戶只有在同意了應用程式權限之後, 才能進行安裝 [ 由於,Android 在軟體版本授權上是採用 Apache Software License 2.0 的開放原始碼方案, 因此在這個版權協議之下, 智慧型手機製造商可免費地安裝 Android 作業系統至其生產製造的硬體之中, 有效地降低了軟體的採購成本對於智慧型手機製造商來說, 透過免費取得作業系統而降低軟體採購成本是一項很大的誘因, 所以吸引眾多廠商投入生產銷售或者研發 Android 作業系統的相關軟硬體產品與服務 Android 以新秀之姿在短短五年的時間就有此成績, 不只對於旗下合作的智慧型手機製造商具鼓舞作用, 也會促使 Android 應用程式的開發者, 投入更多時間與精力去開發兼具功能性與創新性的應用程式 Android 在應用程式開發上, 採取免費開放的策略開發者不僅可以免費地下載安裝 Android SDK (Android 的軟體開發工具包 ) 進行應用程式的開發更重要地是, 人們可以使用多數程式設計師所熟悉的 Java 程式語言進行應用程式的編寫因為這兩個特點, 促使為數眾多的 Java 程式設計師蜂擁至 Android 應用程式的開發行列 11

12 ( 二 ) 什麼是 APP? App 是 Application 的縮寫, 就是手機應用程式應用軟體的意思近年來 App 這個字眼充斥在我們生活中, 原因是智慧型手機越來越普及智慧型手機的 App 就如同電腦中的各種軟體, 只是作業系統不同內容相對簡單罷了智慧型手機 (Smart Phone) 這個說法主要是針對功能手機 (Feature phone), 作為一個區隔而來, 並非這個手機有多麼智慧 (Smart) 智慧型手機作業系統 (OS) 的四巨頭為 Apple 的 IOS Google 的 Android Microsoft 的 Windows Mobile ( 最近推出 Win8 RT) RIM 的 Black Berry, 其他還有 Nokia (Symbian) Palm 等不同作業系統的應用程式無法互通, 因為內部程式指令與運作方式各有不同傳統的功能手機的操作模式與內容是被手機廠限制固定的, 不能由使用者隨意安裝移除軟體而智慧型手機有提供一個平台空間, 讓使用者可以隨意安裝和移除應用軟體 (App), 就像電腦那樣因此智慧型手機可定義為 : 擁有開放系統環境, 允許第三方自行研發 App, 並提供使用者自由運用的手機 12

13 ( 三 ) Arduino 系統簡介 : 圖 5 Arduino 結構圖 6 Arduino 開發軟體 13

14 圖 7 Arduino 連接埠設定圖 8 Arduino 主機板和微處理器型號設定 14

15 表 1 Arduino 常用函式表說明語法註解 RS232/COM 設定包率 Serial.begin(9600); 9600 可依需求做改變 RS232/COM 輸出 Serial.print("Hello : "); RS232/COM 換行輸出 RS232/COM 輸入 Serial.println("A"); char c = Serial.read(); RS232/COM 資料輸入 if( Serial.available() > 0 ) { } 延遲 ( 毫秒 ) 延遲 ( 微渺 ) 設定 Pin 為輸出輸出 Pin 高電位輸出 Pin 低電位設定 Pin 為輸入讀取 Pin 電位輸出類比讀取類比 delay(1); delay(1000); delaymicroseconds(1); delaymicroseconds( ); pinmode 5, OUTPUT); digitalwrite(5,high); digitalwrite(5,low); pinmode(7, INPUT); boolean b = digitalread(7); analogwrite(5,255); analogread(0); 延遲 1 毫秒延遲 1 秒延遲 1 微秒延遲 1 秒設定第 5 隻腳為輸出設定第 5 隻腳為高電位設定第 5 隻腳為低電位讀取第 7 隻腳 (TRUE/FALSE) 第 5 隻腳輸出, 為一脈衝的時間 ( 頻率不變 ) 讀取第 0 隻腳的類比訊號 15

16 圖 9 藍牙電路 ( 五 ) App Inventor2 環境建置 Google App Inventor2 為全雲端的開發環境, 動作皆在瀏覽器上完成, 開發設計資料全放在 MIT App Inventor2 伺服器上圖 10 Android AI2 藍牙通訊 16

17 表 2 Android AI2 函式圖 11 Android AI2 PWM 控制 17

18 參專題製作過程或方法一製作設備及器材表 3 專題製作使用儀器 ( 軟體 ) 設備一覽表儀器 ( 軟體 )/ 設備名稱應用說明 1. 個人電腦專題報告撰寫電路圖繪製及專題成品測試 2.Google Chrome 操作 APP Inventor 2 3.WIN XP 4.Arduino 控制板作業系統微處理機控制板 5. 藍牙通訊控制介面無線傳輸通訊控制 6.Microsoft Office Word 製作專題報告 7. 智慧行動手機或平板電腦操作 Android 系統控制 APP 程式 8. 數位相機紀錄整個專題製作流程 9. 噴墨印表機列印專題相關資料 10.APP Inventor 2 程式設計 11. Arduino 工具軟體程式設計 11. Cmore Cloud 程式設計 18

19 二製作方法與步驟 Arduino 部分之軟體與硬體部分的製作, 分別敘述如下 : ( 一 ) 電路設計圖 12 電路圖圖 13 接線圖 19

輸出電壓是由 on 和 off 時間的平均值 output_voltage =(on_time / off_time) * max_voltage 圖 14 PWM 輸出圖 OPT817 是顆光耦合器, 它的特色是利用發射光以及光的接收來啟動電路, 如果馬達部分的電路燒掉不會影響到 Arduino 硬體電路的部分 OPT817 這顆光耦合器是利用 D9

20 輸出電壓是由 on 和 off 時間的平均值 output_voltage =(on_time / off_time) * max_voltage 圖 14 PWM 輸出圖 OPT817 是顆光耦合器, 它的特色是利用發射光以及光的接收來啟動電路, 如果馬達部分的電路燒掉不會影響到 Arduino 硬體電路的部分 OPT817 這顆光耦合器是利用 D9 來控制, 假如 D9 輸出值為零, 將會啟動光耦合器, 那光耦合器第四支接腳將會倒通, 便直接接地, 故馬達不會啟動假如 D9 輸出值為一, 光耦合器將不會動作, 那電晶體 B 腳將會觸發, 馬達就會啟動手動開關是利用 D2 來控制藍牙的部分,TX 是接到 DO 的腳位,RX 則是接到 D1 的腳位 ( 二 ) 藍牙通訊資料圖 15 藍牙通訊 20

$圖 16 藍牙通訊圖使用智慧型手機去控制風扇, 當按下不同的按鍵時, 手機的藍牙將會傳送不同的指令給藍牙晶片接收, 然後再以 Arduino 微控器去控制風扇從智慧型手機按下 ON 鍵時, 智慧手機藉由藍牙晶片, 發 '733113' 一串 16 進制的數字, 它是 ASCII 碼,73 代表的就是 `s',31 代表的字為 '1',13 代表的就是 '\n' Arduino$

21 圖 16 藍牙通訊圖使用智慧型手機去控制風扇, 當按下不同的按鍵時, 手機的藍牙將會傳送不同的指令給藍牙晶片接收, 然後再以 Arduino 微控器去控制風扇從智慧型手機按下 ON 鍵時, 智慧手機藉由藍牙晶片, 發 '733113' 一串 16 進制的數字, 它是 ASCII 碼,73 代表的就是 `s',31 代表的字為 '1',13 代表的就是 '\n' Arduino 端之藍牙晶片接收後, 由 Arduino 控制電風扇風量的變化藍牙部分 : 當我們載入藍牙資料庫時, 程式將會宣告一個藍牙元件, 我們將設定藍牙鮑率為當藍牙接收到's' 時, 我們將啟動 AppsduinoKitCmoreIO() 副程式 ( 三 ) 風速控制程式 : 當我們啟動 AppsduinoKitCmoreIO 副程式後, 藍牙晶片將會接收到第二組數字, 然後將會用 CmoreIO 來讀取第二組數字, 當 CmoreIO 讀到 case 1 時, 風扇將會開啟自然風轉速當 CmoreIO 讀到 case 2 時, 風扇將停止動作當 CmoreIO 讀到 case 3 時, 風扇將會啟動, 並將風速訂在 50% 當 CmoreIO 讀到 case 4 時, 風速則定速在 20% 當 CmoreIO 讀到 case 5 時, 風速則定速在 35% 當 CmoreIO 讀到 case 6 時, 風速則定速在 50% 當 CmoreIO 讀到 case 7 時, 風速則定速在 65% 當 CmoreIO 讀到 case 8 時, 風速則定速在 80% 當 CmoreIO 讀到 case 9 時, 風速則定速在 100% 21

22 ( 四 ) Cmore Cloud 開發步驟流程 4.1 CmoreCloud 開發步驟 Cmore Cloud 開發步驟共分為九步, 詳如以下所示 : 1. 登錄網站 CmoreCould 操作平台後, 左邊的資料管理為工作區, 右邊的手機部分為預覽區 2. 設定 IFTTT 管理之資料新增圖 17 CmoreCould 操作平台 IF 要設定無線裝置, 無線裝置要設定 BT 藍芽的 IFTTT 資料圖 18 資料新增介面 22

傳送命令理要選擇 Hex 來傳送 16 進制參數, 例如 : 傳送的參數為 733113,73 在 ASCII 碼裡是小寫 s 39 顯示 9 13 顯示 Enter, 而 Arduino 讀取參數後會發出指令為 s9 Enter

23 傳送命令理要選擇 Hex 來傳送 16 進制參數, 例如 : 傳送的參數為 ,73 在 ASCII 碼裡是小寫 s 39 顯示 9 13 顯示 Enter, 而 Arduino 讀取參數後會發出指令為 s9 Enter 使風扇運轉自然風傳送命令採字串或 Hex, 要依照藍芽控制端規格選擇,IF 一定要選擇為無線裝置, 裝置 ID 一定要設定圖 19 資料新增介面 3. 新增按鈕第三步驟為新增按鈕, 依照步驟打上名稱, 選項部分不用修改圖 20 新增按鈕 23

24 4. 第二層 - 自訂版型第四步驟要在工作區點選顯示下一層, 版型選擇自訂版型圖 21 版型設定 5. 上傳版型上傳版型依照規格而設定, 手機規格需要寬 320 點 X 高 425 點的圖片圖 22 上傳版型 24

25 6. 選取按鈕第六步驟在介面圖上選取該控制的地方新增按鈕圖 23 選取按鈕 7. 開啟管理 IFTTT 命令連接開啟 IFTTT 命令字串連結, 以下圖表需要的是它的命令字串來傳送指令圖 24 IFTTT 命令連接 25

26 8.IFTTT 自訂版型 ( 命令字串 ) 連結把命令字串逐一的複製進去該框框的對照號碼的按鈕, 要填入 Href,Alt 則顯示空白, 設定好按確定圖 25 IFTTT 自訂版型 ( 命令字串 ) 連結 9.APP 設定確定打包在 APP 設定會顯示裝置的 QR Code 圖 26 QR Code 26

27 三專題製作藍牙傳輸設定 : AppsduinoKitCmoreIO() 副程式 #include <MeetAndroid.h> // include Android Bluetooth Library header MeetAndroid AppsduinoBot; // void setup() { Serial.begin(57600); AppsduinoBot.registerFunction(AppsduinoKitCmoreIO, 's'); } 風速控制程式 : void AppsduinoKitCmoreIO(byte flag, byte numofvalues) { int randomvalue = AppsduinoBot.getInt(); CmoreIO(randomvalue) ; // execute the related function } void CmoreIO(int value) { switch(value) { case 1 : flag=1; // 開啟自然風 break ; case 2 : outputvalue=0; flag=0; break ; 27

28 case 3 : if(outputvalue ==0) outputvalue=50; flag=0; break ; case 4 : outputvalue=20; flag=0; break ; case 5 : outputvalue=35; flag=0; break ; case 6 : outputvalue=50; flag=0; break ; case 7 : outputvalue=65; flag=0; break ; case 8 : outputvalue=80; break ; case 9 : outputvalue=100; flag=0; break ; } } 28

29 手動開關指令當我們手動將開關調為 ON 時, 此時的風扇將啟動並且保持風力在 80% buttonstate = digitalread(buttonpin); if (buttonstate == HIGH) { outputvalue=80; } 控制電路程式 : Tx Cmd : 's1' : toggle green led 's2' : toggle Red led 's3' : toggle Blue led 's4' : play melody(buzzer demo) 'p100' ~ 'p800' : setup Cds Threshold Level Rx message : 1. temperature 2. CDS value 3. Battery Voltage 4. Cds Threshold */ #include <MeetAndroid.h> // include Android Bluetooth Library header #include <Timer.h> #include <SoftwareSerial.h> //SoftwareSerial myserial(10, 11); // RX, TX // // Android Bluetooth Test MeetAndroid AppsduinoBot; 29

30 // void setup() { pinmode(led, OUTPUT); pinmode(buttonpin, INPUT); // // Configure your bluetooth module to this baud rate : bps Serial.begin(57600); while(!serial) ; // Serial.println("Goodnight moon!"); // tick.every(1000, OneSecTimerHandler);// read temperature/humidity } // Main Program void loop() { // // tick.update(); // check timer event buttonstate = digitalread(buttonpin); if (buttonstate == HIGH) { outputvalue=80; } else { AppsduinoBot.receive(); // you need to keep this in your loop() to receive events if(flag ==1) { outputvalue+= Wstep; 30

31 if(outputvalue >100) { outputvalue=100; Wstep=-2; } if(outputvalue <20) { outputvalue=20; Wstep=2; } } } digitalwrite(led, HIGH); delay(outputvalue); digitalwrite(led, LOW); delay(100-outputvalue); // turn the LED on (HIGH is the voltage level) // wait for a second // turn the LED off by making the voltage LOW // wait for a second } 31

32 自然風指令當 flag ==1 時, 風扇將自動開啟為自然風, 風速在 20%~100% 之間, 當風速為最大值 100% 時, 將每次 -2 直到 20% 為止, 當風速為 20% 時, 將每次 +2 到 100% 為止 if(flag ==1) { outputvalue+= Wstep; if(outputvalue >100) { outputvalue=100; Wstep=-2; } if(outputvalue <20) { outputvalue=20; Wstep=2; } } digitalwrite(9, HIGH); delay(outputvalue); digitalwrite(9, LOW); delay(100-outputvalue); } 32

33 模式一圖 27 手機功率操作模式一模式二圖 28 手機功率操作模式二 33

34 模式三圖 29 手機功率操作模式三四製作成果本專題使用 Android 智慧型手機操控程式, 控制風扇的開關及轉速, 智慧型手機之操作畫面智慧型手機上所示有 9 個控制按鍵, 透過藍芽晶片接收並傳遞至 Arduino 微控板藍芽晶片安裝到電路板上, 藍芽晶片接收到指令再傳送給 Arduino 微控板, 再利用 Arduino 微控板去控制風扇的開關及轉速圖 30 手機實體版面 34

35 圖 31 手機訯計版面圖 32 實體電路 35

36 圖 33 Arduino 之成果圖 34 藍牙傳輸 36

37 圖 35 電路焊接圖 36 負載功率輸出成品 37

38 肆製作結論與建議一結論本專題是使用智慧型手機來控制自然風扇, 當我們開啟手機內 App 程式後, 手機的藍芽模組便會跟電路上的藍芽晶片作連接, 然後將可以進一步進到風扇操控介面, 此時, 當我們按下任何按鍵, 手機藍芽將會傳送不同的指令到藍芽晶片, 然後再傳送到 Arduino 微控器, 讓 Arduino 微控器去控制風扇學習 Arduino 的硬體各個接腳的功能與實際應用以及程式語法控制方法的設計 ; 在學習進階中, 由單晶片微處理器電路, 須自組零散週邊電路情形下, 使用日漸普遍而整合性頗高的 Arduino 電路應用學習另外利用手機 APP 程式撰寫工具環境開發來銜接控制 Arduino 及藍牙無線通訊的學習並作更深地瞭解二建議設計智慧型手機 APP 時, 選用開發工具項目繁多易使設計難度增加 ; 尤其是介面及控制指令語法的應用不熟悉, 以致錯誤產生及進度緩慢在設定藍牙模組的連線速率上初始以 9600 色鮑率作測試連線, 才不致發生無法找到藍牙模組的通訊失敗情形, 而未達到遠端的操控 38

39 參考文獻 1. 鄧文淵,2014, 手機應用程式設計超簡單 -App Inventor 2 初學特訓班, 臺北市 : 碁峰出版社 2. 體感創作 DNA- 想與做間的拔河及結合, 作者 : 陳光雄版次 :2011 年 11 月版 3. esource/content/1/arduino.pdf-arduino 基礎教學 4. 專題繪圖軟體 Fritzing 教學 5. Fritzing 元件教學網址 appinventor.mit.edu/ 39

專題製作計畫書

專題製作計畫書高英高級工商職業學校 Kao Ying Industrial Commercial Vocational High School 教師專題研究 ( 製作 ) 報告 Arduino 常用感測模組控制老師姓名 : 林俊良老師科別 : 資訊科中華民國 105 年 1 月 1 Arduino 常用感測模組控制摘要現在學生在微電腦實習課程中己經由傳統 8051 單晶片的電路製作控制及編寫組合語言的控制程式