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  • Arduino 自走車設計與製作
  • 點閱:1667
  • 作者: 曹永忠, 許智誠, 蔡英德著
  • 出版社:渥瑪數位
  • 出版年:2013[民102]
  • 集叢名:知識速成系列
  • ISBN:9789868936072
  • 格式:PDF
  • 附註:封面英文題名: The design and development of a robot-car by Arduino technology
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科技發達今日,資訊科技技術日新月異,許多資訊相關科技的科技人,每天被十倍速的時代壓力,擠壓著生活品質,為了追逐最新的科技與技術,不惜焚膏繼晷日夜追趕,只怕追趕不上就被科技洪流所淘汰,造成許多年輕的科技菁英,年紀輕輕的卻都是一高、二高、甚至三高皆有,嚴重的甚至、中風、過勞死,對當今社會造成人才的重大損失。

隨著環保綠色革命,我們思考著,是否在這知識經濟時代,也該有個知識綠色革命。本系列『知識速成系列』由此概念而生。面對越來越多的知識學子,為了追趕最新的技術潮流,往往沒有往下紮根,去了解許多知識背後所必須醞釀的知識基礎,追求到許多最新的技術邊緣,往往忘記了如果沒有配套的基礎科技知識,所學到的知識與科技,在失去這些基礎科技資源徳的支持之下,往往無法產生實際生產效力。

如許多學習程式設計的學子,為了最新的科技潮流,使用著最新的科技工具與軟體元件,當他們面對許多原有的軟體元件沒有支持的需求或軟體架構下沒有直接直持的開發工具,此時就產生了莫大的開發瓶頸,這些都是為了追求最新的科技技術而忘卻了學習原有基礎科技訓練所致。

筆著鑒於這樣的困境,思考著『如何轉化眾人技術為我的知識』的概念,如果我們可以透過拆解原有的完整產品,進而了解原有產品的機構運作原理與方法,並嘗試著將原有產品進行拆解、改造、升級、置換原有控制核心…等方式,學習到運用其他技術或新技術來開發原有的產品,或許可以讓這些辛苦追求新技術的學子,在學習技術當時,可以了解所面對的技術中,如何研發與製造該技術的相關產品,相信這樣的學習方式,會比起在已建構好的開發模組或學習套件中學習某個新技術或原理,來的更踏實的多。

目前許多學子在學習程式設計之時,恐怕最不能了解的問題是,我為何要寫九九乘法表、為何要寫遞迴程式,為何要寫成函式型式…等等疑問,只因為在學校的學子,學習程式是為了可以了解『撰寫程式』的邏輯,並訓練且建立如何運用程式邏輯的能力,解譯現實中面對的問題。然而現實中的問題往往太過於複雜,在校授課的老師無法有多餘的時間與資源去解釋現實中複雜問題,期望能將現實中複雜問題淬鍊成邏輯上的思路,加以訓練學生其解題思路,但是眾多學子宥於現實問題的困惑,無法單純用純粹的解題思路來進行學習與訓練,反而以現實中的複雜來反駁老師教學太過學理,沒有實務上的應用為由,拒絕深入學習,這樣的情形,反而自己造成了學習上的障礙程。

本系列的書籍,針對目前學習上的盲點,希望透過現有產品的產品解析,透過產品簡單的拆解,以逆向工程的手法,將目前已有產品拆解之後,將核心控制系統之軟硬體,透過簡單易學的Arduino單晶片與C語言,重新設計出原有產品之核心控制系統,進而改進、加強、升級其控制方法。如此一來,因為學子們已經對原有產品有深入了解,在進行『重製核心控制系統』過程之中,可以很有把握的了解自己正在進行什麼,而非針對許多邏輯化的需求進行開發。即使在進行中,許多需求也多轉化成邏輯化的需求,學子們仍然可以了解這些邏輯化的需求背後的實務需求,對於學習過程之中,因為實務需求導引著開發過程,可以讓學子們讓邏輯化思考與實務產出產生關連,如此可以一掃過去陰霾,更踏實的進行學習。

這本書以學子常見的遙控車為主要開發標的,從小到到,玩具汽車陪伴我們的度過快樂的童年生活,有許多玩具車:如彈力車,手推車,線控車,無線遙控車…等等,都是我們童年時的美好回憶,但是無線遙控車一旦不能夠遙控,往往我們就就丟棄整台車,不但造成浪費,更忘卻了那些玩具曾經伴隨著我們許多歲月。其實那些無線遙控車除了遙控裝置壞掉之外,動力裝置與外部結構大部分都是可以用的,如果我們可以透過設計製造出無線遙控車的控制器之虞,進而了解無線通訊的開發,那將是一個非常好的學習課程。所以本書要以『無線遙控車』為實驗主體,透過無線通訊控制器的開發,可以更加了解其無線控制系統,相信整個研發過程會更加了解。

曹永忠 (Yung-Chung Tsao),國立中央大學資訊管理學系博士,專研於軟體工程、軟體開發與設計、物件導向程式設計。現為自由作家,長期投入資訊系統設計與開發、企業應用系統開發、軟體工程、新產品開發管理、商品及人像攝影等領域,並持續發表作品及相關專業著作。
Email:prgbruce@gmail.com
 
許智誠 (Chih-Cheng Hsu),美國加州大學洛杉磯分校(UCLA) 資訊工程系博士,曾任職於美國IBM等軟體公司多年,現任教於中央大學資訊管理學系,主要研究為軟體工程、設計流程與自動化、數位教學、雲端裝置、多層式網頁系統、系統整合。
Email: khsu@mgt.ncu.edu.tw

 
蔡英德 (Yin-Te Tsai),國立清華大學資訊科學系博士,目前是靜宜大學資訊傳播工程學系教授兼靜宜大學主任秘書,主要研究為演算法設計與分析、生物資訊、軟體開發。
Email:yttsai@pu.edu.tw


  • 自序(第2頁)
  • 自序(第4頁)
  • 知識速成系列(第15頁)
  • Arduino 的開始(第19頁)
    • Arduino 起源(第19頁)
    • Arduino 特色(第21頁)
    • Arduino 硬體種類簡介(第22頁)
    • 程式設計(第25頁)
    • 註解(第29頁)
    • 變數(第30頁)
    • 型態轉換(第34頁)
    • 邏輯控制(第36頁)
    • 算術運算(第42頁)
    • 輸入輸出腳位設定(第46頁)
    • 時間函式(第50頁)
    • 數學函式(第53頁)
    • 亂數函式(第57頁)
    • 通訊函式(第59頁)
    • 章節小結(第64頁)
  • 自走車(第66頁)
    • 自走車(第66頁)
    • 實驗採用的自走車開發板(第70頁)
    • 實驗採用的自走車藍芽模組(第72頁)
    • 章節小結(第73頁)
  • 馬達(第75頁)
    • 馬達介紹(第75頁)
    • 控制馬達介紹(第80頁)
    • L298N DC 電機驅動板(第85頁)
    • 章節小結(第88頁)
  • LCD 螢幕(第90頁)
    • 章節小結(第97頁)
  • LCD KeyPad Shield(第99頁)
    • 章節小結(第104頁)
  • 超音波測距(第106頁)
    • 超音波原理(第106頁)
    • 超音波測距(第110頁)
    • 超音波感測器測試(HC-SR04)(第112頁)
    • 章節小結(第121頁)
  • 藍芽控制(第123頁)
    • 藍芽名字由來(第123頁)
    • 甚麼是藍芽(第124頁)
    • 藍芽起源(第124頁)
    • 藍芽的運作原理-跳頻展頻技術(第126頁)
    • 藍芽的特性(第127頁)
    • 藍芽的應用(第129頁)
    • 藍芽模組測試(第131頁)
    • 藍芽的進階應用(第137頁)
    • 章節小結(第145頁)
  • Motoduino 小車安裝與測試(第147頁)
    • 官方網站小車範例下載(第147頁)
    • 官方網站小車範例測試(第159頁)
    • 安裝官網之Android 手機控制端程式(第164頁)
    • Android 手機藍芽模組設定(第169頁)
    • 執行官網之Android 手機控制端程式(第173頁)
    • 章節小結(第178頁)
  • 自走車開發(第180頁)
    • 使用藍芽裝置控制自走車(第180頁)
    • 黑線偵測(第187頁)
    • 具有循線能力之自走車(第196頁)
    • 章節小結(第205頁)
  • 作者介紹(第207頁)
  • 附錄(第208頁)
    • Motoduino 使用手冊(第208頁)
    • LCD 1602 函式庫(第221頁)
    • LCD & Keypad Shield 函式庫(第235頁)
    • LCM 1602 原廠資料(第241頁)
    • LCDKeypad Shield 線路圖資料(第257頁)
    • L298N 電路圖(第258頁)
    • L298N 原廠資料手冊(第259頁)
    • 超音波測距模組(HC-SR04)資料手冊(第272頁)
    • 藍芽模組(HC-05)原廠資料手冊(第284頁)
    • 循跡感測器(第298頁)
  • 參考文獻(第302頁)
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