Arduino的練習：光敏電阻

之前以可變電阻控制呼吸燈的循環時間，這篇要以光敏電阻（光電阻，光電池，光敏電阻）控制LED的明滅。

電路圖（Fritzing格式）與程式原始碼，可在此下載。

電路圖：

LED，長腳接腳位13，短腳接GND。

光敏電阻，一腳接5V，另一腳接到腳位A0與10k ohm電阻，電阻的另一腳接地。// 






從腳位A0讀取光敏電阻的值。// 
以腳位13控制LED。
無效設置（）{ 
  Serial.begin（115200）; 
  pinMode（A0，INPUT）; 
  pinMode（13，OUTPUT）; 
 
  digitalWrite（13，LOW）; 
} 

int pr_min = 400; 

void loop（）{ 
  //以及analogRead（）讀取光敏電阻的值，會回傳0~1023之間的值.int 


  pr = analogRead（A0）; 

  //並且把值輸出到序列埠，請用手遮蔽光敏電阻，看看變化

  .Serial.println（pr）; 

  //若大於這個值，熄滅LED，若小於就點亮。
  //請視需求修改pr_min.digitalWrite 
  （13，pr> pr_min？LOW：HIGH）; 
 
  延遲（1000）; 
} 

完成後，當外界光線強時，光敏電阻會讀到較大的值，LED就會熄滅;外界光線弱時，會讀到較小的值，LED就會亮起。


參考資料：

• Cooper Maa的Lab8使用光敏電阻控制LED的開關
• 葉難   Arduino的練習：光敏電阻

Arduino筆記：讀取/寫入SD卡資料

如果要在Arduino紀錄感測元件接收的數值，除了透過網路模組送出以外，開發板本身並不像Raspberry Pi有外接SD或Micro SD卡的介面，可以儲存在記憶卡上，要寫入資料到SD卡上，就必須透過SPI的介面，才能將感測的資料寫入SD卡。

我先測試一下SD卡的模組是否能讀取/寫入檔案，如果可以，再改接網絡擴展模組W5100，看看相同的程式是否能存取W5100擴展板上Micro SD卡的資料？結果如何呢？

[材料]

•Arduino Uno x 1 
•SD卡模組x1 
•連接線x 6條

[接線圖]

•注：上圖DI代表SD卡模組MOSI，DO代表SD卡模組MISO 

•SD卡模組連接線路 

SD 卡模組	Arduino的
GND	GND
+ 5V	5V
CS	針腳4
MOSI	第11針
SCK（CLK）	第13針
味噌	第12針

SPI匯流排規定了4個保留邏輯訊號介面:( 維基百科）
•SCLK（串行時鐘）：串行時鐘，由
主機發出•MOSI（主輸出，從輸入）：主機輸出從機輸入訊號，由主機發出
•MISO（主輸入，從輸出）：主機輸入從機輸出訊號，由從機發出
•SS（從機選擇）或片選（CS）：由主機發出，低電位有效

有關SPI的說明，可參考這篇：「Raspberry Pi筆記（二）：GPIO接腳與I2C及SPI安裝」。

[SD庫]

SD類
•初始設定SD卡及函式庫：SD.begin（cspin）
    cspin（選項）：Arduino連接SD卡模組SS或CS的Pin腳

•檢查括號內的檔案名稱是否存在：exists（）

•建立目錄：SD.mkdir（filename）

•開啟檔案：SD.open（文件路徑，模式）
   模式：FILE_READ開啟唯讀檔案，從檔案開始處讀取。
               FILE_WRITE開啟讀寫檔案，從檔案最後處開始寫入

•移除檔案：SD.remove（文件名）

•移除目錄：SD.rmdir（filename）

文件類
•關閉檔案：file.close（）

•將數據字串寫到檔案中，不跳行：file.print（data）

•將數據字串寫到檔案中，不跳行：file.println（數據）

•將數據字串寫入檔案中：file.write（數據）

[程式]

我參考Arduino IDE的兩個範例cardinfo跟踪文件，試著在SD卡上，顯示SD卡的相關資訊，再建立一個檔案，寫入測試文字後，關閉檔案。以下是執行的測試程式：

#include <SPI.h>
#include <SD.h>

檔案myFile;

//設定SD庫功能變數：

Sd2Card卡;
SdVolume量;
SdFile root;

const int chipSelect = 4;

void setup（）{

  Serial.begin（9600）; //開啟通訊串列埠開啟
  while（！Serial）{//等待串列埠連線
  }

  // -----------寫入檔案
  Serial.print（“\ n等待SD卡就緒......”）;

  if（！SD.begin（4））{
    Serial.println（“失敗！”）;
    返回;
  }
  Serial.println（“成功！”）;

  myFile = SD.open（“card.txt”，FILE_WRITE）; //開啟檔案，一次僅能開啟一個檔案
  
  if（myFile）{//假使檔案開啟正常
    Serial.print（“寫入card.txt ...”）;         
    myFile.println（“測試將數據寫入SD卡......”）; //繼續寫在檔案後面
    myFile.close（）; //關閉檔案
    Serial.println（“完成！”）;
  } else {
    Serial.println（“\ n打開文件錯誤”）; //無法開啟時顯示錯誤
  }
  
   // -----------顯示SD卡資訊

  if（！card.init（SPI_HALF_SPEED，chipSelect））{
    Serial.println（“初始化失敗。檢查：SD卡”）;
    返回;
  } else {
    Serial.println（“=============卡信息==================”）;
  }

  //顯示SD卡類型

  Serial.print（“卡片類型：”）;
  switch（card.type（））{
    案例SD_CARD_TYPE_SD1：
      Serial.println（“SD1”）;
      打破;
    案例SD_CARD_TYPE_SD2：
      Serial.println（“SD2”）;
      打破;
    案例SD_CARD_TYPE_SDHC：
      Serial.println（“SDHC”）;
      打破;
    默認：
      Serial.println（“不明”）;
  }

  //現在我們將嘗試打開'volume'/'partition' - 它應該是FAT16或FAT32
  if（！volume.init（card））{
    Serial.println（“找不到FAT16 / FAT32分區。”）;
    返回;
  }

  //顯示類型和FAT空間大小
  uint32_t volumesize;
  Serial.print（“卷類型為FAT”）;
  Serial.println（volume.fatType（），DEC）;
  Serial.println（）;

  volumesize = volume.blocksPerCluster（）; //簇是塊的集合
  volumesize * = volume.clusterCount（）; //我們會有很多集群
  volumesize * = 512; // SD卡塊總是512字節
  Serial.print（“Volume size（bytes）：”）;
  Serial.println（volumesize）;
  Serial.print（“卷大小（Kbytes）：”）;
  volumesize / = 1024;
  Serial.println（volumesize）;
  Serial.print（“卷大小（Mbytes）：”）;
  volumesize / = 1024;
  Serial.println（volumesize）;

  Serial.println（“卡上找到的\ n文件（名稱，日期和大小，以字節為單位）：”）;
  root.openRoot（體積）;

  //列出卡片中包含日期和大小的所有文件
  root.ls（LS_R | LS_DATE | LS_SIZE）;

  Serial.println（“=================完成=====================”）;
}

void loop（）{//在Setup（）執行完成後，就等結束 
}

[執行結果]

換上W5100網路擴展板，程式一個字元都不需要更改，可以讀取擴展板上的SD卡資料。我的SD卡上有中文名稱，就會顯示部分中文沒問題，但大多數變成亂碼。檔案列表第一個card.txt就是測試時寫入的檔案。

[參考資料]

•Arduino.cc：SD庫

 Arduino筆記（16）：讀取/寫入SD卡資料

http://atceiling.blogspot.com/2017/03/arduino-sd.html

Arduino簡介

Arduino簡介

問：Arduino是什麼？

答：Arduino是個open-source electronics prototyping platform，含有容易使用、擴充性強的硬體與軟體，提供給藝術家、設計師、業餘愛好者、任何有興趣的人，建立打造互動式的科技藝術裝置作品。

問：啥，open-source electronics prototyping platform是什麼鬼？

答：所謂open-source開放源碼，意思是說Arduino的硬體電路設計圖是開放的，軟體原始碼也都是開放的；electronics代表說創作物是要吃電的；prototyping platform表示運用這套平台可以快速地建構出原型，打造產品。

Arduino的logo。

問：那可以打造什麼產品呢？

答：這就要看你的想像力了。

譬如說可用來人貓互動，只要貓咪跳上專用座椅上，配合Arduino-Android裝置，就會自動在Twitter發訊息，或拍照貼上Facebook。

譬如說手機遙控車。

譬如說超聲波距離感應器。

譬如說機器人。

譬如說療癒系的電子寵物Gamma羊。

問：哦，很不錯嘛，講點Arduino的歷史吧？

答：於2005年，Arduino計畫正式啟動，發源地是義大利北方的Ivrea鎮。在2005那個時候，發起人Massimo Banzi與David Cuartielles覺得市面上可用的素材與零件太過昂貴，學生負擔不起，於是想要打造便宜好用的電子原型平台，這才萌芽了Arduino這樣的想法。

若對緣起與歷史有興趣的人，可以看看這支記錄片Arduino: The Documentary (2010)。

問：Arduino？什麼意思啊？怎麼念？

答：Arduino的核心開發團隊成員包括：馬西莫·班齊（Massimo Banzi）、大衛·奎提耶斯（David Cuartielles）、湯姆·伊果（Tom Igor）、贊布羅塔·馬提諾（Gianluca Martino）、大衛·梅利斯（David Mellis）和尼可拉斯·蘭比提（Nicholas Zambetti）。
據說馬西莫·班齊之前是義大利Ivrea一家高科技設計學校的老師。他的學生們經常抱怨找不到便宜好用的微控制器。2005年冬天，馬西莫·班齊跟大衛·奎提耶斯討論了這個問題。大衛·奎提耶斯是一個西班牙籍晶片工程師，當時在這所學校做訪問學者。兩人決定設計自己的電路板，並引入了馬西莫·班齊的學生大衛·梅利斯為電路板設計程式語言。兩天以後，大衛·梅利斯就寫出了程式碼。又過了三天，電路板就完工了。這塊電路板被命名為Arduino。幾乎任何人，即使不懂電腦編程，也能用Arduino做出很酷的東西，比如對感測器作出回應，閃爍燈光，還能控制馬達。隨後馬西莫·班齊、大衛·奎提耶斯和大衛·梅利斯把設計圖放到了網上。保持設計的開放原始碼理念，因為著作權法可以監管開源軟體，卻很難用在硬體上，他們決定採用創用CC許可。創用CC是為保護開放著作權行為而出現的類似GPL的一種許可（license）。在創用CC許可下，任何人都被允許生產印刷電路板的複製品，還能重新設計，甚至銷售原設計的複製品。你不需要付版稅，甚至不用取得Arduino團隊的許可。然而，如果你重新發布了參照設計，你必須說明原始Arduino團隊的貢獻。如果你調整或改動了電路板，你的最新設計必須使用相同或類似的創用CC許可，以保證新版本的Arduino電路板也會一樣的自由和開放。唯一被保留的只有Arduino這個名字。它被註冊成了商標。如果有人想用這個名字賣電路板，那他們可能必須付一點商標費用給Arduino的核心開發團隊成員。

贊布羅塔·馬提諾創立的Arduino Srl被2009年創立的Arduino LLC控告侵犯了他們的著作權，這第二家被控侵權的Arduino（也就是Arduino Srl），原先叫做Smart Projects Srl，以前是在義大利負責生產製造Arduino控制板的公司。而第一家Arduino（也就是我們較熟悉的Arduino LLC）則負責開發控制板，並管理周邊的開放原始碼專題與社群。在之前，原本雙方是合作的關係；2014年馬提諾與另外四位共同創辦人，對於Arduino品牌的發展方向意見不合，導致馬提諾另外請費德里科·穆斯托擔任Smart Projects的新執行長，並把公司名稱改為Arduino Srl。

問：好，那要怎麼開始玩呢？

答：你需要硬體部分與軟體部分。

問：硬體部分呢？

答：你可以買現成的板子或是自己組裝。

初學者大概都是購買現成的，根據Arduino官方網站所寫，台灣地區具有官方合法授權的代理商為藝科資訊 Aroboto Studio、PlayRobot 飆機器人/普特企業有限公司、iCshop (台灣)電子零件，電子材料，當然啦，還有別的商家，到網路上搜尋一下可找到不少，拍賣網站上也有，甚至也可以到國外網站去買。

購買時要注意的是：價格、出貨速度、退換貨的機制。

從2005年以來，Arduino官方已經出了不少版本的板子，那該買哪一塊呢？以目前來講，以Arduino Uno與Arduino Mega 2560為主，Uno是基本款，而Mega 2560搭配了更強的微控制器（價格也較高）。

（2012.05.28更新，新的板子Arduino Leonardo出來囉，更強更便宜。兩塊開發板的差異，請看Arduino：Leonardo與Uno的差異比較）

Arduino Uno

官方還有其他板本的板子，各有其不同特色，有的加入藍牙傳輸能力，有的尺寸很迷你，有的弄成圓形、適用於打造穿配在衣服上的產品。

除了官方的Arduino板子外，因為板子的電路設計圖是開放的，很多人、廠商也相繼推出各種「Arduino相容板」，譬如Seeeduino、Sippino、USBDroid、等等，詳細列表可看這篇。每塊相容板都有它特別的地方，尺寸特別小、低耗電、網路連線、藍牙、等等。

例：Sippino這塊相容板，輸出針腳都弄在同一邊，適合插在麵包板上。

當然啦，因為板子的電路設計圖是開放的，你也可以買零件材料自己拼湊。自己組裝可以得到成就感，也能更進一步了解板子，網路上有某些人是自己組裝板子的，並且加入自己的設計與新功能！

在麵包板上組裝Arduino板。

問：軟體部分呢？

答：需要開發環境、編譯器、連結器、開發工具鏈、燒錄程式、板子與電腦連接所需要的驅動程式、等等等等，這些通通都已經準備好、打包好了，到Arduino官方網站的下載頁面即可下載，可在Windows、Mac OS X、Linux上運行。

Arduino軟體開發環境的畫面

問：什麼是"shield"？

答：這應該算是Arduino的術語吧，中文大概叫做擴充板或擴展板，插在主板上以加入其他功能，也可以被稱為"daughterboard"或"add-on module"。

譬如說：官方的Arduino Ethernet Shield加入以太網路的連線能力，SparkFun的BlueSMiRF加入藍牙連線能力，另外還有各種驅動馬達的擴展板，等等。完整列表可看這裡，真是琳琅滿目啊，有感測光線的、感測聲音的、等等。

例，Arduino官方的Wireless SD Shield，有XBee無線傳輸能力與SD卡插槽。

例，這是一塊Arduino板子插上Ethernet Shield後的樣子。

問：什麼是"sketch"？

答：這應該算是Arduino的術語吧，中文大概叫做程式碼或草稿碼，其實就是"程式"就對啦。

問：什麼是Open Accessory、ADK？

答：Open Accessory是一項標準，Google在2011年的開發者大會所發表，這是為Android裝置打造硬體配件、周邊商品的標準，ADK提供的參考硬體就是基於Arduino的板子。而ADK是Android Open Accessory Development Kit，也就是各種API啦，Android端與Arduino端互相溝通的機制。更詳細的介紹可以看這篇。

 相對應地，Arduino官方也推出一塊Arduino ADK板子。

（Android與Arduino不要搞混了喔。）

問：總結一下吧？

答：有興趣的話，買塊Arduino板子（不知道哪一塊的話，就買Arduino Uno這塊）、買一條USB傳輸線（一頭是A型插頭，一頭是B型插頭）連接板子與電腦、下載軟體開發環境，就可以動手玩囉。

（2012.05.28更新，新的板子Arduino Leonardo出來囉，比Uno更強更便宜，但跟Uno有些許不同，可參閱官方文件。）

板子到手後，可以看看我寫的Arduino Uno開箱文與安裝設定，安裝驅動程式以及第一支sketch。

參考資料：

• Inside投稿，作者Pofeng Lee：五項可能改變世界的開放源碼硬體計畫，原文作者Andrew Back，Five open source hardware projects that could change the world。
• 市面上已經有很多Arduino的書籍，但多為英文。
• Arduino官方網站。有部落格發佈最新消息、維基、入門手冊、各種資料、等等。
• Arduino.TW樂園，很早就開始使用Arduino，上頭有很多介紹文章、程式語法、作品成果、等等。
• Cooper Maa，一系列的Arduino教學文章。
• Cooper Maa的Arduino 簡介影片，到 Taipei GTUG 跟大家分享 Arduino 簡介，當天的實況錄影，非常詳細。
• Cooper Maa的Arduino Introduction 簡報，投影片。
• Freedino，關於Arduino與各種相容板的知識。
• 吳冠穎小毛Arduino創作暨經驗分享，小毛是電子寵物Gamma羊的創作者喔，部落格在此。
• ladyada的AVR Tutorial。

參考書籍（中文）：

• 超圖解Arduino互動設計入門，旗標。
• Prototyping Lab「邊做邊學」，Arduino 的運用實例，馥林文化。
  
• 最簡單的互動設計 Arduino一試就上手，第二版，碁峰。
• Arduino 錦囊妙計, 2/e (Arduino Cookbook, 2/e)， 歐萊禮。
• Arduino 快速上手指南 (Arduino: A Quick Start Guide)，馥林文化。
• 踏進互動科技世界－使用 Arduino (Getting Started with Arduino)，旗標。

自己組裝Arduino相容板：

Arduino官方網站的Building an Arduino on a Breadboard。

用麵包板組裝Arduino微電腦實驗板。

Dale Wheat寫的How to Build an Arduino-compatible Physical Computing Platform on a Solderless Breadboard。

Boarduino, Solderless Breadboard Arduino Clone。

搖桿遙控車

 搖桿遙控車 

搖桿遙控車可能是專題中較為簡單的，搖桿模組在教育局提供的材料裡，
因此將它放在最前面，此專題使用藍芽連線，藍芽模組可能要自己花錢買
了，藍芽模組相對的也較貴，在國內約350至400元左右，X寶上買相對便
宜。日後會有另一個搖桿遙控車專題，是使用nRF24L01無線模組的，此
模組較便宜，X寶上買約15元左右，而且可以一對多，使用起來相當有變
化，此模組日後再詳談吧。

使用搖桿控制車子的行進，搭配藍芽模組，就成了藍芽搖桿遙控車，車子
端的組裝硬體和程式軟體請參考方向盒遙控車的車子。
搖桿端的程式和接線如下：

上圖為搖桿模組圖片，搖桿模組價格不貴，在台灣買約8、90元，X寶上
買約2、30元。下圖為組裝好的控制端硬體圖片。

二軸搖桿有X、Y和B三條訊號線,B是按壓接觸開關，在這裡沒使用,所以含電源線
共4條連接線,在幾個遙控程式裡,搖桿遙控程式算是相對簡單的,實作上效果也較明
確.硬體接線:X接類比腳位的A0,Y接A1。藍芽模組的接線為TXD接Arduino的第六
腳，RXD接第五腳，由程式來看，腳位是可以變換的。

#include <SoftwareSerial.h>   // 引用程式庫

SoftwareSerial BT(6, 5); // 藍芽接收腳6, 傳送腳5

char act = 'e'; //停止

char Oldact = 'e';

void setup() 

{ 

  Serial.begin(9600); //監控程式視窗

  BT.begin(9600);

} 

void loop() 

{ 

  if(abs(analogRead(0)-503) <= 50)//X軸,減503將X軸中段調整為0

    act = 'e';  //停止

  if((analogRead(0)-503) >= 50)

    act = 'a';  //前進

  if((analogRead(0)-503) <= -50)

    act = 'b';  //後退

  if((analogRead(1)-524) <= -50)//Y軸,減524將Y軸中段調整為0

    act = 'c';  //左轉

  if((analogRead(1)-524) >= 50)

    act = 'd';  //右轉

  if(act != Oldact){ 

    BT.print(act);

    Serial.println(act);

    delay(200);

  }

  Oldact = act;

}

資料來源:龍目國小Arduino C語言 程式教學

http://class.kh.edu.tw/13384/page/view/44