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知识速成系列

Arduino 电风扇设计与制作(Using Arduino to Develop a Controller of the Electric Fan)

Arduino 电风扇设计与制作(Using Arduino to Develop a Controller of the Electric Fan)

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出版日期:2014/11/28
出版:渥瑪數位 / 渥瑪數位有限公司
作者:曹永忠、許智誠、蔡英德
語言:簡體中文
頁數:312
產品類型:電子書
檔案格式:PDF(適合平板)

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內容簡介

科技发达今日,信息科技日新月异,许多信息科技相关的科技人,在十倍速的时代中,每天被压力挤压着生活质量,为了追逐最新的科技与技术,不惜焚膏继晷日夜追赶,只怕追赶不上,就被科技洪流所淘汰,造成许多年轻的科技菁英不到老年,个个都是一高、二高、甚至三高皆有,严重的甚至过劳死,对于社会造成人才的损失。
随着绿色革命,是否在这知识经济时代,也该有个知识的绿色革命。本系『知识速成系列』由此概念而生,面对越来越多的知识学子,为了追赶最新的技术潮流,往往没有往下扎根,去了解许多技术背后所必须酝酿的基础知识,追求到许多最新的技术边缘,往往忘记了如果没有配套的科技知识基础,所学到的科技知识,在失去这些科技基础的资源支持之下,往往无法产生实际生产效力。
例如:许多学习程序设计的学子,为了最新的科技潮流,使用着最新的科技工具与软件组件,当他们面对许多原有的软件组件没有支持的需求或该软件架构下没有直接支持的开发工具,此时就会产生莫大的开发瓶颈,这些都是为了追求最新的科技技术而忘却了学习原有科技基础训练所致。
笔着鉴于这样的困境,思考着『如何转化众人技术为我的知识』的概念,如果我们可以透过拆解原有的完整产品,进而了解原有产品的机构运作原理与方法,并尝试着将原有产品进行拆解、改造、升级、置换原有控制核心…等方式,学习到并运用其它技术或新技术来开发原有的产品,或许可以让这些辛苦追求新技术的学子,在学习技术当时,可以了解所面对的技术中,如何研发与制造对应技术的相关产品,相信这样的学习方式,会比起在已建构好的『开发模块』或『学习套件』中学习某个新技术或原理,来的更踏实的多。
目前许多学子在学习程序设计之时,恐怕最不能了解的问题是,我为何要写九九表、为何要写递归程序,为何要写成函式型式…等等疑问,只因为在学校的学子,学习程序是为了可以了解『撰写程序』的逻辑,并训练且建立如何运用程序逻辑的能力,解译现实中面对的问题。然而现实中的问题往往太过于复杂,在校授课的老师无法有多余的时间与资源去解释现实中复杂问题,期望能将现实中复杂问题淬炼成逻辑上的思路,加以训练学生其解题思路,但是众多学子宥于现实问题的困惑,无法单纯用纯粹的解题思路来进行学习与训练,反而以现实中的复杂来反驳老师教学太过学理,没有实务上的应用为由,拒绝深入学习,这样的情形,反而自己造成了学习上的障碍。
本系列的书籍,针对目前学习上的盲点,希望透过现有产品的产品解析,透过简单产品的拆解,以逆向工程的手法,将目前已有产品拆解之后,将核心控制系统之软硬件,透过简单易学的Arduino开发板与C语言,重新设计出原有产品之核心控制系统,进而改进、加强、升级其控制方法。如此一来,因为学子们已经对原有产品有深入了解,在进行『重制核心控制系统』过程之中,可以很有把握的了解自己正在进行什么,而非针对许多逻辑化的需求进行开发。
即使在进行中,许多需求也多转化成逻辑化的需求,学子们仍然可以了解这些逻辑化的需求背后的实务需求,对于学习过程之中,因为实务需求导引着开发过程,可以让学子们让逻辑化思考与实务产出产生关连,如此可以一扫过去阴霾,更踏实的进行学习。
这本书以学子常见的电风扇为主要开发标的,多年以来,地球日渐暖化,大都会的人们整天开着冷气,但是许多人未了冷气对地球资源杀伤力特强,许多人选择了电风扇来当成消暑的利器,所以本书要以『电风扇』为实验主体。电风扇是夏天里天天使用的产物,其功能、需求、使用者、产品都已家喻户晓,用这样的产品来进行开发,相信学子们应该不陌生,由于透过这样产品进行学习,相信可以更加了解其产品内涵与本质,在整个研发过程会更加心领神会。

章節目錄

自序 iii
自序 v
目 录 vii
图目录 xi
表目录 xiv
知识速成系列 1
Arduino的开始 4
Arduino 起源 4
Arduino特色 6
Arduino硬件种类简介 6
程序设计 9
批注 13
变数 14
型态转换 18
逻辑控制 20
算术运算 26
输入输出脚位设定 30
时间函式 34
数学函式 36
随机数函式 40
通讯函式 42
章节小结 46
电风扇 48
传统电风扇 48
电风扇的架构 49
电风扇动力来源 50
感应式电动马达 52
风扇风力来源 54
章节小结 58
电力开关控制 60
继电器 60
电磁继电器的工作原理和特性 62
继电器运作线路 64
章节小结 65
Arduino时钟功能 67
RTC I2C 时钟模块 67
章节小结 70
Arduino EEPROM 72
EEPROM 72
章节小结 75
LCD屏幕 77
章节小结 84
LCD KeyPad Shield 86
章节小结 90
红外线发射接收传感器 92
红外线遥控 92
红外线接收模块 93
红外线发射模块 95
通讯测试 96
章节小结 100
温湿度控制 102
Arduino温湿度控制 102
Arduino温湿度感测模块 103
章节小结 108
电力开关之程序开发 110
四信道继电器模块 110
加入外部按钮控制之四信道继电器模块 113
加入显示控制状态之四信道继电器模块 119
章节小结 125
遥控功能设计 127
红外线遥控设计 127
章节小结 134
产品开发 136
产品开发的方向 136
工业界的需求 137
Arduino时钟功能 138
具时间功能之电风扇 142
具定时功能之电风扇 150
定时功能 150
温湿度显示功能 161
章节小结 173
作者介绍 174
附录 175
DHT-11函式库 175
LCD 1602 函式库 184
LCD&Keypad Shield 函式库 198
IR 接收模块函式库 204
DS1307函式库 239
继电器原厂资料 247
四信道继电器模块线路图 249
DHT-11 原厂资料 255
LCM 1602 原厂资料 264
LCDKeypad Shield线路图资料 280
DS1307 原厂资料 281
参考文献 295

作者介紹

曹永忠 (Yung-Chung Tsao):目前为自由工作者,商品及人像摄影、专研于软件工程、软件开发与设计、对象导向程序设计。现为自由作家,长期投入信息系统设计与开发、企业应用系统开发、软件工程、新产品开发管理、商品及人像摄影等领域,并持续发表作品及相关专业著作。
Email:prgbruce@gmail.com
Line ID:dr.brucetsao
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范例原始码网址:https://github.com/brucetsao/efan
脸书社群(Arduino.Taiwan):https://www.facebook.com/groups/Arduino.Taiwan/
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许智诚 (Chih-Cheng Hsu),美国加州大学洛杉矶分校(UCLA) 资讯工程系博士,曾任职于美国IBM等软件公司多年,现任教于中央大学信息管理学系专任副教授,主要研究为软件工程、设计流程与自动化、數位教学、云端装置、多层式网页系统、系统整合。
Email: khsu@mgt.ncu.edu.tw


蔡英德 (Yin-Te Tsai),国立清华大学信息科学系博士,目前是静宜大学信息传播工程学系教授、台湾信息传播学会理事长、静宜大学计算器及通讯中心主任,主要研究为算法设计与分析、生物信息、软件开发。
Email:yttsai@pu.edu.tw

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