Arduino Introduction

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# Design Flow

1. 決定你需要哪種類型的感測器。
2. 學習如何使用感測器。
   • 了解感測器上每個引腳的功能。
3. 設計你的專案電路 (可能需要一塊麵包板)
   • 確保電源（可能是 3.3V 或 5V）、接地（GND）和信號連接正確，以避免損壞元件。
4. 學習感測器的 API 及如何使用它。
   • 閱讀感測器的庫文檔，了解可用的函數和方法以便與其互動。
   • 部分庫可以在 工具 → 管理庫 中設置。
5. 編寫程式碼，使用 Serial.println() 進行除錯。
6. 測試系統並完善設計。

# Examples

• 超音波感測器
  • 使用聲波測量距離。
  • 任何需要知道距離的專案都可以從這個範例擴展。
• 蜂鳴器
  • 主動蜂鳴器 (Active Buzzer)： 可用於警報系統等。
  • 被動蜂鳴器 (Passive Buzzer)： 可用於播放旋律。
• RFID 系統
  • 你可以通過讀取或寫入卡片來構建 門禁控制系統 。
• 其他感測器：使用感測器的 ID 搜尋其用途。

# Ultrasonic sensor (HC-SR04)

const int trigPin = 9;

const int echoPin = 10;

float duration, distance;

void setup() {

  pinMode(trigPin, OUTPUT);

  pinMode(echoPin, INPUT);

  Serial.begin(9600);

}

void loop() {

    /* sending a sound wave */

    digitalWrite(trigPin, LOW);

    delayMicroseconds(2);

    digitalWrite(trigPin, HIGH);

    delayMicroseconds(10);

    digitalWrite(trigPin, LOW);

    /* If we know when does the sound wave bounce back, it is possible to know the distance */

    duration = pulseIn(echoPin, HIGH);

    distance = (duration * 0.0343) / 2;

    Serial.print("Distance: ");

    Serial.println(distance);

    delay(100);

}

Tools → Serial Monitor to see the output

# Buzzers

• 主動蜂鳴器
  • 常用於警報，並產生簡單的聲音。
• 被動蜂鳴器
  • 儘管它需要指定頻率，但它允許您創建任何旋律，儘管更複雜，但提供了更大的靈活性。

void setup() {

  pinMode(7,OUTPUT);

}

void loop() {

  digitalWrite(7,HIGH);  // turn on the buzzer

  delay(1000);

  digitalWrite(7,LOW);  // turn off the buzzer

  delay(2000);

}

#include "pitches.h"

const int buzzer = 8;

// these constants are defined in "pitches.h"

int melody[] = {

  NOTE_C4, NOTE_G3, NOTE_G3, NOTE_A3, NOTE_G3, 0, NOTE_B3, NOTE_C4

};

// note durations: 4 = quarter note, 8 = eighth note, etc.:

int noteDurations[] = {

  4, 8, 8, 4, 4, 4, 4, 4

};

void setup() {

  for (int i = 0; i < 8; i++) {

    // to calculate the note duration, take one second divided by the note type.

    int noteDuration = 1000 / noteDurations[i];

    // pin number: 8 (any pin number you want)

    //  sound frequency: melody[i]

    //  duration: noteDuration

    tone(buzzer, melody[i], noteDuration);

    // the note's duration + 30% seems to work well:

    delay(noteDuration * 1.30);

    // stop the tone playing:

    noTone(buzzer);

  }

}

void loop() {}

# RFID RC522

• Additional library ( Tools → Manage Libraries )
  

#include <SPI.h>

#include <MFRC522.h>

#define RST_PIN 9          

#define SS_PIN 10 // SDA Pin

MFRC522 mfrc522; // declare a MFRC522 object

void setup() {

  Serial.begin(9600);      

  SPI.begin(); // init SPI, communication protocal

  mfrc522.PCD_Init(SS_PIN, RST_PIN); // init MFRC522

  Serial.print(F("Reader "));

  Serial.print(F(": "));

  mfrc522.PCD_DumpVersionToSerial(); // show the version of MFRC522 module  

}

void loop() {

    /* if the card is new, then show its UID and type */

    if (mfrc522.PICC_IsNewCardPresent() && mfrc522.PICC_ReadCardSerial()) {

        Serial.print(F("Card UID:"));

        dump_byte_array(mfrc522.uid.uidByte, mfrc522.uid.size); // output with your format

        Serial.println();

        Serial.print(F("PICC type: "));

        MFRC522::PICC_Type piccType = mfrc522.PICC_GetType(mfrc522.uid.sak);

        Serial.println(mfrc522.PICC_GetTypeName(piccType)); 

        mfrc522.PICC_HaltA();  

    }

}

void dump_byte_array(byte *buffer, byte bufferSize) {

  for (byte i = 0; i < bufferSize; i++) {

    Serial.print(buffer[i] < 0x10 ? " 0" : " ");

    Serial.print(buffer[i], HEX);

  }

}

出處: Reference for Arduino Final Project

# 學習資料

Arduino Uno R3 ATmega328P 開發板

# 教學文章列表 1

• Arduino 物聯網應用 - 上課教材
• 第 05 章 - 感測器應用

# 教學文章列表 2

Arduino 快速入門教學全集
分章節:

• 《Arduino 入門》第一篇：認識 Arduino
• 《Arduino 入門》第二篇：開始使用 Arduino IDE 寫程式
• 《Arduino 入門》番外篇：認識麵包板
• 《Arduino 入門》第三篇：用程式控制 LED
• ❌《Arduino 入門》第四篇：類比輸入、類比輸出，利用可變電阻控制 LED 明暗變化
• ❌《Arduino 入門》第五篇：按鍵開關的使用
• ❌《Arduino 入門》第六篇：有源蜂鳴器、無源蜂鳴器
• ❌《Arduino 入門》第七篇：RGB LED 燈全彩模組
• ❌Arduino 與 7 段顯示器
• ❌Arduino 與 4 位 7 段顯示器
• ❌[Arduino 範例] 光敏電阻的使用
• ❌[Arduino 範例] 聲音感測模組
• ❌[Arduino 範例] DS1302 時鐘模組快速上手
• ❌超音波測距模組 HC-SR04 快速上手
• ❌[Arduino 範例] SG90 Servo 伺服馬達
• ❌[Arduino 範例] Arduino 1602 LCD 最快速範例
• ❌[Arduino 範例] 繼電器 (Relay) 的使用
• ❌[Arduino 範例] ULN2003 驅動板 + 28BYJ-48
• ❌DHT11 入門 + 結合 1602 LCD，Arduino 簡易溫濕度計
• ❌[Arduino 範例] 4x4，4x3 薄膜鍵盤的使用
• ❌Arduino SD 記憶卡模組之讀與寫
• ❌人體紅外線感測器 (PIR Motion Sensor) HC-SR501 簡單實作
• ❌Arduino 紅外線遙控範例，接收篇
• ❌Arduino 紅外線遙控範例，發射篇
• ❌[Arduino 範例] RFID RC522 辨識系統入門，讀取 UID 和比對
• ❌[Arduino 範例] 一套 u8g2 函式庫，玩遍所有 OLED

# 可能遇到的問題

Arduino 記憶體不足解法