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# System prepended metadata

title: 期中
tags: [計算機概論, 1112學期]

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###### tags:`1112學期` `計算機概論`
# 期中
## 簡報
### 簡介Arduino：

1. 功能:
Arduino 是一款開源的硬體平台和相關的軟體開發工具，供一個簡單易用的方式來創建互動式電子裝置和原型。
![](https://i.imgur.com/yfFrtnx.jpg)

2. 特點:
    * 易於學習和使用：Arduino 的開發工具非常易於使用，且配有豐富的教學資源和社群支持。

    * 開源平台：Arduino 是一個完全開源的平台，用戶可以自由地使用、修改、分享和分發 Arduino 的硬體和軟體資源。

    * 靈活性和可擴展性：Arduino 的硬體平台非常靈活，支援多種不同的感測器和控制器，並可以通過擴展板進一步擴展功能。

    * 低成本和高效率：Arduino 的硬體和軟體都是低成本、高效率的，這使得 Arduino 成為一個非常受歡迎的開源硬體平台。

    * 社群和支持：Arduino 社群非常活躍，用戶可以通過討論區、網站、社交媒體等方式得到豐富的支持和資源。


### 硬體與軟體介紹:

1. Arduino 開發板的結構和原理：

* 開發板原理：

    * 程序編寫：使用Arduino開發板時，首先需要編寫代碼。程式語言常用的是C++語言，編譯器負責將C++語言轉換為機器碼。
    
    * 燒錄代碼：編寫好的代碼需要通過USB接口將代碼燒錄到開發板中的微控制器中，燒錄的時候需要選擇好開發板型號和通訊端口。

    * 運行代碼：當燒錄完成後，開發板就可以運行代碼了。代碼通過數字/模擬引腳控制外部電路，從而實現各種功能，例如控制LED閃爍、讀取按鈕狀態、控制馬達轉動等。

    * 互動通訊：當開發板運行代碼時，可以通過USB接口與計算機進行通訊，例如將測量的數據通過串口傳輸到計算機端，從而進行數據處理和展示。




2. Arduino Mega、Nano、Uno等不同型號的區別差異：
    ![](https://i.imgur.com/ewxT8qy.jpg)

3. Arduino C 語言的應用:
    Arduino 開發板的軟體開發工具是基於 C 語言的 Wiring 語言，其語法和 C 語言非常類似，因此 Arduino 開發板也可以使用 C 語言進行編程。Arduino C 語言的應用主要包括使用各種不同的函數庫
    
    * setup() 只會只執行一次，(如 Arduino 接腳輸出/入狀態設定）
    * loop() 執行完 setup() 函式後，接著執行的函式，而且會一直執行


### Arduino應用：
1.　家庭監控系統：使用者可透過網頁端或手機知道居家環境的即時資訊。
![](https://i.imgur.com/tPyeNgC.jpg)
2.　行動智慧醫療照護：
![](https://i.imgur.com/n2LEym1.png)
-　行動醫療照護 APP:
醫療人員手機會有醫療照護的APP軟體，可以查看自己所負責的病房資訊
![](https://i.imgur.com/UzFakjn.png)
假如資訊有異常狀況，手機的緊急通知會有警告聲音及震動
![](https://i.imgur.com/jb8WPyk.png)

-　病患資訊查詢頁面:網頁的病房資訊可以看到病人姓名、疾病、溫度、心跳、病人需求、摔倒及詳細資料。
![](https://i.imgur.com/GPV5pRc.png)

### 簡介UNO控制板：
![](https://i.imgur.com/lS87FSe.jpg)
1. 供電：USB連接埠、電源輸入插座、Vin腳位
![](https://i.imgur.com/JmHB5PK.jpg)
2. 數位輸出、輸入腳位:這些腳位可輸出高電位5V與低電位0V的數位訊號，也可接受數位訊號
![](https://i.imgur.com/zX7gGHO.jpg)
3. 類比輸入腳位：A0至A5六個腳位，可用來接受類比電壓輸入，但不能輸出類比電壓
![](https://i.imgur.com/VCaGdcR.jpg)
4. 重置鈕與RESET:按下重置鈕會使得控制板重新執行使用者燒錄之程式
![](https://i.imgur.com/rqVMzis.jpg)

## 期中講稿
### 簡介Arduino：
* 特點:
易於學習和使用：Arduino 的開發工具非常易於使用，且配有豐富的教學資源和社群支持。
Arduino 的用途非常廣泛，包括感測器、控制器、音樂裝置、機器人、家庭自動化、藝術裝置等各種電子產品和原型的製作。

### 硬體與軟體介紹
   * 差異:
Arduino Mega 是一款功能強大的 Arduino 開發板，擁有較多的輸入輸出接口，可以連接更多的擴展模組，適合應用於需要控制大型裝置或進行複雜的控制系統的場合。
Arduino Nano 是一款體積小巧的 Arduino 開發板，擁有較少的輸入輸出接口，但是它的體積非常小，非常適合用於需要體積較小的應用場合。
Arduino Uno 是一款常用的 Arduino 開發板，它擁有充足的輸入輸出接口，適合大多數的 Arduino 開發應用場景，並且其在市場上的普及度非常高

* Arduino C 語言的應用：
例如：用於控制輸入和輸出的 digitalRead 和 digitalWrite 函數，用於串口通訊的 Serial 函數，以及各種不同的感測器函數庫等等。使用 C 語言可以幫助開發者更靈活地控制和操作 Arduino 開發板的各種功能。




### Arduino應用：
1. 家庭監控系統：
    * 將溫濕度感測器、煙霧感測器做為測定危險與安全的考量。
    * 將Arduino所測定到的數據傳到傳送到MySQL資料庫上，讓MySQL資料庫成為Arduino的資訊站。
    * 將MySQL上的資料，利用PHP以及sql語法做分類，把資料做為動態網頁。
2. 行動智慧醫療照護：
    * 讓護理人員及家屬可以更加方便快速的去觀察、分析、紀錄病人的相關身體情況及接收病人需求，藉此達到提升醫療品質的效果。
    * 病患穿戴溫度、心跳、三軸感測器並透過WIFI自動傳送生理資訊給伺服器。
    * 溫度、心跳感測器提供體溫、心跳，三軸感測器使用角速度測量是否摔倒以及利用三軸感測器判斷XYZ軸，在病床旁設置一個指令裝置，讓病人或家屬可以隨時傳送需求給醫護人員。
    * 醫護人員可藉由手機或網頁觀察病患的相關資訊及需求，假如有緊急情況發生，手機及網頁都會有警告提醒醫護人員。


### 簡介UNO控制板：
1. 供電:
        Arduino Uno可透過三個管道提供電源：USB連接埠、電源輸入插座、Vin腳位。Arduino Uno的運作直流電壓為5V，以正確方式提供電源，不只是為了讓控制板正常運作，也為了避免損壞控制板。 
        
2. 數位輸出、輸入腳位:
    * 腳位編號為0到13，不過通常會寫為D0到D13表示為數位腳位（D代表Digital）
    * D3、D5、D6、D9、D10、D11的數字編號旁，還有個波浪符號（~），這表示這些腳位可以用數位訊號來模擬出類比訊號
    * D0與D1這兩個數位腳位，分別被標示了RX（Receiver）、TX（Transmitter），這兩個腳位用於序列埠傳送，且與USB序列埠連接，因此電腦若使用USB與控制板互傳資料時（可見到控制板上標示為RX、TX的LED閃爍），應避免使用D0、D1兩個腳位。
    * D13腳位連接著控制板上標示為L的LED，若是原廠控制板，預設會燒錄一個令D13定時切換高低電位的Blink程式，因此，首次接上電源時，會看到標示為L的LED不斷閃爍，這是初步檢視控制板是否功能正常的方式。
        
3. 類比輸入腳位：
    * A0至A5六個腳位，可用來接受類比電壓輸入，但不能輸出類比電壓
    * 控制板上ATmega328內建類比數位轉換器，預設會將0V到5V轉換為0至1023的數值。
    * A0至A5也可作為數位輸出、輸入腳位使用，此時A0至A5分別可視為D14至D19。

4. 重置鈕與RESET:
    * 按下重置鈕會使得控制板重新執行使用者燒錄之程式
    * 控制板下方有個RESET腳位，當它處於低電位時，也會有相同的重置效果，如同按下重置鈕。

## 實作

### 製作動機
我們之所以選擇做硬幣分類器的原因，是因為很多店家每天要面對很多硬幣，但因為過於繁雜，常常在計算上不小心出現錯誤，也耗費許多心力與時間，因此我們想藉由arduino做一個硬幣分類器來解決這個問題，也能讓數硬幣這個過程變得有趣一些。
此外，透過這個demo，我們可以學習到很多有關硬體、傳感器和程式設計的配合。

### 開發步驟
1. 如何開始用arduino創作
![](https://i.imgur.com/GAC8wXx.png)

step1. 寫下點子
隨



## 參考資料
https://openhome.cc/Gossip/Books/mBlockArduino1-3and1-4.html （uno簡介）
http://cc.ee.ntu.edu.tw/~rbwu/rapid_content/course/IoT_Intro/Ch1_Arduino.pdf （uno簡介）
https://csie.nuu.edu.tw/var/file/41/1041/img/940/831679312.pdf （行動智慧醫療照護）
https://csie.asia.edu.tw/uploads/asset/data/609d2515063ca2b5f000009e/09.pdf （智慧家庭監控系統）
https://www.lazytomatolab.com/as-01/ （Arduino 是什麼）