# 0929 Arduino 基礎

###### tags: `物聯網實境遊戲應用課程`

## 電子零件
* 課堂上提供的零件於修課結束 (包含退選) 後要歸還，也可以自費帶走。請愛惜使用，如果損壞則請自費。
* L298N 馬達驅動模組 100元
* 馬達+輪胎組 78元
* 萬向輪 48元
* 電子零件購買
* 民族路二段上：南一、美和。單價比較高，適合少量購買
* 露天。單價較低，但需要運費，適合團購

## 期中驗收
* 迷宮規格：路寬 28 cm、牆高 15 cm
* 建議車輛長寬不要超過 20 cm

## Arduino

* 主要撰寫程式語言為 C++
* 為設計學院學生設計的開發板，用來設計人機互動的專案。擁有 high-level API，程式初學者也可以好上手
* 透過 pin 腳與 sensor 溝通，感知外部環境；或是控制外部元件，作出對應的反應
* Arduino 專案介紹
* [四足機器人](https://www.youtube.com/watch?v=veNz5EjjQ0M)
* [3D Printer](https://www.youtube.com/watch?v=P8unt_C08vQ)
* [四軸飛行器](https://www.youtube.com/watch?v=xUMeya-8dFQ)
* 更多更多...
* 開發板


* 運作電壓：5V
* 可接受之供電電壓：5V (From USB-type b)、6V~12V (From 5.5 power connector)
* 比較

| 型號 | 數位輸出 | 類比輸出 | 最大執行檔大小 | 時脈 |
| ---- | :-----: | :-----: | :--------: | ---- |
| UNO | 14 | 6 | 32KB | 16MHz |
| MEGA | 54 | 16 | 256KB | 16MHz |

## Arduino IDE
* [官網](https://www.arduino.cc/en/Main/Software)提供 arduino 專屬的 IDE

* 工具列 icon 依序為
* 編譯：驗證程式碼
* 上傳：將編譯出來的執行檔上傳到開發板
* 開新檔案
* 開啟舊檔
* 儲存檔案
* Serial Monitor：與開發板溝通的介面
* 設定使用的開發板型號
* `Tools -> Board`：選擇使用的型號
* `Tools -> Processor`：[不一定會有]選擇開發板的處理器型號
* `Tools -> Port`：選擇開發板的連接阜，只要將開發板接到電腦上，IDE 會自動出現對應的選項
* Windows：控制台 -> 硬體及音效 -> 裝置管理員 -> 連接阜 -> 看開發板對應的 COM 號碼

## Arduino API (部分)
* [Reference](https://www.arduino.cc/en/Reference/HomePage)：請多利用
### 基本函式
* Arduino 程式由主要兩個函式構成
* `setup()`：初始化函式
* `loop()`：程式迴圈，主要運作程式寫在這裡
### GPIO
* `pinMode(pinNum, mode)`：設定 pin 腳的運作模式
* `OUTPUT`：讓 pin 腳可以輸出訊號，輸出電壓為 5V。配合 `digitalWrite(pinNum, value)` 來控制輸出訊號。
* `INPUT`：讓 pin 腳可以讀取訊號，不要超過 5V。配合 `digitalRead(pinNum)` 或 `analogRead(A_pinMum)` 讀取訊號
* `digitalWrite(pinNum, value)`
* `HIGH`：pin 腳輸出電壓為 5V (analog pin 也可以當 digital pin 輸出)
* `LOW`：pin 腳輸出電壓為 GND
* `digitalRead(pinNum)`：讀取 pin 腳輸入訊號，analog pin 也可以使用
* `HIGH`：輸入訊號為 5V
* `LOW`：輸入訊號為 GND
* `analogWrite(pinNum, value)`：讓 pin 腳輸出 [PWM](https://www.arduino.cc/en/Tutorial/PWM) 訊號，只有支援 PWM 的 pin 腳才有用
* `analogRead(A_pinNum)`：讀取 analog pin 輸入的訊號大小，使用 10bit ADC

> 練習：呼吸燈、按鈕開關 LED
> [color=Green]

### Delay
* `delay(x)`：暫停 x 毫秒 (ms)
* `delayMicroseconds(x)`：暫停 x 微秒 (us)

### Serial
* 如何知道開發板運作的狀況? 透過 UART 傳輸特定訊息，或是與開發板溝通
* `Serial.begin(baud rate)`：設定 UART 傳輸的 baud rate，開啟 serial monitor 也要選擇一樣的 baud rate

/* Output the value of i per second. */
void setup()
{
    Serial.begin(9600);
    // Wait for initialization
    while (!Serial)
        ;
}

int i = 0;
void loop()
{
    Serial.println(i++);
    delay(1000);
}

:::warning
注意：在 Arduino UNO/MEGA 中 `int` 是 16 bits、`long` 是 32 bits、`short` 是 16 bits、`float` 跟 `double` 一樣是 32 bits
:::