Arduino 學習心路...

這本書我從第一版就購入了，後來推薦學校買了第二版(20本)，現在第三版都出來了。除了書面內容，

趙老師也很樂於教學，在網路上不斷更新內容或補充內容 網址 http://swf.com.tw/ ，很樂意解答讀者疑惑。我認為這本書真可以算是學習Arduino 必讀的「聖經」之一。每個版本的修訂，趙老師會把部分網站上的補充收錄到新版，所以建議直接買最新版即可。另外重慶南路的三民書局大概是碩果僅存，專書很齊全的書局了，看在出版業蕭條的今日，我覺得買書支持台灣岌岌可危的書局與印刷業也算投資文化產業吧。有些書雖然圖書館有但是我還是很堅持買回來支持一下。(我大概也買了一二十本談Arduino的書了)學習Arduino的過程很長，只研讀一本書猶如以管窺天，書本是作者幫我們整理好有系統的學習，但網路上常會有許多五花八門的實作與教學，不妨多看看多想想。網路搜尋也是一種技能，key入正確的關鍵字，才能有效率地找到自己需要的資料，另外不要排斥看原文資料。

按: 看看這則新聞吧~~ 出版業寒冬…台北重慶南路書店 又少2家

買了教材，也買了專書，那學習就一帆風順了嗎? 千里之行，始於足下，我常利用瑣碎的時間就抱著超圖解一書，一到電腦前就拿起麵包板，接上Arduino來實驗。從入門時控制LED閃爍、讀取類比腳位電壓，到使用LCD，一開始很慢，每一樣主題都是以「天」為單位在學習。而且，我沒有人可以請教與發問。台南鄉下長大的我，因為學習資源缺乏，從小就學會在發問前，自己一定投入更多的精神去嘗試。而現在有了網路，網路上有很多的資源可以查詢，台灣沒有就找對岸的，例如極客工坊。所幸台灣有好幾位前輩，例如葉難、大兵萊恩、Proteus、Cooper Maa、小狐狸事務所...。無私地分享他們的實作經驗與程式碼。入門的學習有點漫長，但過程還算美好，蜜月期很長，成就感很大，所以時間飛快。

Arduino 是一種MCU(微控制器)，也是一種嵌入式處理器，一個微型電腦，如下圖所示：

MCU早就存在微電腦電器產品，例如電熱水瓶、冷氣溫控、智慧手環、電子錶中，作為控制使用。

學習Arduino也有一定的順序：

1.了解數位腳位、類比腳位的輸出入與控制

2.C語言資料類型的認識

3.控制邏輯與迴圈

4.感測器認識

5.序列埠通訊

6.LCD 顯示與互動

7.動力輸出與控制(伺服馬達、步進馬達)

8.無線通訊(nRF24L01、藍牙、設計APP)

9.網路、物聯網議題(Ethernet、WiFi)

10.資料儲存

因此本分享平台也依這些內容做分類。

我們可以把Arduino腳位當作人體神經的連接位置，了解神經裡面的訊號如何輸入與輸出，再來了解這些訊號的編碼規定與限制(資料類型)，接下來在學習感測器如何接收訊息與回傳電腦，感測器如同五官，有偵測光線、聲音、溫度....因應這些感測器回傳的訊息，我們必須學習「邏輯」或「條件迴圈」的方式讓電腦篩選什麼時機作出回應。另外也有與人互動的介面，例如序列埠、藍牙、網路、紅外線...。人類把需求輸入至電腦中，讓電腦作出回應，而回應可以分為動力上的回應或者是語音、顯示回應。

熟悉這些主題後，學會最基本的方法去設置微電腦來輔助我們監控、維持我們設定的狀態等。還有很多延伸應用，但這些方法離真正的電子學仍很遠，使用的零件也是大量生產、很便宜的、體積不小的零件。距離上市的成品仍有一段距離。礙於微控制器的記憶體大小，無法做出很複雜的行為反應。(但是像3D印表機這類機器人則綽綽有餘)

第二階段 教學與分享促使自己學更多

學校裡面總是有些人會期待著新鮮事發生，當我把成果拍下來上傳到Facebook分享，會獲得一些迴響，這些迴響也帶來一些新挑戰，像是資優方案的課程，校長、主任請我開課教導那些gifted children，一開始我是有點慌張。其實我很熱中於研究，但對於還未投入足夠時間的我，真的有能力開課嗎?還有，該怎麼樣去改進實驗器材? 壓力促使人成長，離開舒適圈去探索各種可能讓人成長飛快。

為了教得更有效率，我必須做投影片，每個實驗我必須要確保一定能成功，所以程式碼必須要真的測試過可以正常運作，就算這樣，教學現場會有各種問題發生。例如：

一、編譯失敗無法上傳有很多原因：

1.缺少分號、大括弧

2.不慎插入全形空格

3.未指定正確的Serial Port，更多時候是windows沒抓到Arduino Uno，所以沒指派port

4.未下載函式庫放入Arduino的libraries資料夾內

5.函式庫解壓縮後沒放在第一層的資料夾內

一個字一個字輸入程式碼，對學生而言是有點辛苦的，而且經常編譯出錯，各種可能原因五花八門，上述是我在教學時常遇見的錯誤，所謂三折肱而成良醫，學生在犯錯中不斷學習，而且我也讓學生花時間討論與try，學著解決問題是最好的學習。

二、程式寫作的多樣性：

現場教學時，我通常是先指導學生組織邏輯，再把邏輯轉換成程式語言。但也因為同一種功能可能會有多種寫法與組合，學生寫出來的程式碼可能與自己的設想不一樣，因此，同樣的功能，老師需要去嘗試各種可能，以確保學生學習的彈性，而不是一昧的填鴨。

三、生活上與學習上的話題討論

除此之外，因應時事，也要教導一些數學運算技巧。Arduino對於列舉法或暴力破解數學題目，真的非常有效率，像學生可能在段考時遇到某個數學難題，學生在討論的過程中與激辯中，老師可以展現專業引導學生使用其他方法更有效率的解決難題，例如，本校105學年八上第三次段考數學科的難題：

21.已知b、c皆為正整數，且c小於40的偶數。若一元二次方程式5x²+2bx+c=0兩根的值皆不含根式，則(b,c)的解有幾組? (A)13 (B)21 (C)23 (D)26

這題如果只能用紙筆解，必須配成十字交乘，然後再用列舉法求解，很花時間，

但是，倘若可以用程式語言的方式來求解，這個題目就是幾分鐘以內的事情，

此題很明顯地在考判別式為一個完全平方數，

判別式=4b²-20c=4(b²-5c)

又因為c為偶數，所以判別式可以寫成4(b²-10m) 其中m為1~19的連續正整數

然後交由兩個for迴圈來快速求解：

很難的問題，透過電腦計算變得非常簡單...

程式碼

int i=1;

void setup() {

Serial.begin(9600);

for(long b=1 ; b<1000 ; b++){ //b=1~1000逐一代入

for(long m=1 ; m<19 ; m++){ //m=1~19 逐一代入

long delta = b*b-10*m ;

double ans = sqrt(delta); // sqrt() 為開根號的動作函式

if(ans-long(ans)==0){ // long()為取整數後存成長整數，原數-取整數=小數部分

Serial.print("i="); // i為第幾組滿除條件解的個數

Serial.print(i);

Serial.print(" , ");

Serial.print("b=");

Serial.print(b);

Serial.print(" , ");

Serial.print("c=");

Serial.print(2*m);

Serial.print(" , ");

Serial.print("delta=");

Serial.print(delta);

Serial.print(" , ");

Serial.print("ans=");

Serial.println(ans);

i++;

}}}}

void loop() {

}