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Arduino Uno 可以做什麼?6大應用 快速上手

想學習電子開發或物聯網應用?從 Arduino Uno 開始是最佳選擇!這篇文章帶你了解它能做什麼、適合誰用,以及怎麼實作簡單又實用的專案。

什麼是 Arduino Uno?

Arduino Uno 是一款基於 ATmega328P 微控制器的開源開發板。它擁有 14 個數位輸入/輸出腳位(其中 6 個可作 PWM 輸出),6 個類比輸入,以及 USB 供電和通訊接口。
它被廣泛應用於學術、創客、工程設計與 IoT 原型開發,是初學者與專業人員都愛用的基礎工具。

Arduino Uno 可以做什麼?

以下是幾個熱門應用範例,不僅容易實作,也非常適合學習與展示:

自動化控制系統

用 Arduino Uno 控制繼電器模組,可製作自動開關燈、風扇、插座等裝置,實現居家自動化控制。

簡易智慧家居專案

結合紅外線接收器、感測器與控制模組,你可以打造紅外線遙控燈光、光感應燈、自動窗簾等智慧裝置。

機器人與自走車

Arduino Uno 可與馬達驅動板(L298N)搭配使用,製作避障小車、循跡機器人、語音控制小車等多種互動機器人。

環境監測系統

透過 DHT11、MQ-2 等感測器,你可以製作溫濕度監測器、空氣品質偵測器,並可延伸至 IoT 應用。

 LED 燈光與互動裝置

用 LED、蜂鳴器與紅外線感測器創造互動燈箱、感應燈光、音樂裝置,適合創意設計與展覽用途。

STEM 教育與課堂專題

許多學校利用 Arduino Uno 教授程式設計與基礎電學,學生可以藉此完成專題製作或創意競賽。

為什麼選擇 Arduino Uno?

  • 入門簡單:眾多教學資源與範例專案,新手也能快速學會。
  • 擴充模組多:可連接藍牙、Wi-Fi、感測器等模組,功能彈性大。
  • 全球社群活躍:找不到解法?社群論壇一定有人遇過,資源超豐富。
  • 開放原始碼:硬體、軟體都可自由修改與擴充,支援創新應用。

Arduino Uno 是創客入門的最佳拍檔

無論你是學生、創客、工程師,還是只是想做出一個自動澆水器或會唱歌的燈箱,Arduino Uno 都能提供你穩定又靈活的平台。
它的價位親民、功能強大,是進入電子開發與物聯網世界的最佳選擇。

 

延伸閱讀

Arduino Alvik 機器人

介紹 Arduino Alvik 機器人與 Arduino IDE 的安裝

Arduino Alvik 是一款由 Arduino 及其合作夥伴開發的開源機器人平台,旨在讓使用者學習和實踐機器人技術,並提供廣泛的硬體和軟體支援。這款機器人設計簡單、易於擴展,完美結合了 Arduino 開源硬體的優勢,適合各種年齡層的學習者,從入門到進階者都能使用它來進行各種有趣的專案。 Alvik 機器人的設計專注於靈活性和可擴展性,使用者可以根據自己的需求選擇不同的感測器、馬達和其他外部設備進行定制,創造不同的功能和應用場景。這使得它不僅適合機器人愛好者,也適合教育領域中的 STEM 教學。

主要特點:

  1. 開源平台:Arduino Alvik 是一個完全開源的機器人平台,這意味著用戶可以查看並修改其硬體設計和軟體代碼。這使得它成為學習機器人技術和編程的理想工具。
  2. 兼容 Arduino 生態系統:這款機器人與 Arduino 開發板和其他 Arduino 擴展模組兼容,用戶可以輕鬆擴展硬體來加入更多功能,如感測器、顯示器和無線通信模組等。
  3. 可編程性:Arduino Alvik 支援基於 Arduino IDE 的編程環境,用戶可以使用 C/C++ 編程語言來設計機器人的行為和功能。
  4. 簡單的硬體設計:Alvik 機器人的設計簡單,易於組裝和維護,即使是沒有硬體設計經驗的使用者也能輕鬆上手。
  5. 多樣化的應用場景:從簡單的機器人行走到複雜的自動導航,Arduino Alvik 提供了豐富的擴展性,讓使用者可以構建各種應用,例如循跡機器人、聲音識別、避障系統等。

 

要在 Arduino Alvik 機器人上安裝程式碼,您可以使用 Arduino Lab for MicroPython 或 Arduino IDE。以下是兩種方法的詳細步驟:

方法一:使用 Arduino Lab for MicroPython

  1. 下載並安裝 Arduino Lab for MicroPython:
    • 前往 Arduino Lab for MicroPython 頁面,下載適用於您作業系統的版本。
    • 安裝完成後,啟動該應用程式。
  2. 連接 Alvik 機器人:
    • 使用 USB-C 線纜將 Alvik 機器人連接到電腦。確保機器人處於關閉狀態,這樣電腦才能正確識別設備。
  3. 設定工作目錄:
    • 在 Arduino Lab for MicroPython 中,建立一個新的資料夾(例如 “Alvik”),並將其設為工作目錄。
  4. 建立並上傳程式碼:
    • 在工作目錄中,建立一個新的 Python 檔案(例如 “obstacle_avoider.py”)。
    • 編寫或貼上您希望運行的程式碼。
    • 保存檔案後,點擊「上傳」按鈕,將程式碼上傳至 Alvik 機器人。

方法二:使用Arduino IDE

  1. 安裝 Arduino IDE:
    Arduino 官方網站 下載並安裝最新版本的 Arduino IDE。
  2. 安裝 Alvik 所需的程式庫:
    啟動 Arduino IDE,前往「工具」>「開發板」>「開發板管理員」。
    在搜尋欄中輸入「Nano ESP32」,找到並安裝「Arduino Nano ESP32」開發板套件。
    接著,前往「程式庫管理員」,搜尋「Alvik」,找到並安裝最新版本的 Alvik 程式庫。
  3. 連接 Alvik 機器人:
    使用 USB-C 線纜將 Alvik 機器人連接到電腦。確保機器人處於關閉狀態,以便電腦正確識別設備。
  4. 選擇開發板和連接埠:
    在 Arduino IDE 中,前往「工具」>「開發板」,選擇「Arduino Nano ESP32」。
    然後,前往「工具」>「連接埠」,選擇對應的連接埠(例如 COM3 或 /dev/ttyUSB0)。
  5. 開啟範例程式碼並上傳:
    前往「檔案」>「範例」>「Arduino_Alvik」,選擇一個範例(例如「Drive」)。
    點擊「上傳」按鈕,將程式碼上傳至 Alvik 機器人。

注意事項:

  • 確保您的電腦已安裝必要的驅動程式,以正確識別 Alvik 機器人。
  • 在使用 Arduino IDE 時,若遇到連接問題,請確認機器人處於關閉狀態,然後重新連接。
  • 更多詳細資訊和教學,請參考 Arduino Alvik 使用手冊

透過上述步驟,您即可成功在 Arduino Alvik 機器人上安裝並運行程式碼。

 

延伸閲讀

探索AI與物聯網的無限可能(AIOT)

隨著科技的快速發展,人工智慧(AI)與物聯網IoT)技術正深刻影響我們的世界。無論是智能家居、自動化工廠,還是智慧農業,IoT設備的應用範圍已經無所不在。然而,這些創新技術的核心,離不開開發者與創客們的不斷探索與實踐。台灣物聯科技有限公司(Taiwan IoT)專注於為AI與物聯網開發者提供最完整的創客硬體資源,包括開發板、感測器(Sensor)、電子模組等,助力創客們將想法變為現實!

1. 物聯網與AI開發的核心:開發板

開發板是物聯網專案的基石,無論是AIoT應用、機器學習邊緣計算,還是智能監控,都需要一款強大的開發板來支撐。例如:

  • Raspberry Pi(樹莓派):適合AI計算、影像處理、邊緣運算,廣泛應用於智慧家居與AI機器學習專案。
  • ESP32:內建Wi-Fi與藍牙模組,適用於物聯網設備、遠端監控與智能設備開發。
  • Arduino:開發者入門必備,適合控制簡單的IoT裝置,如智能開關、溫濕度監測等。

這些開發板均具備強大功能,能夠快速搭建AIoT專案,幫助創客們更輕鬆地進行智慧應用開發。

2. 感測器(Sensor):物聯網裝置的「感官」

物聯網的核心在於數據,而感測器就是獲取數據的關鍵元件。例如:

  • 溫濕度感測器(DHT11、DHT22、BME280):適用於智慧農業、環境監控、室內氣候調節等應用。
  • 光照感測器(TSL2561、BH1750):可用於智能照明、植物生長監測,優化光源管理。
  • 氣體感測器(MQ系列):可偵測CO2、甲烷、酒精等氣體,適合空氣品質監測、智能安防。
  • IMU慣性測量單元(MPU6050、MPU9250):用於機器人平衡控制、無人機姿態測量等應用。

透過這些感測器,您的AIoT專案可以更準確地收集環境數據,實現更精確的自動化決策。

3. 電子模組:強化IoT設備功能

除了開發板與感測器,電子模組也是IoT應用開發中不可或缺的元素。我們提供的電子模組涵蓋通訊、顯示、控制等多個領域。

  • Wi-Fi / LoRa / NB-IoT 模組:提升IoT設備的遠端通訊能力,適用於智慧城市、工業自動化。
  • OLED / TFT 顯示模組:幫助開發者為設備加入圖形界面,顯示即時數據資訊。
  • 繼電器模組:實現高功率設備控制,適用於智能家居、智慧工廠等場景。

這些電子模組可與開發板無縫整合,使您的AIoT專案更具功能性與穩定性。

4. AIoT應用開發:邁向智慧未來

隨著AI與IoT技術的結合,人工智慧物聯網(AIoT)已成為未來發展趨勢。透過AI演算法,物聯網設備可以進行更智能的數據分析與決策。

  • AI影像識別:結合樹莓派與OpenCV,可用於人臉識別、車牌辨識、智慧監控等應用。
  • 智能語音助手:透過ESP32與麥克風模組開發語音控制系統,打造智慧家居體驗。
  • 邊緣計算設備:利用NVIDIA Jetson Nano,進行即時AI推理,適用於機器視覺、無人機控制。

這些應用場景充分展示了AI與IoT的無限可能,而台灣物聯科技有限公司則致力於提供開發者所需的所有硬體資源,讓您的創意能夠快速落地。

台灣物聯科技不僅提供多樣化的AIoT開發硬體,還擁有以下優勢:

  • 全方位的產品種類:開發板、感測器、電子模組一應俱全,滿足不同開發需求。
  • 專業技術支援:提供詳細的產品資料與技術文件,幫助開發者快速上手。
  • 便捷的購物體驗:透過官方網站https://www.taiwaniot.com.tw/,輕鬆選購所需設備。

延伸閲讀

Arduino IDE 的下載與安裝

步驟1:在瀏覽器輸入網址:https://www.arduino.cc/en/Main/Software

如圖所示,根據自己的使用環境選擇相應的軟體進行下載。

Arduino IDE 步驟1

步驟2:這里下載的是1.8.5版本。所以需要點擊【軟體的老版本】跳轉如下圖所示的界面。滑鼠往下滑即可看到如下圖所示的版本選擇界面

Arduino IDE 步驟2

步驟3:選擇下載Windows版本

Arduino IDE 步驟3

步驟4:點擊下載,待其下載完成後,會獲得一個壓縮包或是.exe文件

Arduino IDE 步驟4

步驟5:如果是一個壓縮包需要將壓縮包進行解壓

Arduino IDE 步驟5

步驟6:解壓之後,將獲得一個文件夾,如下圖所示:

Arduino IDE 步驟6

雙擊文件夾中的arduino.exe就可以打開Arduino IDE編程軟體了。

步驟7:如果得到的是一個.exe文件,則需要雙擊該.exe文件進行安裝,雙擊之後可以看到如下圖所示的界面,點擊(I Agree)

Arduino IDE 步驟7

步驟8:點擊【Next】

Arduino IDE 步驟8

步驟9:選擇默認路徑無需修改,點擊【Install】開始安裝

Arduino IDE 步驟9

步驟10:待進度條滾動完成,進度條完成之後,點擊【Close】即可

Arduino IDE 步驟10

Arduino IDE 步驟10-2

步驟11:最後,就可以看電腦桌面上看到Arduino IDE的快捷方式,點擊這個快捷方式就可以打開Arduino IDE 編程界面了

Arduino IDE 步驟11

延伸閲讀

 

micro:bit 和 Arduino 的區別與適用人群

Arduino 使沒有專業背景的學生能在很短的時間內以低成本打造出有趣的應用,比如機器人或音樂DJ裝置。人人都可以實踐創意,變成一位「創客」(Maker)。但是Arduino得使用純文字C++程式編輯程式,自身也沒有內建I/O元件,必須透過連接外部電子元件才能有其他的功能,但要進行工程接線,對小小朋友來說有點太難了。這或許就是為什麼許多廠商推出了事先設計好的套件包,例如自走車或機械手臂,甚至乾脆量身打造自走車專用的Arduino開發板,如S4A (Scratch for Arduino)好降低小小朋友的上手門檻,…即使如此,Arduino對小小朋友來說,難度仍然是偏高,那還有沒有其他的選擇呢?

有,就是 “micro:bit” ! micro:bit可以用Makecode以堆積木的方式來撰寫程式,本身即內建了亮度計、溫度計、電子羅盤和加速感應器等。micro:bit也能像Arduino一樣,也可以外接各式各樣的電子元件。現在新推出的Scratch 3.0 只要透過簡單設定就可以和micro:bit直接相連,因此我們就能快速結合Scratch和micro:bit 進行互動設計的開發,例如借用micro:bit的加速感應計來當作Scratch小遊戲的遙控器呢! 不僅如此,micro:bit體積比較小,還可以拿來實作攜帶式裝置。

mico:bit上的程式也可以透過Python程式語言來撰寫,以發揮出MakeCode積木語言所缺乏的功能。Python 自2017年開始,在IEEE ToP Programmming Language 都是排名前3名的,其重要性自然不可小覷。

總結:國小中高年級生可以使用積木來撰寫micro:bit程式,而國中以上可以使用文字的Python程式來編寫micro:bit程式。若對程式有興趣的學生,未來還可以朝更進階的學習,如演算法設計或APCS這類的課程。

micro:bit arduino
開發板
適合對象 學生與愛好者(小學以上) 學生與愛好者(高中以上)
處理器 32位ARM Cortex M4 ATmega328P
尺寸 43mm x 52mm 53mm x 69mm
程式環境 JavaScript Blocks

, MicroPython

C++
程式語言 圖形化編程工具 MicroPython Scratch C C++
內建元件 輸出入腳位, 藍芽天線, 加速度計, 羅盤, 按鈕, 5×5 LED螢幕,麥克風,蜂鳴器 輸出入腳位
如何連接外部設備 鱷魚夾 擴充版 杜邦線與麵包板, 擴充板
兼容電壓 3V 3V-5V

by台灣程式教育協進會

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