Arduino電子秤.pdf-资料库

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書名：Arduino 電子秤設計與製作知識速成系列作者：曹永忠、許智誠、蔡英德主編：薛新光發行人：曹永忠出版者：渥瑪數位有限公司地址：51099 彰化縣員林鎮員林郵局第 36 號信箱電話：04-8325434 傳真：04-8325434 電子郵件：tyc6095@ms1.hinet.net 出版年月：民國 102 年 8 月初版定價：新台幣 600 元 I S B N ：9789868936027 電子書設計製作：設計製作：渥瑪數位有限公司地址：51099 彰化縣員林鎮員林郵局第 36 號信箱電話： 04-8325434 電子郵件：tyc6095@ms1.hinet.net 著作權聲明電子書播放資訊：作業系統：Windows/Mac 檔案格式： PDF 檔案內容： 2D 播放軟體： PDF Reader 本書著作權為作者所有，並受著作權法保護，未取得作者書面授權前，不得任意拷貝、翻印、重製或從事其他違反法令之行為。商標與聲明本書所引用之商標、產品、圖片、產品名稱，產品相關資料等皆屬原所屬公司所有，本書引用純屬介紹與推廣之用，並依學術著作慣例標明引用出處，且無任何侵權之意。原始程式聲明本書所引用之網路上之程式、函數、範例等相關原始碼，其內容皆屬原創作者所有，本書引用純屬介紹與推廣之用，並依學術著作慣例標明引用出處，且無任何侵權之意有限擔保責任聲明雖然作者與出版社已全力著作與編輯本書籍，但不擔保本書內容與所附程式無任何瑕疵，亦不為讀者使用本書所引起之衍生利益、衍生損失或意外毀損擔保責任。本書所負之責任僅限於讀者購買本書所付出給作者實際支出金額為最高求償責任，讀者取得與閱讀本書所衍生之無形與有形之費用、損失、收益、衍生之效益皆屬讀者所有，與作者與出版社無關。 Copyright All Reserved ~ 版權所有，翻印必究~ ~ 1 ~

自序記得自己在大學資訊工程系修習電子電路實驗的時候，自己對於設計與製作電路板是一點興趣也沒有，然後又沒有天分，所以那是苦不堪言的一堂課，還好當年有我同組的好同學，努力的照顧我，命令我做這做那，我不會的他就自己做，如此讓我解決了資工系課程中，我最不會的課。當時資工系如此設計電子電路實驗給應該大多數都是專攻軟體的學生去修習時，系上的用意應該是要大家軟硬兼修，尤其是在台灣這個大部分是硬體為主的土地，但是對於一個原本專修軟體，對硬體沒有概念，或是對於許多機械機構與機電原理不太有概念的人，在理解現代的許多機電整合裝置都會有很多的困擾，因為懂軟體程式的人，不一定能很容易就懂機電設計與機電跟軟體的整合。懂得機電的人，也不一定知道軟體該如何運作，不同的機電環境或是軟體環境常常都會有不同的解決法。所以除非您很有各方面的天賦，或是在學校有遇到名師，否則通常不太容易能在機電機構與軟體整合這方面自修與入手。而自從有了 Arduino 這個平台後，筆者上述的困擾就大部分迎刃而解了，因為 Arduino 這個平台讓你可以以不變應萬變，用一個一致性的平台，來做很多機電機構設計與軟體整合，這真是一個機械，電機，資訊，資工等方面入手之人一個很大的福音，尤其在現代創意掛帥的年代，能夠自己將想到的特殊機電設備由 idea 做到好，如果自己能夠比較容易的完全了解與能夠自己做出其中的大部分，整個過程的經濟上與思維上的收穫與欣喜必定是很多的。而 Arduino 這個好用平台引進台灣自今，並沒有一些好的解說書籍，尤其是能夠從頭到尾，利用範例與理論解釋並重，完完整整的解說如何用 Arduino 設計出好用的機電整合產品，如此的書籍更是付之闕如。曹博士、蔡博士與敝人計畫製作 Arduino 設計實例解說系列，就是本於這樣對市場需要的觀察，寫出這樣的書籍。所以希望所有的讀者能夠享受與珍惜這個完整的修習經驗，由利用 Arduino ~ 2 ~

做出電子秤的過程，得到許多許多知識與經驗上的啟發。另外本書的撰寫方式會讓您體會到許多更複雜的機電設計與機電跟軟體的整合其實都可以 follow 本書的寫作與理解流程，能讓讀者由淺入深，達到真正宛如愛迪生當年透過自修而發明許多有用之物的些許情境。這就是我們作者對這本書的深切期許。許智誠於中壢雙連坡中央大學 2013 ~ 3 ~

自序隨著資通技術(ICT)的進步與普及，資料變得不僅取得方便也傳播快速。然而，在網路搜尋到的資料越來越巨量，您或許正煩惱如何將資料篩選出正確的資訊，進而萃取出您要的知識？如何獲得同時具廣度與深度的知識？如何一次就獲得最正確的知識？為了解決這些困惱大家的問題，曹博士、許博士與敝人計畫製作一系列「知識速成」書籍來傳遞具廣度與深度的專業知識，由具專業背景的作者來撰寫，希望讀者能利用這些書籍迅速掌握正確知識。首先規劃介紹 ICT 的「知識速成」書籍，內容將包含技術應用面及運作原理面。這是我們製作的第一本書，主要介紹以 Arduino 製作電子秤的實作與原理。 Arduino 是近來相當受到重視的單晶片控制裝置，除了可用來控制電子設備外，許多玩家也利用 Arduino 成功玩出一些具創意的互動設計與數位藝術。由於 Arduino 的使用簡單，許多專業系所及學校社團都推出課程與工作坊來學習與推廣。以往介紹 ICT 技術的書籍大都只介紹實作的結果，列出程式碼，但並沒有多解釋運作的原理與理由，看完後仍無法輕易地轉移經驗至其他實作上。本書是能完全自修的書，讀完後不僅能依據書本的實作說明準備材料來製作，盡情享受 DIY(Do It Yourself)的樂趣，還能了解其原理並推展至其他應用。有興趣的讀者可再利用書後的參考文獻繼續研讀相關資料。本書的發行有新的創舉，就是以電子書型式發行，在國家圖書館、國立公共資訊圖書館與許多電子書網路商城都可以下載與閱讀。希望讀者能珍惜機會閱讀 ~ 4 ~

及學習，繼續將知識與資訊傳播出去，讓有興趣的眾人都受益。希望這個拋磚引玉的舉動能讓更多人響應與跟進，一起共襄盛舉。本書可能還有不盡完美之處，非常歡迎您的指教與建議。近期還將推出其他 Arduino 相關應用與實作的書籍，敬請期待。最後，請您立刻行動翻書閱讀。蔡英德於台中沙鹿靜宜大學 2013 ~ 5 ~

目錄自序........................................................................................................................2 自序........................................................................................................................4 目錄......................................................................................................................6 圖目錄....................................................................................................................9 表目錄..................................................................................................................11 知識速成系列......................................................................................................13 Arduino 的開始 .................................................................................................16 Arduino 起源 ..............................................................................................16 Arduino 特色 ...............................................................................................18 Arduino 硬體種類簡介 ...............................................................................19 程式設計......................................................................................................22 註解..............................................................................................................26 變數..............................................................................................................27 型態轉換......................................................................................................31 邏輯控制......................................................................................................33 算術運算......................................................................................................39 輸入輸出腳位設定......................................................................................43 時間函式......................................................................................................47 數學函式......................................................................................................49 亂數函式......................................................................................................54 通訊函式......................................................................................................55 ~ 6 ~

章節小結......................................................................................................60 電子磅秤..............................................................................................................62 電子磅秤測量原理......................................................................................62 章節小結......................................................................................................65 秤重感測器..........................................................................................................67 應變計（Strain gauge）的工作原理 .........................................................70 應變計（Strain gauge） .............................................................................72 電橋量測原理..............................................................................................73 章節小結......................................................................................................76 Analog to Digital Coverters (ADC) 放大器.................................................78 Analog to Digital Converters 模組介紹......................................................78 電子秤專用類比/數位（A/D）轉換器晶片..............................................84 章節小結......................................................................................................97 程式開發..............................................................................................................99 未校正秤重資料取樣..................................................................................99 修正系数秤重資料取樣............................................................................106 修正系数與偏移係數秤重資料取樣........................................................113 章節小結....................................................................................................116 進階設計............................................................................................................118 數據重覆取樣資料移位問題....................................................................118 系統重置時自動設定初始值....................................................................120 LCD 螢幕...................................................................................................122 LCD KeyPad Shield ....................................................................................130 ~ 7 ~

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