Arduino+Android互動智作：出入物聯網（簡體書）

作者：（美國）Simon Monk 譯者：唐樂

Simon Monk，一個擁有計算機及控制學學士學位、計算機軟件工程學博士學位的工程師。早在讀書的時候，他就已經是一位互動電子愛好者，并且常常為業余電子愛好者雜志撰稿。另外，他還是30 Arduino Projects for the Evil Genius（《基于Arduino的趣味電子制作》，科學出版社）及15 Dangerously Mad Projects for the Evil Genius的作者。

《Arduino+Android互動智作》適合廣大“創客”和電子愛好者自學、培訓，也可作為高等院校相關專業及電子設計（制作）大賽的教學用書。

Chapter 1 藍牙自走車
制作
原理講解
小結

Chapter 2 Android蓋革計數器
Google開源附件
制作
原理講解
小結

Chapter 3 Android彩燈板
制作Arduino USB Host加料擴展板
制作彩燈板
使用效果
原理講解
小結

Chapter 4 電視遙控器
制作
使用效果
小結

Chapter 5 溫度記錄器
制作
使用效果
原理講解
小結

Chapter 6 超聲波距離探測器
制作
使用效果
原理講解
小結

Chapter 7 家居自動化控制器
制作音頻連接模塊
Android APP
通過互聯網訪問
原理講解
小結

Chapter 8 電源控制
電源控制模塊的概貌
制作電源控制模塊
整合到家居自動化控制器
使用效果
原理講解
小結

Chapter 9 智能恒溫器
制作
使用效果
原理講解
小結

Chapter 10 RFID門鎖
制作
使用效果
原理講解
小結

Chapter 11 信號旗
制作
原理講解
小結

Chapter 12 延時器
制作
原理講解
小結

附錄 Android開源附件開發入門
學習Android編程
學習Arduino編程
選擇學習示例
Arduino端開發
Android端開發
總結

對于“邪惡天才”（Evil Genius，泛指和筆者一樣的“創客”，以下用“筆者”代替）來說，他的智能手機是不可或缺的隨身裝備。你會發現他使用手機來進行網絡購物，為美國軍用衛星矯正姿態，給他的“粉絲”發送信息。當然，他也喜歡用手機通過藍牙技術來控制一輛小型的自走車。
這個項目包含一個簡單的Android APP應用程序（圖1.1）、一個低成本的藍牙接收模塊，和由Arduino控制的小型自走車（圖1.2）。
Arduino主板是一塊非常受業余電子愛好者歡迎的單片機板，它包含但不限于如下若干個特點：
（1）編程非常簡單，并且其編程軟件（IDE）能夠同時運行在安裝了MAC、Windows、Linux操作系統的電腦中；
（2）Arduino系統有許多不同功能的擴展板――Shield，而且這些擴展板只需要簡單地插在Arduino主板上即可開始應用；
（3）價格不貴。
制作
圖1.3 展示了整個項目的連接邏輯圖。
自走車的電機由一片Arduino Motor擴展板控制，而藍牙擴展板則通過幾根杜邦線連接在Arduino主板上。
本項目的所有軟件均可以在www.duinodroid.com下載。
需要準備的物料為了完成本項目，除了一臺支持藍牙的Android智能手機之外（所安裝的Android版本必須高于2.1），還需要表1.1所示各種電子零件。
本項目使用ArduinoUNO主板。Arduino官方網站（www.arduino.cc）羅列了其主板的官方分銷商。當然，如果你比較在意價格，也可以考慮購買一塊ArduinoUNO的兼容板。Arduino系統是一個“開源硬件系統”，這意味著所有的設計文件都將公開提供，并允許任何第三方制造其Arduino主板。換句話說，你也可以考慮通過互聯網去搜索并找到足夠廉價的“UNO”主板。
市場上有各種類型的藍牙板，而筆者使用的藍牙板是所謂的“口香糖”式串口藍牙板。這種板只有4個引腳，這些引腳分別標示為VCC，GND，RX，TX。
在各種各樣的串口藍牙板中，我們需要找到工作電壓為5V的那種類型才能直接與Arduino兼容。這種藍牙板常常由兩塊PCB電路板組成，一塊相對較大的板子上面會引出4根引線，而真正的“藍牙板”（那片小的PCB電路板）則通過若干焊點焊接在大板子上。這些板能夠在eBay找到，價位在15美元左右。
通常情況下，我們推薦購買那種“雙板”的藍牙板，因為單板藍牙板的引腳非常細小，因此對于愛好者而言，使用烙鐵將這些引腳引出來的工作非常困難。
當然，那種已經被二次加工過的“雙板”藍牙板的價格則會相對高一些。提供這種“雙板”的供應商很多，如比較有名的Spark fun等。
將來自Pololu的減速電機應用到本項目中是個不錯的選擇。他們的減速電機擁有不錯的減速比，而且價格也不貴。你也可以挑選別的類型的減速電機，但是必須注意一點，你所選擇的減速電機的額定電流不能夠超過1A，否則Arduino Motor擴展板將無法提供足夠的電流強度來驅動電機。
Arduino Motor擴展板極大地簡化了驅動電機的工作，并且占用的空間很小，多出來的空間使你可以在塑料盒中把自己額外給自走車配備的組件安裝進去。
為Arduino Motor擴展板焊接排針我們第1步的工作是為ArduinoMotor擴展板焊接排針。圖1.4顯示了在擴展板背面安裝的排針。你拿到手的一般是1×40或者1×20的單排針，這需要將這種單排針掰開為2條8針或2條6針備用。
為了避免這些排針在焊接的時候發生歪斜，最簡單的辦法是將排針的長端插入Arduino主板，然后再把Arduino Motor擴展板對著針孔插上去，然后開始焊接。
不過，這種方法將可能導致排針被烙鐵加熱過度，以至于將余熱傳導到Arduino主板上面的排母，并將排母的塑料外殼熔化。為了避免Arduino主板上排母的塑料外殼被熔化，所以，我們在焊接排針的時候或者速度快一點，或者先僅僅只焊接排針兩頭的兩枚針，而后把擴展板拔下來，再焊接剩余的排針。
當左右的排針焊接完畢，我們從Arduino Motor擴展板正面看到的樣子如圖1.5所示。
將接線端子安裝到擴展板上去可以將接線端子插到板子上的A、B兩組焊孔上面去，用于連接兩個減速電機。
我們同時還需要在電源接口上面安裝一個接線端子。這種接線端子的使用，方便程度遠遠高于Arduino主板上面的DC2.1mm電源插座。
將3個接線端子安裝到相應的位置，注意使接線位朝向板子的邊緣。圖1.6顯示了安裝好接線端子的Arduino Motor擴展板，而且這塊板已經插在了一塊Arduino主板上。
安裝串口藍牙模塊圖1.7顯示了串口藍牙模塊的安裝位置，并且線已經焊接完畢。
在安裝串口藍牙模塊之前，用鉗子小心地將它上面的4根排針彎曲，使其與板子平行，以便使串口藍牙模塊能夠盡量與Arduino Motor擴展板貼合緊密。
首先將線在串口藍牙模塊端焊接并留好長度，而后將串口藍牙模塊按照圖示倒扣在擴展板上，最后按照如下的規則將另外一頭的線連接起來。
（1）+5V：將藍牙的+5V引出線焊接到擴展板5V引腳上（有的串口藍牙模塊上面標示為VCC或者“+”――譯者注）
（2）GND：將藍牙的GND引出線焊接到擴展板的GND引腳上（有的串口藍牙模塊上面標示為“-”――譯者注）
（3）TXD：將藍牙的TXD引出線焊接到擴展板的RX引腳上（有的串口藍牙模塊上面標示為“T”――譯者注）
（4）RXD：將藍牙的RXD引出線焊接到擴展板的TX引腳上（有的串口藍牙模塊上面標示為“R”――譯者注）。
特別注意，串口藍牙模塊和擴展板上面RXD（RX）和TXD（TX）的引腳是交叉的，即RX到TX，TX到RX。
在塑料盒中安裝減速電機和電池盒圖1.8展示了減速電機在盒子中的安裝位置，兩個減速電機的塑料底座被熱熔膠或者快干膠粘在了盒子上。
減速電機和電池盒被安裝在了盒子的頂部兩端，而中間的空間則留給Arduino主板和擴展板使用。
對塑料盒進行切割并安裝萬向輪圖1.9展示了盒子上的切割位置，上面的兩個方形的切割位置使減速電機能夠從盒子里面伸出來。