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Wifi氣氛燈程式開發(ESP32篇) Using ESP32 to Develop a WIFI-Controled Hue Light Bulb (Smart Home Series)

為了解決led燈座電線接法的問題，作者曹永忠楊志忠許智誠蔡英德 這樣論述：

　　本書以智慧家庭為主軸，提供讀者熟悉使用Arduino Compatiable開發板：ESP32來開發氣氛燈泡之商業版雛型(ProtoTyping)，進而介紹這些產品衍伸出來的技術、程式撰寫技巧，以漸進式的方法介紹、使用方式、電路連接範例等等。   　　ESP32開發板最強大的特點是完全相容Arduino開發板，搭載Lenonard相同的單晶片：ATmega32u4，並在板內加上無線模組：ESP8266 WiFi Module，無線網路涵蓋距離，在不外加天線之下，就可以到達20公尺，這對於家庭運用上，不只是足夠，還是遠遠超過其需求。   　　更重要的是它簡單易學的開發工具、模組函式庫與網路功

能，幾乎Maker想到應用於物聯網開發的東西，可以透過眾多的周邊模組，都可以輕易的將想要完成的東西用堆積木的方式快速建立，而且價格比原廠Arduino Yun或Arduino + Wifi Shield更具優勢，最強大的是這些周邊模組對應的函式庫，瑞昱科技有專職的研發人員不斷的支持，讓Maker不需要具有深厚的電子、電機與電路能力，就可以輕易駕御這些模組。 作者簡介   曹永忠 (Yung-Chung Tsao)    　　國立中央大學資訊管理學系博士，目前在國立暨南國際大學電機工程學系與國立高雄科技大學商務資訊應用系兼任助理教授與自由作家，專注於軟體工程、軟體開發與設計、物件導向程式設計、

物聯網系統開發、Arduino開發、嵌入式系統開發。長期投入資訊系統設計與開發、企業應用系統開發、軟體工程、物聯網系統開發、軟硬體技術整合等領域，並持續發表作品及相關專業著作。   　　Email:[email protected] 　　Line ID：dr.brucetsao WeChat：dr_brucetsao 　　作者網站：www.cs.pu.edu.tw/~yctsao/myprofile.php 　　臉書社群(Arduino.Taiwan)：www.facebook.com/groups/Arduino.Taiwan/ 　　Github網站：github.com/brucetsa

o/ 　　原始碼網址：github.com/brucetsao/ESP_Bulb  　　Youtube：www.youtube.com/channel/UCcYG2yY_u0m1aotcA4hrRgQ   許智誠（Chih-Cheng Hsu）   　　美國加州大學洛杉磯分校(UCLA)資訊工程系博士，曾任職於美國IBM等軟體公司多年，現任教於中央大學資訊管理學系專任副教授，主要研究為軟體工程、設計流程與自動化、數位教學、雲端裝置、多層式網頁系統、系統整合、金融資料探勘、Python建置(金融)資料探勘系統。   　　Email: [email protected] 　　作者網頁：www.

mgt.ncu.edu.tw/~khsu/   蔡英德 (Yin-Te Tsai)   　　國立清華大學資訊科學博士，目前是靜宜大學資訊傳播工程學系教授，靜宜大學資訊學院院長及靜宜大學人工智慧創新應用研發中心主任。曾擔任台灣資訊傳播學會理事長，台灣國際計算器程式競賽暨檢定學會理事，台灣演算法與計算理論學會理事、監事。主要研究為演算法設計與分析、生物資訊、軟體開發、智慧計算與應用。   　　Email:[email protected] 　　作者網頁：www.csce.pu.edu.tw/people/bio.php?PID=6#personal_writing   楊志忠(Chih-Chung

Yang)   　　國立清華大學物理學系碩士，目前擔任國立基隆高中物理科專任教師，致力於物理科教學影音製作，近年投入自造者運動，導入專家學者資源動手改造傳統物理實驗量測、生活電器程式控制等。   　　Email:[email protected] 　　物理教學影音: podcast.klsh.kl.edu.tw/channels/524/episodes/4526?locale=zh_tw 自序        自序        自序        目 錄      物聯網系列 開發板介紹 ESP32 WROOM NodeMCU-32S Lua WiFi 物聯網開發

板 Arduino開發IDE安裝 安裝Arduino開發板的USB驅動程式 安裝ESP開發板的CP210X 晶片USB驅動程式 安裝ESP32 Arduino 整合開發環境 章節小結 控制LED燈泡 控制LED發光二極體 發光二極體 控制發光二極體發光 章節小結 控制雙色LED燈泡 雙色LED模組 章節小結 控制全彩LED燈泡 全彩發光二極體 全彩LED模組 章節小結 控制WS2812燈泡模組 WS2812B全彩燈泡模組特點 主要應用領域 串列傳輸 WS2812B全彩燈泡模組 控制WS2812B全彩燈泡模組 章節小結 基礎程式設計 開發板介紹 TCP/IP通訊基礎開發 App Inventor

2上傳原始碼 手機WIFI基本通訊功能開發 系統設定 TCP/IP擴充設定 使用TCP/IP元件 主介面開發 網路連接介面開發 傳送文字介面開發 控制程式開發-初始化 建立APK安裝檔 系統測試 章節小結 氣氛燈泡專案介紹 WS2812B模組介紹 使用WS2812B模組 WS 2812B電路組立 透過命令控制WS2812B顯示顏色 控制命令解釋 使用TCP/IP控制燈泡 安裝手機端TCP通訊程式 章節小結 氣氛燈泡外殼組裝 硬體組立 LED燈泡外殼 E27 金屬燈座殼 接出E27 金屬燈座殼電力線 接出AC交流電線 準備WS2812B 彩色燈泡模組 WS2812B 彩色燈泡模組電路連接 ES

P32開發板置入燈泡 確認開發板裝置正確 裁減燈泡隔板 WS2812B 彩色燈泡模組黏上隔板 WS2812B 彩色燈泡隔板放置燈泡上 蓋上燈泡上蓋 完成組立 燈泡放置燈座與插上電源 插上電源 燈泡韌體安裝 安裝WS2812B函式庫 函式庫下載與安裝 手動安裝函式庫 韌體下載與燒錄 手機應用軟體安裝 上傳燈泡手機程式 開發程式手機端測試 手機端軟體下載 軟體安裝 手機應用軟體環境設定 設定網路執行環境 桌面執行軟體 整合測試 執行ESP32控制氣氛燈之應用程式 燈泡展示畫面 章節小結 手機應用程式開發 如何執行AppInventor程式 開啟新專案 通訊畫面開發 Wifi基本通訊畫面開發 控制介

面開發 色盤設計 顏色控制設計 介面設計 控制列設計 系統主操作設計 Debug顯示設計 顯示除錯訊息 系統元件設計 匯入擴充元件 使用TCP元件 對話盒元件設計 使用對話盒元件 APP 系統設計 變更APP抬頭名稱 變更APP icon 控制程式開發-初始化 控制程式開發-建立變數 控制程式開發-設定主畫面 Screen系統初始化 建立共用函數 使用者互動設計 連接網路之氣氛燈泡 改變顏色Bar 控制列程式設計 系統測試-啟動AICompanion 系統測試-進入系統 系統測試-控制RGB燈泡並預覽顏色 系統測試-控制RGB燈泡並實際變更顏色 測試控制RGB燈泡 系統測試 章節小結 本書總結

作者介紹 附錄 NodeMCU 32S腳位圖 P32-DOIT-DEVKIT腳位圖 燈泡變壓器腳位圖 2020年四月國立基隆高中課程 2020年五月12日國立台中女子高級中學課程 參考文獻 作者序   　　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，如此讓我解決了資訊工程學系課程中，我最不擅長的課。   　　當時資訊工程學系對於設計電子電路課程，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產業環境，但是對於一個軟體設計，但是缺乏硬體專業訓練，或是對於眾多機械機構與機電整合原理不太有概念的人，在理解現代的許多機電整合設計時，學習上都會有很多的困擾與障礙，因為專精於軟體設計的人，不一定能很容易就懂機電控制設計與機電整合。懂得機電控制的人，也不一定知道軟體該如何運作，不同的機電控制或是軟體開發常常都會有不同的解決方法。   　　除非您很有各方面的天賦，或是在學校巧遇名師教導，否則通常不太容易能在機電控制與機電整合這方面自我學習，進而成為專業人員。   　　而自從有了Arduino這個平台後，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

，用一致性的平台，來做很多機電控制、機電整合學習，進而將軟體開發整合到機構設計之中，在這個機械、電子、電機、資訊、工程等整合領域，不失為一個很大的福音，尤其在創意掛帥的年代，能夠自己創新想法，從Original Idea到產品開發與整合能夠自己獨立完整設計出來，自己就能夠更容易完全了解與掌握核心技術與產業技術，整個開發過程必定可以提供思維上與實務上更多的收穫。   　　Arduino平台引進台灣自今，雖然越來越多的書籍出版，但是從設計、開發、製作出一個完整產品並解析產品設計思維，這樣產品開發的書籍仍然鮮見，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設計出一個

完整產品，介紹開發過程中，機電控制與軟體整合相關技術與範例，如此的書籍更是付之闕如。永忠、英德兄與敝人計畫撰寫Maker系列，就是基於這樣對市場需要的觀察，開發出這樣的書籍。   　　作者出版了許多的Arduino系列的書籍，深深覺的，基礎乃是最根本的實力，所以回到最基礎的地方，希望透過最基本的程式設計教學，來提供眾多的Makers在入門Arduino時，如何開始，如何攥寫自己的程式，進而介紹不同的週邊模組，主要的目的是希望學子可以學到如何使用這些週邊模組來設計程式，期望在未來產品開發時，可以更得心應手的使用這些週邊模組與感測器，更快將自己的想法實現，希望讀者可以了解與學習到作者寫書的初衷。

  許智誠   於中壢雙連坡中央大學 管理學院