LabVIEW for Arduino：控制與應用的完美結合

LabVIEW為一專業圖形化開發環境，在儀控與訊號量測上有完整的支援。Arduino則為近年來熱門的電子互動裝置，任何人都能輕鬆上手。本書將LabVIEW與Arduino的結合應用分為：基礎篇、應用篇與專題篇，由淺入深為您介紹。首先在基礎篇中，介紹LabVIEW與Arduino的基礎開發技巧，有別於坊間的Arduino教學書籍，本書無須編寫Arduino程式，只要利用LabVIEW圖形化系統就能完成許多有趣的專題，不用再被傳統程式中的括號或分號搞得頭昏眼花。到了應用篇，重點在於LabVIEW與Arduino的結合應用，您可以充分感受到LabVIEW豐富的函式庫與周邊設備的擴充性，輕鬆幫您的Arduino專題加入各樣感測器與馬達。

本書將LabVIEW整合於Arduino各式專題中，告訴您許多超有趣的應用，包含：

LED聲光秀
輕鬆呈現並分析感測器訊號
控制蜂鳴器、馬達與LCD顯示器等
整合Xbox360遊戲手把與各樣輸入裝置
Xbee無線傳輸技術
物件辨識與追蹤
機器人控制

曾吉弘

CAVE教育團隊技術總監，對於Android、機器人與各種合金玩具有狂熱。著有多本Android與機器人相關書籍，為一群活潑近乎躁動的機器人玩家頭目。

CAVE教育團隊

CAVE教育團隊是由一群對教育充滿熱情的大孩子所組成的機器人科學教育團隊，於2008年初創辦之後即積極推動國內之機器人教育，以出版書籍、技術研發、教學研習與設備販售為團隊主軸。本團隊宗旨在於讓所有有心學習機器人課程的朋友，皆能取得優質的服務與課程。本團隊已出版多本機器人程式與互動創作專業書籍，主題包含樂高機器人、Arduino微型開發板、Raspberry Pi Linux單板電腦以及許多有趣的主題，並定期舉辦研習會與新知發表，期望帶給您更豐富多元的學習內容。

序

2010年，我們出版了《LabVIEW高階機器人教戰手冊》，介紹了如何使用LabVIEW來控制樂高機器人，也樂見美商國家儀器公司對於機器人競賽與學術領域的積極投入。
事實上，從樂高機器人的NXT與EV3、Scratch到App Inventor，愈來愈多的圖形化開發環境幫助我們能輕鬆地寫出各種程式，雖然文字式的硬派精神尤在，但您無法否認這已是一股趨勢。

LabVIEW以其直覺化的圖形設計介面著稱，搭配豐富的函式庫與強大的運算能力，從基礎的I/O控制、感應器訊號分析開始，讀者可持續深入到進階的程式控制結構以及整合各種機器人周邊設備等等，使得有興趣深入探究的讀者可以延伸學習的深度與廣度。本書除了介紹LabVIEW程式設計基礎之外，更要告訴您LabVIEW結合Arduino之後的各種擴充性，讓您的專題能取二者所長，能享受Arduino的低價、開發彈性與各種即可用零件，還能搭配LabVIEW各種完整的資料運算與呈現功能，相信本書將帶給您豐富且多元的收穫。

這是CAVE於2013年的第一本書，一路走來也十本書了呢，只要是有趣的題材，我們就會一直寫下去，提供更多優質的內容。感謝馥林文化全體同仁在本書編寫過程中的專業指導與協助，讓本書能順利付梓出版。最後感謝各位師長好友們的支持與鼓勵，實在是點滴在心頭，謝謝您一路走來的支持與肯定。

CAVE教育團隊 謹致

序
Chapter 00
如何使用本書
Chapter 01
LabVIEW基礎
Chapter 02
LabVIEW與Arduino入門
Chapter 03
燈光
Chapter 04
類比訊號量測與取樣
Chapter 05
顯示器
Chapter 06
感測器
Chapter 07
致動器
Chapter 08
LCD液晶顯示模組
Chapter 09
結合電腦端的輸入裝置
Chapter 10
XBee與Arduino應用——遠端恆溫平臺
Chapter 11
藍牙遙控機器人
Chapter 12
Arduino視覺追蹤平臺
附錄A
網路資源與好書推薦
附錄B
如何繪製Arduino接線圖——Fritzing軟體介紹
附錄C
NI LabVIEW影像軟體安裝說明
附錄D
如何建立SubVI與個人選單

2-1 Arduino基礎
Arduino一詞在近年迅速竄紅，成為各種互動式裝置的控制核心，許多玩家也樂於分享它們的創意與程式碼，使得它一躍成為許多DIY玩家的首選。本書使用LabVIEW來控制連接Arduino周邊的元件，因此您無須編寫Arduino端的程式，只要專心開發LabVIEW端的程式即可。

2-1-1 Arduino硬體介紹
Arduino是一塊基於開放原始碼精神的簡易開發電路板，並且有一個簡單好用的開發環境，語法類似java或C語言，讓您可以使用Arduino語言、Processing或ASP等軟體，輕易完成各種互動作品。您可以在博客來網路書店或是Amazon找到許多Arduino的教學書籍，而在YouTube上也有非常多的作品分享影片。絕大部分的Arduino玩家們都樂於分享自己的原始碼，所以當您的作品完工時，也別忘了分享出去唷！

Arduino的主要開發成員包括：Massimo Banzi，David Cuartielles等人。在2005年左右， Banzi這位義大利的學校老師正苦於他的學生們經常抱怨找不到便宜又好用的微控制器。因此，Banzi跟他的好朋友Cuartielles討論了這個問題，兩人後來決定自行設計電路板，並找了Banzi的學生David Mellis來設計這塊電路板的程式語言。很快地，電路板就完工了，並且命名為Arduino。

Arduino的精神在於，任何人即使不太知道如何寫程式，也能用Arduino執行很不錯的專題，例如控制燈光閃爍、讀取感測器資料甚至控制馬達等等。Arduino在創用CC（Creative Commons）許可的原則之下，任何人都可以自行生產Arduino的複製版，並且還能自行增減功能來販賣。您不需要為了使用Arduino的原有技術基礎而付費，也不用取得Arduino團隊的許可。然而，為了確保Arduino的開放精神，這個產品也要使用相同或類似的創用CC許可。您在網路上看到xxduino這樣類似名稱的產品，這些都是基於Arduino基礎的複製版本，並加上各家的獨門祕笈。例如來自大陸深圳的seeeduino以及臺灣的motoduino。唯一需要付費的情況就是您的產品要使用Arduino這個字樣，例如Arduino CAVE，這時候您就需要付出商標費用給Arduino開發小組。

Arduino IDE基於開放原始碼原則，可以讓您免費下載、安裝或自行開發各種函式庫來開發出更多有趣的作品。
Arduino的特色有哪些？
從電路圖設計到程式開發介面，都是開放原始碼。
可使用ISCP線上燒錄器，自行燒錄bootloader。
可依據Arduino官方提供的電路圖，在既有的Arduino模組上自行增減需要的模組。
可連接各種數位或類比裝置，例如LED、超音波感測器、光敏電阻與伺服馬達等。
許多開發程式都可直接控制Arduino，例如Flash、Processing等，甚至小朋友用的Scratch也可以與Arduino 進行互動。
一般電腦的USB介面（5.5V）即可供電，不需外接電源。另外也提供9V直流電輸入。
Arduino玩家都很樂於分享，您可在網路或相關論壇中找到各種函式庫與專題原始碼，無須從頭開發。