如果你是被標題“騙”進jin來lai的de
，筆bi者zhe得de在zai這zhe裏li先xian道dao個ge歉qian，這zhe篇pian文wen章zhang不bu是shi要yao告gao訴su你ni怎zen麼me自zi己ji做zuo開kai關guan或huo電dian位wei計ji，而er是shi反fan過guo來lai要yao請qing教jiao大da家jia有you沒mei有you什shen麼me想xiang法fa或huo建jian議yi，可ke以yi利li用yong家jia裏li現xian成cheng可ke取qu得de的de材cai料liao來lai製zhi作zuo這zhe些xie小xiao家jia夥huo？

 

會想問這個問題
，是因為我在去年12月出席了在美國矽穀舉行的嵌入式係統技術大會(ESC)，在一場我自己的簡報結束後
，與Arduino.org的營運副總裁聊了一下；我們談的話題之一，是吸引年輕學子對科學、技術、工程與數學(STEM)產生興趣的重要性。

 

談話中我提到坊間有很多不錯的Arduino書shu籍ji與yu工gong具ju
，但dan是shi因yin為wei它ta們men一yi下xia子zi出chu現xian一yi大da堆dui，讓rang讀du者zhe們men最zui後hou雖sui然ran知zhi道dao該gai怎zen麼me去qu動dong手shou自zi己ji開kai發fa，但dan是shi卻que不bu能neng真zhen正zheng了le解jie他ta們men在zai做zuo什shen麼me
，以yi及ji「在幕後」到底發生了什麼事。

我教過幾個人怎麼使用Arduino，年齡從12歲到超過60歲都有，這些學生們的一個共通點是，他們以前都沒有接觸過電子、微控製器或是編程技術；要一次學習所有這些知識會把人嚇跑
，所以我們都是從最基礎的概念起步
，然後再以自己的方式努力前進。

 

通常我們做的第一件事

，是把一顆9V電池連結到18V的白熾燈泡
，然後觀察燈泡隻能發出微弱的光

；我們還把電池引線換成燈泡的端點，比較以兩種方式讓燈泡發亮的差異，然後導出那是一種非極化(non-polarized)零組件的結論。

 

接著我們會用兩顆9V電池串聯，連接同樣18V燈泡，然後觀察燈泡發光亮度比較高；所有這些步驟讓我們了解電壓、電流

、電阻等等概念，以及這些元素如何相互關聯。

 

下一步是讓一顆LED跟9V電池連結，然後觀察LED燈在非常短的時間內就發出很亮的光

；這能讓我們了解限流電阻(current-limiting resistor)的概念，利用這種電阻(以及一顆LED)


，我們發現LED是一種極化零件，得用正確的方式連結，而電阻則是非極化零件。進一步的實驗得出
，電路是“+5V→電阻→LED→0V”或“+5V→LED→電阻→0V”都沒關係。

 

接著導入的概念是單極單擲(SPST)以及單極雙擲(SPDT)開關
，包括上拉電阻(pull-up resistor)；我們會用這些小家夥來控製LED燈。在完成所有這些“打地基”的工作之後
，我們才能啟動Arduino工具，進入下一個階段。

 

 

做了以上所有事情的結果是，我被邀請編寫一係列的“小冊子”，專門教授基礎的電子、微控製器與計算機程序撰寫等知識；這些小冊子會很薄、內(nei)容(rong)親(qin)和(he)不(bu)具(ju)威(wei)脅(xie)性(xing)，而(er)且(qie)每(mei)一(yi)本(ben)都(dou)有(you)連(lian)貫(guan)性(xing)。除(chu)了(le)提(ti)供(gong)個(ge)人(ren)使(shi)用(yong)
，也(ye)考(kao)慮(lv)將(jiang)這(zhe)些(xie)小(xiao)冊(ce)子(zi)推(tui)廣(guang)至(zhi)學(xue)校(xiao)，以(yi)及(ji)使(shi)用(yong)它(ta)們(men)做(zuo)為(wei)在(zai)全(quan)世(shi)界(jie)各(ge)地(di)舉(ju)行(xing)之(zhi)周(zhou)末(mo)小(xiao)型(xing)工(gong)作(zuo)坊(fang)的(de)教(jiao)科(ke)書(shu)。

 

這一係列小冊子的大標題訂為“如何用Arduino統治世界”(How to Rule the World with Arduino)，我在上周末在第一本冊子的第一段解釋了為何要用這個在某種程度上有點狂妄的名字：

 

如果你能用一顆微控製器讀取一顆傳感器(例如一個開關)的數值，根據該數值做出一個決策
，控製某樣東西(例如一盞燈)，然後你就統治了世界；這是在我們的生活周遭可見、所有運算係統的基礎，從智能手機
、平板電腦、機器人到太空探測器，它們做的事情是一樣的，隻是複雜程度多寡。

 

還有一個腳注解釋“微控製器”這個名詞，因為我們不能理所當然認為讀者一定知道那是什麼；而在第一頁下半部，兩段文字之後
，我寫道：

 

我不知道你是誰，但如果我沒有讓什麼東西嗶嗶叫
、吱吱叫、發光或是爆炸──而且有時候是在同時──我會覺得很無聊...所以


，讓我們一起來做第一個實驗吧！

 

然後從這一刻起，我們忘我地投入充滿樂趣的實驗以及學習各種很酷的東西…

 

而我會寫這篇文章討論這件事情的原因，是希望能把這種活動的成本盡可能降低，想請教大家有沒有什麼建議？

 

除了Arduino以及小型麵包板
，我知道我們還需要在隨附這係列小手冊的工具組中，包括像是幾個9V電池夾具
、18V白熾燈泡座
、一串LED燈
，以及很多電阻器；這些零件的總成本如果大量采購，可能單價隻要幾美元。

 

我們還可以提供像是開關、電位計等零件，但是如果不小心一點，成本可能就會超過；因為我們會需要幾個SPST開關

、幾個SPDT開關，還需要至少5個瞬間開關按鍵(momentary push button)，以及至少3個10KΩ電位計(或是微調器)。

 

不論其他，如果我們能用日常生活中容易取得的東西來打造這些零件，將會非常具教育性──而且會讓讀者能更充分理解相關知識、取得成就感

；舉例來說，我在想是不是能利用自動鉛筆芯來製作電位計，但我擔心那可能會太脆弱。

 

所以要在這裏要拜托大家熱心提供意見──你的腦袋裏有什麼好點子可以分享嗎
？讓我們一起來為基礎電子DIY (培養未來工程師人才？)貢獻一點力量吧！