本專欄主要以網路投幣計時器的主題，期望透過投幣的機制，來取得電力插座使用時間，進而控制家庭電器的使用時間，並可以透過網際網路來查詢使用情形。本篇是接續上篇文章『智慧家庭：網路計時器(元件設計篇)』(曹永忠, 2016)，<p>主要是讓讀者先行認識投幣計時器、網路投幣計時器，有哪些元件、架構為何(曹永忠, 許智誠, &amp; 蔡英德, 2015a, 2015b, 2015e, 2015f, 2015g, 2015h, 2015i, 2015j)。</p>
<h2 class="23421">組立投幣計時器元件</h2>
<p>首先，我們先將購買所需的元件，由下圖可以見到所有零件的一覽圖，對於時間讀取與控制部份的元件，我們購入RTC時鐘下圖 DS1307 I2C RTC模組來當作Arduino開發版的時鐘元件，若讀者仍不熟悉，可以參考拙作『Arduino 電風扇設計與製作』(曹永忠, 許智誠, &amp; 蔡英德, 2013)、『Arduino 电风扇设计与制作』(曹永忠, 许智诚, &amp; 蔡英德, 2014)、『Arduino RFID 門禁管制機設計: The Design of an Entry Access Control Device based on RFID Technology』(曹永忠, 許智誠, &amp; 蔡英德, 2014c)、『Arduino RFID 门禁管制机设计: Using Arduino to Develop an Entry Access Control Device with RFID Tags』(曹永忠, 許智誠, &amp; 蔡英德, 2014b)、『Arduino EM-RFID 門禁管制機設計:The Design of an Entry Access Control Device based on EM-RFID Card』(曹永忠, 許智誠, &amp; 蔡英德, 2014a)，有興趣讀者可到 Google Books (<a href="https://play.google.com/store/books/author?id=%E6%9B%B9%E6%B0%B8%E5%BF%A0" target="_blank">https://play.google.com/store/books/author?id=曹永忠</a>)&nbsp; &amp;&nbsp; Google Play (<a href="https://play.google.com/store/books/author?id=%E6%9B%B9%E6%B0%B8%E5%BF%A0" target="_blank">https://play.google.com/store/books/author?id=曹永忠</a>) 或 Pubu 電子書城(<a href="http://www.pubu.com.tw/store/ultima" target="_blank">http://www.pubu.com.tw/store/ultima</a>) 購買該書閱讀之。</p>
<p>對於顯示資訊部份的元件，我們購入 LCD2004顯示器，如下圖 LCD 2004液晶顯示器模組來當作 Arduino 開發版的顯示器，若讀者仍不熟悉，可以參考拙作『Arduino RFID 門禁管制機設計: The Design of an Entry Access Control Device based on RFID Technology』(曹永忠, 許智誠, et al., 2014c)、『Arduino RFID 门禁管制机设计: Using Arduino to Develop an Entry Access Control Device with RFID Tags』(曹永忠, 許智誠, et al., 2014b)、『Arduino EM-RFID 門禁管制機設計:The Design of an Entry Access Control Device based on EM-RFID Card』(曹永忠, 許智誠, et al., 2014a)，有興趣讀者可到Google Books (<a href="https://play.google.com/store/books/author?id=曹永忠" target="_blank">https://play.google.com/store/books/author?id=曹永忠</a>)&nbsp; &amp;&nbsp; Google Play (<a href="https://play.google.com/store/books/author?id=曹永忠" target="_blank">https://play.google.com/store/books/author?id=曹永忠</a>) 或 Pubu 電子書城(<a href="http://www.pubu.com.tw/store/ultima" target="_blank">http://www.pubu.com.tw/store/ultima</a>) 購買該書閱讀之。</p>
<p>對於電力控制開關部份的元件，我們購入繼電器模組，如下圖繼電器模組來當作Arduino開發版的控制電力開關，若讀者仍不熟悉，可以參考拙作『Arduino智慧電力監控(監控篇):Using Arduino to Develop a Monitoring Device of Power-Socket』(曹永忠, 許智誠, &amp; 蔡英德, 2015c, 2015d)、『Arduino 智慧電力監控(手機篇):Using Arduino to Develop an Advanced Monitoring Device of the Power-Sockett』(曹永忠, 蔡佳軒, 許智誠, &amp; 蔡英德, 2015a, 2015b)、『LinkIt智慧電力監控(網路篇)):Using Arduino to Develop an IOT-based Power-Socket』(曹永忠, 許智誠, &amp; 蔡英德, 2015k, 2015l)，『Arduino RFID 門禁管制機設計: The Design of an Entry Access Control Device based on RFID Technology』(曹永忠, 許智誠, et al., 2014c)、『Arduino RFID 门禁管制机设计: Using Arduino to Develop an Entry Access Control Device with RFID Tags』(曹永忠, 許智誠, et al., 2014b)、『Arduino EM-RFID 門禁管制機設計:The Design of an Entry Access Control Device based on EM-RFID Card』(曹永忠, 許智誠, et al., 2014a)，有興趣讀者可到Google Books (<a href="https://play.google.com/store/books/author?id=曹永忠" target="_blank">https://play.google.com/store/books/author?id=曹永忠</a>)&nbsp; &amp;&nbsp; Google Play (<a href="https://play.google.com/store/books/author?id=曹永忠" target="_blank">https://play.google.com/store/books/author?id=曹永忠</a>) 或Pubu 電子書城(<a href="http://www.pubu.com.tw/store/ultima" target="_blank">http://www.pubu.com.tw/store/ultima</a>) 購買該書閱讀之。</p>
<p>對於電力輸出插座部份的元件，我們購入市售的110V的電力插座，如下圖單一插座面板、插座、插座盒、單心線、電源線、保險絲座、組合式端子台來當作Arduino開發版的控制電力輸出裝置，並裝置在下圖的塑膠面板，若讀者仍不熟悉，可以參考拙作『Arduino智慧電力監控(監控篇):Using Arduino to Develop a Monitoring Device of Power-Socket』(曹永忠, 許智誠, et al., 2015c, 2015d)、『Arduino智慧電力監控(手機篇):Using Arduino to Develop an Advanced Monitoring Device of the Power-Sockett』(曹永忠, 蔡佳軒, et al., 2015a, 2015b)、『LinkIt智慧電力監控(網路篇)):Using Arduino to Develop an IOT-based Power-Socket』(曹永忠, 許智誠, et al., 2015k, 2015l)。</p>
<p style="text-align: center;"><img src="http://cdn3.techbang.com.tw/system/images/352468/original/2028fe3f38697c20bd9943b20280e69a.jpg?1465887594" alt="" /><br /><img src="http://cdn0.techbang.com.tw/system/images/352469/original/c6fa588b5f1174425ca19e8bd9ef3cbf.jpg?1465887595" alt="" /><br />▲圖1 投幣計時器元件一覽圖</p>
<h2 class="23421">底板組裝</h2>
<p>本段主要介紹之 Arduino 開發板連接 LCD 2004液晶顯示器、RTC 時鐘，繼電器模組等，相信透過本章節的解說，相信讀者會上述模組之應用、組合應用、整合與產品開發應用之整合，有更深入的了解與體認。</p>
<p style="text-align: center;"><img src="http://cdn1.techbang.com.tw/system/images/352470/original/617e6c9deb35f4a624e86fd0fc437954.jpg?1465887595" alt="" /><br />▲圖2 底板組裝所需材料一覽表</p>
<p style="text-align: center;">下頁繼續組裝教學～</p>
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<h2 class="23421">組裝插座</h2>
<p>首先，我們將上圖的材料中，先選出如下圖所示之單一插座面板、插座盒、插座、16CM 電線二條、塑膠面板等材料挑選出來，先行組裝插座部分。</p>
<p style="text-align: center;"><img src="http://cdn2.techbang.com.tw/system/images/352471/original/fc91f1544287e866433c3beb1e0b7b12.jpg?1465887596" alt="" /><br />圖3 組裝插座材料清單</p>
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<p>第一步：我們將取出如上圖(e)與上圖(b)，先將上圖(b)的插座盒置於上圖(e)的塑膠面板上方，並使用尖頭螺絲將上圖(b)的插座盒鎖緊於上圖(e)的塑膠面板上方。</p>
<p>第二步：我們將取出如上圖(a)與上圖(c)，如下圖(a) 所示，先將上圖(c) 單入插座置入上圖(a)的插座面板，如下圖(b)所示之插座置入面板，必須要卡緊，且表面要像下圖(c). 所示，插座插入端要在面板上方。</p>
<p>第三步：我們再將取出如上圖(d) 16CM電線二條，請將每一條電線兩端，剝去約5mm~8mm的外皮後與上圖(c)，如下圖(a) 所示，先將上圖(c) 單入插座置入上圖(a)的插座面板，如下圖(d)所示，將一條電線插入插座底部之上方插孔，另一條電線插入插座底部之下方插孔，如下圖(d)所示之狀態，再將二條電線座，如下圖(e). 所示，將電線折90度，往另一方折彎。</p>
<p>第四步：我們再將取出如上圖(b)的插座盒，選塑膠面板右邊，如下圖(a) 所示，先將上圖(c) 單入插座置入上圖(a)的插座面板，如下圖(d)所示，將一條電線插入插座底部之上方插孔，另一條電線插入插座底部之下方插孔，如下圖(f)所示，將插座盒挖洞之，準備讓電線插過洞。</p>
<p>第五步：我們再將如下圖(e) 所示之彎曲電線插入如下圖(f)所示之插座盒的孔洞，將一條電線插入插座底部之上方插孔，另一條電線插入插座底部之下方插孔，如下圖(h)所示，並將二條電線一直拉，直到如下圖(i)所示，將下圖(e)的彎曲電線完全置入插座盒。</p>
<p>第六步：我們再將如下圖(i)之插座盒，取出兩顆尖頭螺絲，如下圖(j)所示，將一顆螺絲鎖於之下圖(i)之插座盒之左方螺孔，另一顆螺絲鎖於之下圖(i)之插座盒之右方螺孔插座盒的孔洞，將兩顆螺絲通通鎖緊，如下圖(k)所示。</p>
<p>第七步：我們取出上圖(a) 插座面板上蓋面板，將之置於下圖(k)所示之鎖上螺絲的插座盒，使之蓋於上方，完成如下圖(l)之可以通電的插座盒。如此完成本單元所有步驟。</p>
</blockquote>
<p style="text-align: center;"><img src="http://cdn0.techbang.com.tw/system/images/352472/original/af62be6a8e5e2745ebc8c2e6e33d6ac8.jpg?1465887596" alt="" /><br />▲圖4 組裝插座</p>
<h2 class="23421">元件組立</h2>
<p>本單元要將所需要的零件，組裝成可以運作元件。</p>
<h3>保險絲座安裝<strong><em>&nbsp;</em></strong></h3>
<p>我們將取出如下圖(a)的玻璃保險絲與下圖(b)的保險絲座，先將下圖(a)的玻璃保險絲置於下圖(b)的保險絲座上方，完成如下圖(c)的含保險絲座的保險座。</p>
<p style="text-align: center;"><img src="http://cdn2.techbang.com.tw/system/images/352473/original/a51e963e9ccd6df1941c95dbb5313376.jpg?1465887597" alt="" /><br />▲圖5 含保險絲座安裝</p>
<h3>麵包板模組組裝<strong><em>&nbsp;</em></strong></h3>
<p>我們將取出如下圖(a)的麵包板與下圖(b)的麵包板外接電源，先將下圖(b)的麵包板外接電源置於下圖(a)的麵包板上方，完成如下圖(c)的麵包板模組。</p>
<p style="text-align: center;"><img src="http://cdn2.techbang.com.tw/system/images/352474/original/b80df4d28d288b3d4388aa7ef5ab7b21.jpg?1465887597" alt="" /><br />▲圖6 麵包板模組組裝</p>
<h2>Arduino 開發版組裝<strong><em>&nbsp;</em></strong></h2>
<p>Arduino Ethernet Shield 使用加長型的 Pin header (如下圖.(a) &amp; 下圖(b))，可以直接插到 Arduino 控制板上 (如下圖.(c) &amp; 下圖.(d) &amp; 下圖.(e))，而且原封不動地保留了 Arduino 控制板的 Pin Layout，讓使用者可以在它上面疊其它的擴充板(如下圖.(c) &amp; 下圖.(d) &amp; 下圖.(e))。</p>
<p>比較新的 Ethernet Shield 增加了 micro-SD card 插槽(如下圖.(a))，可以用來儲存檔案，你可以用 Arduino 內建的 SD library 來存取板子上的 SD card Ethernet Shield 相容於 UNO 和 Mega 2560 控制板。</p>
<p style="text-align: center;"><img src="http://cdn2.techbang.com.tw/system/images/352475/original/ed0985e453af8133444c18f63e442c3f.jpg?1465887598" alt="" /><br />▲圖7 Ethernet Shield(W5100)</p>
<p style="text-align: center;">下頁繼續組裝教學～</p>
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<h2>連接 LCD2004顯示器</h2>
<p>本實驗引入了 LCD 2004 I2C 顯示模組，如下圖所示，可以見到 Tiny RTC LCD 2004 I2C 顯示模組的外觀圖，本模組採用 I2C 的通訊界面，請將此顯示模組皆在I2C的標準接腳。</p>
<p style="text-align: center;"><img src="http://cdn0.techbang.com.tw/system/images/352476/original/e4f3077b987c18025ea93ce67e790d9d.jpg?1465887598" alt="" /><br />▲圖8 LCD 2004 I2C 顯示模組</p>
<h3>連接投幣機</h3>
<p>本實驗引入了投幣機模組，如下圖所示，可以見到投幣機模組的外觀圖。</p>
<p style="text-align: center;"><img src="http://cdn0.techbang.com.tw/system/images/352477/original/00d54ec834bff349e3b419108dc36326.jpg?1465887599" alt="" /><br />▲圖9 投幣機模組</p>
<h2 class="23421">連接投幣計數器</h2>
<p>本實驗引入了投幣計數器模組，如下圖所示，可以見到投幣計數器模組的外觀圖。</p>
<p style="text-align: center;"><img src="http://cdn2.techbang.com.tw/system/images/352478/original/944cf05025c54d7a4a11761f8b308c1b.jpg?1465887600" alt="" /><br />▲圖10 投幣計數器模組</p>
<h2 class="23421">面板組立</h2>
<p>到目前我們已經把要的零件，組立為一個一個可以使用的元件，接下來我們要將所有的元件組立在塑膠面板上。</p>
<p>如下圖所示，將所有元件裝置於面板上後，完成 Arduino <br />投幣計時器硬體組裝。</p>
<p style="text-align: center;"><img src="http://cdn1.techbang.com.tw/system/images/352479/original/3ebd510958f6f16b81a8f158df7ed4d1.jpg?1465887600" alt="" /><br />▲圖11 投幣計數器組立示意圖</p>
<blockquote>
<h3 class="23421">電力配線</h3>
<p>如下圖所示，我們分為五個步驟來進行電力配線：</p>
<p>第一步：我們將電源線，分別接在端子台右側第一格與第四格。</p>
<p>第二步：我們將插座盒之外接的兩條線，分別接在端子台左側第一格與第二格。</p>
<p>第三步：我們將含保險絲座，將其兩端分別接在端子台左側第四格與第五格。</p>
<p>第四步：我們將繼電器模組，找出COM端與NC端，分別接在端子台右側第五格與第二格。</p>
<p>完成上述步驟後，我們已經將電力插頭的電力，連接上繼電器模組、保險絲模組組，如此一來，可以控制插座的供電能力。</p>
</blockquote>
<p style="text-align: center;"><img src="http://cdn0.techbang.com.tw/system/images/352480/original/0640142c8498d77f8ae42b34d1e76186.jpg?1465887601" alt="" /><br />▲圖12 AC電源組立圖</p>
<p>本文主要介紹之 Arduino 開發板連接 LCD 2004液晶顯示器、RTC 時鐘，繼電器模組等，相信透過本章節的解說，相信讀者會上述模組之應用、組合應用、整合與產品開發應用之整合，有更深入的了解與體認。</p>
<p>本文為『智慧家庭：網路計時器』系列第二篇：硬體組立篇，主要承接上篇『智慧家庭：網路計時器』(元件設計篇)，介紹讀者如何自行組立網路計時器的所有硬體組裝。後續筆者還會繼續發表『智慧家庭：網路計時器』系列的文章，讓我們在未來可以創造出更優質、智慧化的家庭。敬請期待更多的文章。</p>
<blockquote>
<h3><span>筆者介紹：</span></h3>
<p style="text-align: left;">曹永忠 (Yung-Chung Tsao)：目前為自由作家，專注於軟體工程、軟體開發與設計、物件導向程式設計、Arduino 開發、嵌入式系統開發，商品攝影及人像攝影。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、新產品開發管理、商品及人像攝影等領域，並持續發表作品及相關專業著作。<br />Email:[email protected]&nbsp;<br />Line ID：dr.brucetsao&nbsp;&nbsp;&nbsp;<br />Arduino部落格：<a href="http://taiwanarduino.blogspot.tw/">http://taiwanarduino.blogspot.tw/</a><br />臉書社群(Arduino.Taiwan)：<a href="https://www.facebook.com/groups/Arduino.Taiwan/">https://www.facebook.com/groups/Arduino.Taiwan/</a><br />活動官網：<a href="http://arduino.kktix.cc/">http://arduino.kktix.cc/</a><br />Youtube：<a href="https://www.youtube.com/channel/UCcYG2yY_u0m1aotcA4hrRgQ">https://www.youtube.com/channel/UCcYG2yY_u0m1aotcA4hrRgQ</a></p>
<p><img src="http://cdn2.techbang.com.tw/system/images/339086/original/450b1bd0f7d9d034efa750f2a81a816f.png?1457496036" alt="" /></p>
<h3>參考文獻：</h3>
<p class="EndNoteBibliography">曹永忠. (2016). 如何設計網路計時器：元件設計篇. <em>智慧家庭.</em>&nbsp; Retrieved from <a href="http://www.techbang.com/posts/43326-how-to-design-a-network-timer-component-design-review" target="_blank">http://www.techbang.com/posts/43326-how-to-design-a-network-timer-component-design-review</a></p>
<p class="EndNoteBibliography">曹永忠, 许智诚, &amp; 蔡英德. (2014). <em>Arduino </em><em>电风扇设计与制作: Using Arduino to Develop a Controller of the Electric Fan</em>. 台湾、彰化: 渥玛数位有限公司.</p>
<p class="EndNoteBibliography">曹永忠, 許智誠, &amp; 蔡英德. (2013). <em>Arduino </em><em>電風扇設計與製作: The Design and Development of an Electronic Fan by Arduino Technology</em> (初版 ed.). 台灣、彰化: 渥瑪數位有限公司.</p>
<p class="EndNoteBibliography">曹永忠, 許智誠, &amp; 蔡英德. (2014a). <em>Arduino EM-RFID </em><em>門禁管制機設計:The Design of an Entry Access Control Device based on EM-RFID Card</em> (初版 ed.). 台灣、彰化: 渥瑪數位有限公司.</p>
<p class="EndNoteBibliography">曹永忠, 許智誠, &amp; 蔡英德. (2014b). <em>Arduino RFID </em><em>门禁管制机设计: Using Arduino to Develop an Entry Access Control Device with RFID Tags</em>. 台湾、彰化: 渥瑪數位有限公司.</p>
<p class="EndNoteBibliography">曹永忠, 許智誠, &amp; 蔡英德. (2014c). <em>Arduino RFID </em><em>門禁管制機設計: The Design of an Entry Access Control Device based on RFID Technology</em> (初版 ed.). 台灣、彰化: 渥瑪數位有限公司.</p>
<p class="EndNoteBibliography">曹永忠, 許智誠, &amp; 蔡英德. (2015a). <em>Arduino</em><em>投币定时器(</em><em>网络篇):Using Arduino to Develop a Timing Controlling Device via Internet</em> (初版 ed.). 台湾、彰化: 渥瑪數位有限公司.</p>
<p class="EndNoteBibliography">曹永忠, 許智誠, &amp; 蔡英德. (2015b). <em>Arduino</em><em>投幣計時器(</em><em>網路篇):Using Arduino to Develop a Timing Controlling Device via Internet</em> (初版 ed.). 台湾、彰化: 渥瑪數位有限公司.</p>
<p class="EndNoteBibliography">曹永忠, 許智誠, &amp; 蔡英德. (2015c). <em>Arduino</em><em>智慧电力监控(</em><em>监控篇):Using Arduino to Develop a Monitoring Device of Power-Socket</em> (初版 ed.). 台湾、彰化: 渥玛数位有限公司.</p>
<p class="EndNoteBibliography">曹永忠, 許智誠, &amp; 蔡英德. (2015d). <em>Arduino</em><em>智慧電力監控(</em><em>監控篇):Using Arduino to Develop a Monitoring Device of Power-Socket</em> (初版 ed.). 台灣、彰化: 渥瑪數位有限公司.</p>
<p class="EndNoteBibliography">曹永忠, 許智誠, &amp; 蔡英德. (2015e). <em>Arduino</em><em>程式教學(</em><em>入門篇):Arduino Programming (Basic Skills &amp; Tricks)</em> (初版 ed.). 台湾、彰化: 渥玛数位有限公司.</p>
<p class="EndNoteBibliography">曹永忠, 許智誠, &amp; 蔡英德. (2015f). <em>Arduino</em><em>程式教學(</em><em>常用模組篇):Arduino Programming (37 Sensor Modules)</em> (初版 ed.). 台湾、彰化: 渥玛数位有限公司.</p>
<p class="EndNoteBibliography">曹永忠, 許智誠, &amp; 蔡英德. (2015g). <em>Arduino</em><em>程式教學(</em><em>無線通訊篇):Arduino Programming (Wireless Communication)</em> (初版 ed.). 台湾、彰化: 渥瑪數位有限公司.</p>
<p class="EndNoteBibliography">曹永忠, 許智誠, &amp; 蔡英德. (2015h). <em>Arduino</em><em>编程教学(</em><em>无线通讯篇):Arduino Programming (Wireless Communication)</em> (初版 ed.). 台湾、彰化: 渥瑪數位有限公司.</p>
<p class="EndNoteBibliography">曹永忠, 許智誠, &amp; 蔡英德. (2015i). <em>Arduino</em><em>编程教学(</em><em>常用模块篇):Arduino Programming (37 Sensor Modules) </em>(初版 ed.). 台湾、彰化: 渥玛数位有限公司.</p>
<p class="EndNoteBibliography">曹永忠, 許智誠, &amp; 蔡英德. (2015j). <em>Arduino</em><em>編程教学(</em><em>入门篇):Arduino Programming (Basic Skills &amp; Tricks)</em> (初版 ed.). 台湾、彰化: 渥玛数位有限公司.</p>
<p class="EndNoteBibliography">曹永忠, 許智誠, &amp; 蔡英德. (2015k). <em>LinkIt</em><em>智能电力监控(</em><em>网络篇):Using LinkIt ONE to Develop an IOT-based Power-Socket</em> (初版 ed.). 台湾、彰化: 渥瑪數位有限公司.</p>
<p class="EndNoteBibliography">曹永忠, 許智誠, &amp; 蔡英德. (2015l). <em>LinkIt</em><em>智慧電力監控(</em><em>網路篇)):Using LinkIt ONE to Develop an IOT-based Power-Socket </em>(初版 ed.). 台湾、彰化: 渥瑪數位有限公司.</p>
<p class="EndNoteBibliography">曹永忠, 蔡佳軒, 許智誠, &amp; 蔡英德. (2015a). <em>Arduino</em><em>智慧电力监控(</em><em>手机篇):Using Arduino to Develop an Advanced Monitoring Device of the Power-Socket</em> (初版 ed.). 台湾、彰化: 渥瑪數位有限公司.</p>
曹永忠, 蔡佳軒, 許智誠, &amp; 蔡英德. (2015b). <em>Arduino</em><em>智慧電力監控(手機篇):Using Arduino to Develop an Advanced Monitoring Device of the Power-Socket</em> (初版 ed.). 台湾、彰化: 渥瑪數位有限公司.
<p class="EndNoteBibliography">&nbsp;</p>
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