宏碁「雲教授」是針對 Maker 以及物聯網趨勢所推出的一款 Maker 套件，也是宏碁積極朝雲端、物聯網領域轉型的一項代表作品。雖然近幾年全球颳起了 Maker 風潮，很多人都想要自己動手創作一些東西，但若沒有師傅領進門，對初學者來說還是存在著些許門檻，而「雲教授」的誕生就是希望將門檻降低，讓任何人都能快速上手。
宏碁針對雲端、物聯網趨勢，提出了「BYOC 自建雲」概念，這個概念的核心精神是「Build Your Own Cloud」(建立你的私有雲)，你可以利用電腦或是智慧型手持裝置，搭建自己的私有雲端，並連接到平板、手機、電腦、網絡儲存裝備等任何手邊的裝置上。
而與目前市場上五花八門的 Maker 應用裝置相比較，雲教授的特色是建立在 BYOC 的概念上，所有你需要的東西，不管是軟體工具、程式碼或是驅動程式，雲教授都已經預先幫你準備在雲端上，使用的時候不需要再多花時間去找尋資源，一切都由雲教授幫你搞定。
接下來我們就透過雲教授的開箱以及實作過程，帶你瞭解雲教授究竟有哪些特色、與其它 Maker 方案有多麼不同。
雲教授開箱
首先來看看這次開箱的主角，下圖為「雲教授物聯網智造套件」的整體包裝。
從包裝你可能想像不出來，裡頭其實包含了這麼多東西。整個攤開來看實在是相當的驚人，所有創客入門所需要的套件都包含進來了。
簡單介紹一下整個物聯網智造套件包含的內容：
- 圖左上角是一本精美的「智造手冊」，基本上這就是初學者的「課本」，手冊中收錄了許多的範例，指引初學者跟著範例一步一步進行，完成自己的前幾個 Maker 計畫，簡而言之，就是從做中學的概念。
- 圖中央黑色的長方形體就是這次的主角：雲教授。關於雲教授的功能及細節，在後面的篇幅再來詳述。
- 而位於圖左下角的則是整個雲教授套件中會使用到的開發板，採用的是 Arduino 原廠的 Leonardo 開發板。
緊接著，你可以看到有很多個紙盒上寫著數字，這些紙盒代表著各種可以透過雲教授來打造的智慧套件組件，宏碁依照學習的目的、功能性，將它們分別用不同的紙盒包裝來進行區格。除此之外，數字的標示也方便初學者尋找以及管理。更細一點來看，這些組件的內容分別是：
- 編號 (1) LED 101 燈組：可用來學習如何控制白光 LED 以及 RGB 3 種色光的 RGB LED 燈組。
- 編號 (3) Speed Arduino Shield：這是擴充板，用來插上 Arduino 開發板，可以提供更多的擴充連接埠，最多可以插入 16 種不同的控制與感應元件。
- 編號 (4) 各種感應元件：提供包括光感應元件、白光 LED 燈元件、溫度感應元件、RGB LED 燈元件、風扇馬達元件。
- 編號 (5) USB 線以及 USB 延長線
- 編號 (6) 電源供應器
- 編號 (7) BYOC 雲型燈座：紙模型，用來搭配 LED 101 燈組的套件進行實做。
《附註：在這張照片中並沒有編號 (2) 的紙盒，因為編號 (2) 就是 Arduino Leonardo 開發板》
下圖是把所有套件都從紙盒中取出的樣貌。看得出來其實相當的壯觀啊！如果從頭到尾所有的套件都實做一遍，一定可以學到很多東西！
雲教授功能以及細節
接下來，我們就來看看「雲教授」的本體。從外觀上來看，有點像是一款大號的隨身碟。不過，你不能小看這個「雲教授」，因為它事實上就是實現整個入門套件，帶你進入 IoT 物聯網的核心。
過去你不管使用哪一種 Maker 的開發板，玩的是樹莓派或是 Arduino 或是其他開發板，除了開發板之外，一台電腦或是筆電都是必要的工具。原因就在於你必須要透過電腦來載入 IDE 開發環境，然後透過電腦來將程式上傳寫入到開發板中，這些幾乎就是基本的流程。
但是，使用雲教授，你完全不需要電腦。你可以透過手機來上傳或是修改程式，並且直接進行與開發板的互動。
為什麼呢？答案很簡單，就是其實「雲教授」本身就是一台跑著 Linux 系統的電腦。
▲在右側，有一個電源開關，以及一個 USB 3.0 插槽。
▲左側邊為 MicroSD 卡插槽以及散熱孔
▲在上方有 Micro USB 的接口，這裡為電源輸入端，插上電源即可。
雲教授安裝以及設定連接環境
由於雲教授是透過手機或是平板裝置來進行操作，所以，在開始的第一步，首先你必須要在手機或平板上，安裝雲教授的 App（CloudProfessor App，iOS、Android 都有），並且將「雲教授」這台小電腦開啟電源，然後透過設定，手機以及雲教授都能夠連上 Internet 網路。
在這裡你會想到，「雲教授」在沒有螢幕的情況下，你要怎麼樣設定它讓他連上你家裡頭的網路呢？在這裡宏碁的設定很貼心，首先你可以利用藍牙的方式讓手機或平板與手中的「雲教授」進行配對，配對之後就可以在手機或平板上針對雲教授的網路進行設定。設定好之後，雲教授就可以連上 Internet 了。
首先，還是要先將雲教授插上電源。接下來，在平板上安裝「雲教授」App。一開始進入的時候，介面上會顯示「未配對雲教授」，在這裡要到「設定」裡頭的「裝置」，去進行配對的動作。
詳細的軟體設定步驟在下一段會再講解，在這裡先說明平板與雲教授配對的方法，基本上是依照每一台雲教授背面有一個 QR Code 來進行配對。
在平板中開啟雲教授的 App，在配對的流程中，可以用相機直接對準這個 QR Code 來進行平板與雲教授的配對。這個配對基本上只需要一次，是用來將平板與雲教授進行綁定的動作，以及協助雲教授針對 Wi-Fi 連網進行設定。設定完成後，接下來雙方的溝通都是直接透過 Internet 來進行，藍牙就用不到了。
設定藍牙配對以及讓雲教授連上 AcerCloud
現在從軟體操作來看，當第一次使用的時候，要在平板上怎麼設定，讓平板與雲教授進行配對，並且設定讓雲教授連上 Wi-Fi 連接上 Internet。
1. 首先你第一次登入會看到「未配對雲教授」的資訊，這時點選右上角的「設定」。
2. 進入設定之後，點選「配對雲教授」。
3. 確定雲教授電源已經開啟、WiFi 連線也暢通，手機或平板的藍牙也開啟之後，再來就進行到下一步。
4. 現在透過掃描雲教授背面的 QR Code，進行藍牙配對。
5. 找到之後就會顯示配對的過程。
6. 接著會進入雲教授可以選擇的 Wi-Fi 熱點。
7. 輸入設定連線的密碼。
8. 設定完畢後，介面會顯示「雲教授正在登入 Acer Cloud」，表示雲教授已經連接上雲端了。
9. 當你設定完畢之後，未來登入這個介面會顯示「雲教授已連接」的資訊。
連接上 Arduino Leonardo 開發板，實做 CPF 遙控風扇
當我們將雲教授連上雲端之後，現在一切的環境都已經準備好了，要讓你理解雲教授的優點，最快的方式還是實際跟著做一個範例來玩玩看。我們就依照「智造手冊」中的「CPF 遙控風扇」的範例，來實際玩玩看。
「CPF 遙控風扇」是什麼？主要是利用白光 LED 來當作光源開關，當 LED 打開的時候，可以控制風扇開始轉動。因此，在這個範例中，我們會用到 Arduino Leonardo 開發板，還會用到擴充板，加上白光 LED 燈元件以及風扇馬達元件。
1. 首先下面就是這次實作會用到的套件，左上角為 Arduino Leonardo、左下角為擴充板，右上角為馬達風扇組件、右下角為 LED 白光燈組件。
2. 先來簡單的示意一下，擴充板與 Arduino Leonardo 為模組化的設計，基本上只要把擴充板下方的針腳對準 Arduino Leonardo 的插槽插入即可。
3. 接著組裝組件，將風扇套入馬達的轉軸，然後把電線插入插槽。基本上每一個組件的電線以及插槽都是一對一的，所以很難會接錯，而且因為接孔都有做防呆設計，也不容易插反。
4. 再來把 LED 燈光組件組好。
5. 然後把組好的 LED 組件插入擴充板的 D2 上。
6. 把風扇組件插入擴充板的 D3 插槽。
7. 完成後正式把擴充板插到 Leonardo 板子上。
8. 如下圖示範，兩邊必須均勻的施力，否則很可能會插入不平均。不過因為擴充板的針腳很長，基本上就算是插入不平均，充其量是不美觀而已，基本上還是可以工作。
9. 這是組裝完畢之後的樣貌。
10. 最後在 Leonardo 板子上，插入 MicroUSB 與雲教授的 USB 端連接。這是用來進行雲教授到 Leonardo 板子的資料傳輸，同時也有供應電源的作用。
11. 下圖是全都連接好的狀態。這時你可以把雲教授打開，讓電流通過。
12. 如果你不確定自己是否連接成功，可以觀察 Leonardo 板子上的這兩個燈號，只要下圖中紅框範圍內兩個 LED 燈光有亮，就表示連接成功了。
從軟體介面看，如何實做 CPF 遙控風扇
硬體組裝完畢後，我們來看看怎麼樣上傳程式以及執行操作的步驟。
1. 首先進入雲教授 App，當你將雲教授連上了開發板，你會在下方的「USB 裝置」中找到 「Arduino Leonardo」。
2. 點選進入「Arduino Leonardo」之後，你會切換到以下這個畫面，這些是雲教授針對不同的套件可以使用的教案以及程式，而針對我們的智造套件，選擇的是「CPF Arduino」。
3. 點選進入後，就會看到這個介面，這裡會列出目前宏碁為智造套件所準備的所有課程。我們選擇第二課「CPF 遙控風扇」。
4. 進入第二課「CPF 遙控風扇」之後，在下方會列出這個方案所有需要用到的組件。
5. 雖然在「智造手冊」中已經有列出詳細的課程說明，不過在這裡你也可以試著點選不同的組件，介面上方會透過畫面顯示這些組件彼此之間要怎麼組合。
6. 例如風扇組件就以圖示告知你要插入到 D3 的插槽上。而點選介面中的「Play 執行」按鈕，就可以進入實際的操作介面。
7. 下圖就是使用介面，要讓風扇轉動首先要先開啟白光 LED 燈元件，開啟之後，下方的風扇馬達元件就可以準備使用，你可以利用手指頭拖曳這個馬達元件右測的滑桿調整出力的大小，藉此控制馬達的轉速。
8. 如果你想要進一步學習程式的內容，或是想要自己修改程式碼的話，則回到上一頁，點選左側的編輯按鈕。
9. 點選之後畫面會展示出本專案所使用的程式碼，如果有程式底子的人，可以直接在上面修改來觀察變化。
10. 下圖為完成之後的風扇實際控制畫面。
進階版實作：加入繼電器控制板，學習如何遠端控制家電
到目前為止，介紹的是「雲教授物聯網智造套件」基本的用法以及教學。緊接著我們要進行稍微進階一點的實作。在這裡我們要用到的是 Arduino 另外一個官方套件「Arduino 4 Relays Shield」。
Relay 的意思就是「繼電器」，作用是在自動控制電路中，用較小的電流去控制較大電流的一種自動開關，具有自動調節、安全保護、轉換電路等功能。而「Arduino 4 Relays Shield」這個套件，提供了 4 組繼電器，可以讓使用者控制 4 組電器。
▲Arduino 4 Relays Shield
在這次的實作中，還是要用到原本的「雲教授物聯網智造套件」，因此一共會使用到三塊板子。
▲由左到右： Arduino Leonardo、Speed Arduino Shield 、Arduino 4 Relays Shield
（如果你不會用到一些外接組件來進行互動感應的測試的話，也可以省略 Speed Arduino Shield 這塊板子，直接用 Arduino Leonardo、Arduino 4 Relays Shield 來實做即可。）
在使用前，繼電器有三個接點名詞我們必須要先複習一下：
- COM（Common）表示共接點。
- NC（Normally Close）表示常閉接點（俗稱 b 接點）。平常處於閉路（與共接點 COM 接通），線圈通電後才成為開路（斷路）。
- NO（Normally Open）表示常開接點（俗稱 a 接點）。平常處於開路，線圈通電後才與共接點 COM 接通。
而在 Arduino 4 Relays Shield 上提供了四組繼電器開關，每一組都有三個接點，縮寫即為「C」、「NC」、「NO」。
而在這次的課程中，我們要先把電線串聯在「C」與「NO」上，才能讓這個電路平常處於開路的狀態，當下指令後才會與共接點接通，形成通電的電路。
小編也提醒一下，由於這個課程會實際用到插座的電源，還需要自製用來串連繼電器的電源線，因此還是存在一定的危險性，並不適合小朋友在沒有大人陪同的情況下進行，容易發生危險。
利用 Arduino 4 Relays Shield 遠端控制家電硬體組裝
在這之前，我們必須要先製作一組電線，來與繼電開關做串聯。我們到光華商場買了幾組如下圖的 110V 公母雙頭電線組。
接下來就是手工 DIY 時間了，先用斜口鉗將電線的一端從中間切斷。
然後沿著切斷處，把一側的電線向兩邊撕開，然後用斜口鉗將切成兩段的電線端尾端的包裹的外層剝開。
再來就是將露出的電線用手捲一下讓電線緊密一點（正規來講最好還是要用烙鐵銲一下這些外露的電線部分，才會比較妥當）。
接著使用一字起將繼電器接點上方的螺絲鬆開。
再來就是將電線插入接點。
記得要接在「C」以及「NO」兩個接點上，才會形成一個常開的電路。如果你接在「C」以及「NC」上，之後的測試就會變成相反的效果（沒按開關電器處於開的狀態，按下開關之後電器關閉）。
在 Arduino 4 Relays Shield 上接好電路之後，再來就是將 Arduino 4 Relays Shield 再插在之前我們接好的 Arduino 開發板以及擴充板之上。
這就是插好的樣貌，一層層往上疊加，其實跟組樂高積木的概念也滿像的。
接下來就是依照前面的教學，將 Arduino 板子插上雲教授，這樣硬體環境就已經組建完成了。
利用 Arduino 4 Relays Shield 遠端控制家電軟體設定
硬體建置好之後，剩下來軟體的部分就很簡單了。步驟與前面的作法大同小異，只要知道到哪裡找到相關的課程下載就好。
1. 在「CPF Arduino」課程的主頁面中，點選左上角的「Arduino」旁邊的選單。
2. 選擇「雲端遙控開關」這個課程。
3. 進入之後選擇「四組繼電器擴充板」。
4. 進入課程之後，點選「執行」按鈕。
5. 下方就有 4 組繼電器的開關，在這裡可以任意選擇要開啟哪一組開關。
6. 當你開啟了開關之後，在 Arduino 4 Relays Shield 板子上，會有燈號顯示目前是哪一組繼電器開關被打開，可以透過這個方式偵測除錯。
7. 然後你只要在繼電器開關對應的那條插座線上插入風扇，將風扇開關打開，之後就可以透過繼電器套件來遙控風扇了。
8. 由於這個套件最多可以同時控制 4 組開關，接下來我們再多接上一組，插入到 4 號繼電器開關上。在這裡要提醒一下，由於 4 組繼電器之間的腳位相隔距離很近，而我們自製的電線線材插入接孔後，還是有部分電線會外露，為了安全起見，相鄰的隔壁一組繼電器開關還是盡量不要用，以避免兩邊外露的電線不小心接觸到，可能會造成短路進而引發危險。
9. 在平板上進行兩組開關同時開啟。
10.我們分別在 2 號以及 4 號繼電器開關後面接上一個風扇以及 LED 燈光，進行雲端遙控的測試。
由於照片看不出來實際的動作，以下是簡單的測試影片。
誰適合用雲教授物聯網智造套件?
經過了這一連串的實作過程，不難發現雲教授真的是我們用過門檻最低的 Maker 入門套件。過去許多人可能都卡在電腦與 Arduino 或是樹莓派這些開發板之間的連接，忙著如何上傳或下載程式、設定 IDE 開發環境，如果沒有人帶著入門的話，可能初始階段就面臨卡關，無法再往下一步走。
而雲教授的中心概念，則是把初始階段的環境都幫你整理、設定好了。整個前置作業中，你唯一需要做的就是把手機或是平板，與雲教授進行配對而已。因此，雲教授特別適合學生教育市場，或是超新手入門使用。如果是學校教育用途的話，將可以讓學生更專注在研究程式與硬體之間的互動關係，如果有程式底子，還能自己發揮想像力，針對程式進行改寫。而如果是新手，則可以用比較安全而且無痛的方式，依照 App 以及「智造手冊」的說明，一步一步的踏上智造之路。
若你是已跨過入門門檻的 Maker，或許雲教授能提供的玩法又不一樣了。你可能不需要雲教授預先準備的這些課程內容，你需要的只是雲教授這個硬體本身。因為對於 Maker 來說，要怎麼樣讓自己的作品連上 Internet，成為物聯網的一份子，也是一個相當重要的議題。而雲教授提供的硬體加上雲端的服務，的確是一個非常方便的物聯網解決方案，甚至可以這樣說，雲教授本身實際上就是一個電腦棒，其實對於進階者來說，玩法也可以很多樣化。
總而言之，雲教授物聯網套件可以發揮的用途相當廣泛，一切都要視使用者本身的目的以及想法，才能有效發揮它的威力。
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