創客三級跳 Arduino的項目式學習 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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謝作如，吳俊傑 等 著

圖書標籤:

• Arduino
• 創客
• 項目式學習
• 電子製作
• DIY
• STEM教育
• 青少年
• 硬件開發
• 嵌入式係統
• 編程

齣版社： 人民郵電齣版社

ISBN：9787115459060

版次：01

商品編碼：12137191

包裝：平裝

叢書名： 創客教育

開本：小16開

齣版時間：2017-07-01

頁數：141

正文語種：中文

編輯推薦

這本書圍繞一個項目主題，而不是一個知識點，展開跨學科的綜閤學習，其目的在於把學生融入有意義、有趣的任務完成的過程中，讓學生積極地學習、自主地進行知識的建構。無需復雜的理論知識的學習，通過書中的這些項目，你會逐漸掌握創客所需的bi備技能。讀這本書zui好的方式，就是一個項目接著一個項目動手做。即使是剛開始那幾個看似簡單的項目，我也建議你逐一嘗試，你一定會從中受益的。／浙江大學 翁愷

通過本書的20 多個項目的實踐，不同階段的讀者可以非常快速地瞭解Arduino 的魔力。項目式的學習方式讓學習過程充滿樂趣，結閤Scratch 的編程方式更適閤中小學階段的學習和項目製作。是中小學創客空間開展項目學習的理想指導書籍。／ DFRobot CEO 葉琛

內容簡介

本書是一本定位於青少年初學者的Arduino入門圖書。書中的20個創客製作項目都是零起點開始的教學，指導初學者從“原理”“原型”“産品”三個不同維度理解並掌握Arduino的應用。按照技術的復雜度，這些項目被分為三個級彆：基礎活動、進階項目和創客工坊，它們都是適閤中小學生製作的初學項目。
本書適閤開設與創客教育有關的課程及開設校園創客空間的中小學使用，也適閤參加中央電教館全國中小學電腦製作活動“創客項目”的學生用作啓濛教程。希望本書能幫助更多的孩子愛上技術，愛上製作，做一名真正的“創客”。

作者簡介

謝作如
中國電子學會創客教育專傢委員會主任，浙江溫州中學高級教師，南京師範大學客座研究員、溫州大學碩士生導師，全國STEAM教育論壇活動聯閤發起人，溫州創客空間聯閤創始人。
吳俊傑
中國電子學會創客教育專傢委員會副主任，北京景山學校信息技術教師，全國STEAM教育論壇活動聯閤發起人。

目錄

創客三級跳 1
序　4
第一單元　創客一級跳　6
項目1-1　從一個LED到一組吊燈　7
項目1-2製作一個巫師燈　13
項目1-3　三針撥位開關的使用　20
項目1-4　製作一個SOS報警器　25
項目1-5　舵機的使用——製作時鍾鏇動效果　29
項目1-6　給自己置辦一個節日禮物——抽奬盒子　34
項目1-7使用舵機和攝像頭製作全景圖　39
第二單元　創客二級跳　47
項目2-1　製作延時啓動電源　48
項目2-2　可以調節顔色的颱燈　53
項目2-3　可以點亮和吹滅的LED　61
項目2-4　用手勢控製LED　67
項目2-5　可以用聲音控製的風扇　76
項目2-6　會躲避的電子槍靶　84
項目2-7　做一個遙控抽奬機　91
項目2-8　做一個萬能遙控　98
第三單元　創客三級跳　103
項目3-1　能自動瞄準的炮颱　104
項目3-2　能自動瞄準的炮颱升級版　112
項目3-3　用Arduino自製復古指針式電壓錶　118
項目3-4　能感知“摔倒”的互動玩偶　124
項目3-5　做一輛避障小車（上）　133
項目3-6　做一輛避障小車（下）　144
項目3-7　做一輛遙控小車　150
後記——創客三級跳的價值觀和方法論　156
附錄1　“S4A”的安裝及常見問題解決　159
附錄2　“ArduBlock教育版”的安裝及使用　172
附錄3　“Mixly”的安裝及常見問題解決　187
附錄4　本書涉及到的器材清單　194

《創客三級跳：Arduino的項目式學習》 簡介 本書並非一本簡單的 Arduino 入門教程，而是一場引領你從零開始，逐步掌握 Arduino 核心技能，最終能夠獨立設計和實現個性化項目的深度探索之旅。我們摒棄瞭枯燥乏味的理論堆砌，將學習的主綫貫穿於一係列精心設計的、由淺入深的實踐項目之中。通過“三級跳”的模式，讓你在動手實踐中學習，在解決問題中成長，最終實現從“創客小白”到“項目能手”的蛻變。 第一級：基礎入門——點燃你的創客火花 在這一階段，我們將帶你邁齣創客的第一步，認識 Arduino 的基本構成和工作原理。你會瞭解到 Arduino 的核心——微控製器，以及它如何與各種傳感器、執行器進行交互，從而實現我們想要的功能。 認識你的“智能大腦”——Arduino Uno： 我們將深入剖析 Arduino Uno 開發闆的每一個接口和核心組件，理解它們的作用和連接方式。從電源接口到數字/模擬輸入輸齣（I/O）引腳，從復位按鈕到 USB 接口，你將對這個小巧的“智能大腦”有一個全麵的認識。 編程語言的初體驗——Arduino IDE： 編寫程序是賦予 Arduino 生命的關鍵。我們會從最基礎的 Arduino IDE（集成開發環境）入手，教你如何下載、安裝以及進行基本設置。你將學習到 Arduino 程序的基本結構，包括 `setup()` 和 `loop()` 函數，理解程序是如何被組織和執行的。 “Hello, World!”的物理世界——LED 的閃爍： 學習編程的傳統起點是打印“Hello, World!”，而在創客的世界裏，最直觀的“Hello, World!”就是讓一個 LED 燈閃爍起來。通過這個簡單而經典的項目，你將學會如何連接電阻和 LED，並用代碼控製它們的亮滅。這個過程中，你將初步理解數字輸齣的原理，以及如何通過延時函數來控製燈光的閃爍頻率，體會到代碼控製硬件的樂趣。 按鈕的“對話”——交互的開始： 學習如何接收來自外部的信號是實現交互式項目的基礎。我們將引入按鈕作為輸入設備，教你如何連接按鈕，並編寫程序讀取按鈕的狀態。通過控製 LED 的亮滅來響應按鈕的按下，你將第一次體驗到“輸入”與“輸齣”的聯動，理解數字輸入的原理，並學習如何進行簡單的邏輯判斷。 模擬世界的感知——電位器的“調節”： 現實世界並非總是非黑即白的。很多信息是連續變化的，例如溫度、光照強度、鏇轉角度等。我們將引入電位器，讓你瞭解模擬輸入的概念。通過讀取電位器的模擬值，並將其映射到 LED 的亮度變化，你將初步體驗到“模擬信號”的讀取和處理，為後續更復雜的傳感器應用打下基礎。 基礎元器件的探索——電阻、電容、麵包闆： 除瞭 Arduino 闆本身，許多基礎的電子元器件是構建電路不可或缺的。我們會詳細介紹電阻、電容等基礎元器件的作用和規格，並演示如何使用萬用錶進行簡單的測量。重點會放在麵包闆的使用上，它將是你搭建電路的“樂高積木”，讓你無需焊接即可方便快捷地連接元器件，大大降低瞭入門門檻。 硬件與軟件的融閤——第一個小項目： 在掌握瞭 LED 的控製、按鈕的讀取和電位器的調節後，我們將引導你完成第一個綜閤性的小項目，例如一個“模擬調光颱燈”。通過鏇鈕控製颱燈的亮度，按下按鈕實現開關功能，這將讓你感受到將所學知識融會貫通的成就感。 第二級：進階實踐——玩轉傳感器與執行器 在第一級的學習基礎上，我們將深入到更廣泛、更復雜的傳感器和執行器，拓展 Arduino 的應用邊界。你將學會如何讀取更多樣化的環境信息，並利用執行器實現更精妙的控製。 環境的“眼睛”——光敏傳感器與超聲波傳感器： 探索更強大的感知能力。我們將學習如何使用光敏傳感器檢測環境光綫強度，實現光綫變化自動控製 LED 亮度的功能，例如一個“智能夜燈”。接著，我們將引入超聲波傳感器，它能夠測量距離，讓你的 Arduino 擁有“感知”周圍物體的能力，為製作“避障機器人”打下基礎。 溫度的“脈搏”——溫濕度傳感器： 瞭解環境的溫度和濕度對於許多應用都至關重要。我們將學習如何連接和讀取DHT11/DHT22等溫濕度傳感器，並將測量結果通過串口顯示齣來，甚至可以嘗試驅動一個小型 LCD 顯示屏來直觀展示數據。 運動的“感知”——人體紅外傳感器與震動傳感器： 學習如何檢測運動和物理狀態。我們將使用人體紅外傳感器（PIR）來檢測人體的移動，實現一個簡單的“防盜報警器”或“自動感應燈”。震動傳感器則可以用於檢測物體的震動，為製作“智能門鈴”或“防盜報警器”提供另一種方式。 聲音的“耳朵”——麥剋風模塊： 賦予 Arduino 聆聽世界的能力。我們將學習如何使用麥剋風模塊來檢測聲音的大小，並嘗試實現一個“聲控燈”的功能，例如用拍手的聲音來控製 LED 的閃爍。 精密的“手腳”——舵機與直流電機： 除瞭簡單的 LED，我們需要更強大的執行器來完成復雜的動作。我們將學習如何控製舵機，實現角度的精確控製，為製作“機械臂”或“自動翻頁器”提供可能。同時，你將瞭解如何驅動直流電機，控製其轉速和方嚮，為製作“小車”或“風扇”奠定基礎。 顯示屏的“溝通”——LCD1602與OLED： 如何讓 Arduino 更加直觀地嚮用戶展示信息？我們將學習連接和驅動 LCD1602 字符顯示屏，輸齣文字和簡單圖形。進一步，你將接觸到更小巧、更省電的 OLED 顯示屏，為你的項目增添更多信息展示的可能性。 通信的橋梁——串口通信與I2C通信： 瞭解不同設備之間如何進行信息交換是構建復雜係統的關鍵。我們將深入理解串口通信（Serial Communication）的原理，讓 Arduino 與電腦或其他設備進行數據交換。之後，你將學習到 I2C 通信協議，它可以讓你用較少的引腳連接多個設備，例如多個傳感器或顯示屏。 構建第一個復雜項目——智能小車： 在掌握瞭直流電機、超聲波傳感器和方嚮控製後，我們將引導你完成一個具有裏程碑意義的項目——一個簡單的智能小車。你可以讓它實現避障功能，或者根據預設的路徑進行移動。這個項目將極大地提升你的工程能力和問題解決能力。 第三級：項目實踐——創造你的專屬智能設備 進入第三級，你將不再是被動地跟隨項目，而是成為項目的設計者和實現者。我們將提供更開放的思路和更深入的技術指導，鼓勵你將興趣與技術結閤，創造齣真正屬於自己的智能設備。 無綫通信的探索——藍牙模塊與ESP8266/ESP32： 擺脫綫的束縛，讓你的項目擁有無綫連接的能力。我們將學習如何連接藍牙模塊，實現 Arduino 與手機 App 的通信，例如通過手機控製傢裏的燈光。進一步，你將接觸到強大的 Wi-Fi 模塊 ESP8266/ESP32，讓你能夠連接互聯網，實現遠程控製、數據上傳和接收，為構建物聯網（IoT）應用打下堅實基礎。 數據存儲與可視化——SD卡模塊與數據繪圖： 如何記錄和分析傳感器數據？我們將學習如何使用 SD 卡模塊來存儲大量的傳感器數據，並結閤電腦上的數據處理軟件（如 Excel、Python 的 Matplotlib 庫）對數據進行可視化分析，從中發現規律。 電源管理與太陽能充電： 考慮項目的續航能力。我們將探討不同的電源方案，並學習如何集成太陽能充電模塊，為你的便攜式智能設備提供綠色能源。 傳感器融閤與復雜算法： 當項目需要更精確的判斷時，單一傳感器的信息往往不夠。我們將學習如何融閤多個傳感器的數據，例如結閤加速度計和陀螺儀來測量物體的姿態，或者利用機器學習的簡單思想來讓 Arduino 做齣更智能的判斷。 用戶界麵的設計——觸摸屏與語音識彆（基礎）： 提升人機交互的體驗。我們將探索使用觸摸屏來構建更友好的用戶界麵，讓你的項目操作更加直觀。你還將接觸到一些基礎的語音識彆模塊，嘗試讓你的 Arduino 能夠理解簡單的語音指令。 項目設計思維與故障排除： 優秀的項目不僅僅是功能的堆砌，更在於閤理的設計和嚴謹的實現。我們將引導你思考項目的需求分析、模塊選擇、電路設計、代碼結構等全過程。同時，掌握有效的故障排除方法，讓你在遇到問題時能夠冷靜分析，快速定位並解決。 開放式項目挑戰——你的創意實現： 這是本書最核心的部分。我們將提供一係列的開放式項目創意，例如“智能傢居控製係統”、“環境監測站”、“互動藝術裝置”、“自動化植物澆灌係統”等。我們將為你提供實現這些項目的關鍵技術指導和思路，但最終的方案設計和實現將由你來主導。你將有機會將自己的想法轉化為現實，體驗從零到一創造的樂趣。 社區交流與持續學習： 創客精神的核心在於分享與協作。我們將鼓勵你積極參與創客社區，與其他創客交流經驗，分享你的項目成果。同時，我們也提供學習資源的指引，讓你能夠不斷地更新知識，跟上技術發展的步伐。 本書特色： 項目驅動，實踐至上： 每一章都圍繞一個或多個具體項目展開，讓你在動手實踐中學習，鞏固理論知識。 循序漸進，難度遞增： “三級跳”的學習模式，從基礎的 LED 控製到復雜的物聯網應用，讓你學習過程更加平滑，成就感不斷纍積。 軟硬結閤，全麵掌握： 既有 Arduino 編程的精講，又有電子元器件的講解和電路搭建的指導，讓你成為一個真正的“軟硬通吃”的創客。 貼近實際，應用廣泛： 所選項目涵蓋智能傢居、環境監測、機器人、藝術裝置等多個領域，讓你能將所學應用到生活的方方麵麵。 鼓勵創新，激發潛能： 強調項目設計思維，鼓勵讀者根據自己的興趣和需求進行二次開發，創造齣獨一無二的智能設備。 《創客三級跳：Arduino的項目式學習》將是你通往創客世界的最佳夥伴。無論你是學生、愛好者，還是希望將創意轉化為現實的夢想傢，這本書都將為你提供堅實的基礎、豐富的實踐經驗和無限的創作靈感。現在，就讓我們一起踏上這段充滿驚喜的創客之旅吧！

評分☆☆☆☆☆

對於我這個DIY愛好者來說，尋找一本能夠真正引領我深入Arduino世界的書籍一直是一個挑戰。《創客三級跳 Arduino的項目式學習》這個書名，精準地捕捉到瞭我對於循序漸進、項目驅動式學習的渴望。“三級跳”的形象比喻，預示著一種清晰的學習路徑，能夠幫助我從新手蛻變為熟練創客。我特彆看重“項目式學習”這一核心理念，因為它意味著學習將不再是枯燥的理論堆砌，而是通過實際動手製作，在解決問題的過程中掌握知識。我期待書中能夠提供一係列精心設計的項目，這些項目不僅能夠展示Arduino的強大功能，更能夠激發我的創造力和解決問題的能力。我希望這些項目能夠具有一定的趣味性和實用性，能夠讓我感受到DIY的樂趣和成就感。同時，我也希望書中能夠對每個項目的原理和實現細節進行詳盡的講解，包括必要的硬件連接、代碼編寫以及調試過程。如果書中還能包含一些拓展項目或者創新思路的提示，那就更能夠幫助我打開思路，將所學知識應用到更廣泛的領域。這本書的齣版，讓我看到瞭一個更加高效、更有趣的學習Arduino的可能。

評分☆☆☆☆☆

我是一位對科技創新有著強烈渴望的在校學生，一直想找到一本能夠真正引領我進入創客世界的書籍。當我看到《創客三級跳 Arduino的項目式學習》這本書時，它的名字就深深吸引瞭我。“三級跳”這個詞語，讓我聯想到瞭快速、高效、而且充滿突破性的學習方式，這正是我所追求的。我一直認為，學習編程和電子技術，最有效的方式就是通過實際的項目來驅動，而不是死記硬背那些晦澀難懂的理論。這本書恰恰采用瞭項目式學習的理念，這讓我看到瞭將理論與實踐完美結閤的可能性。我非常好奇書中會提供哪些類型的項目，我希望它們能夠涵蓋從基礎的LED閃爍到更復雜的傳感器應用，甚至是一些能夠解決實際問題的有趣裝置。我期待書中能夠詳細講解每個項目的實現原理，並且提供完整的代碼和電路圖，讓我能夠清晰地理解每一步的操作。如果書中還能包含一些調試技巧和常見問題的解決方法，那就更完美瞭。我相信，這本書能夠激發我的創造力，並幫助我建立起堅實的Arduino應用能力，讓我能夠自信地參與到各種創客活動中去。

評分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計相當吸引人，用色大膽而充滿活力，“創客三級跳”這個名字本身就傳遞瞭一種循序漸進、充滿樂趣的學習過程。我拿到書的時候，就被那種積極嚮上的氛圍所感染，仿佛能預見到自己跟著書中的引導，一步步解鎖Arduino的神奇世界。我一直對電子製作和編程抱有濃厚的興趣，但苦於缺乏係統的學習路徑，總是零散地接觸一些零碎的知識點，無法形成完整的概念。這本書恰好解決瞭我的痛點，它以“三級跳”的模式，將復雜的Arduino知識分解成易於理解的階段，從入門到進階，仿佛一場精心設計的冒險。我特彆期待書中對於項目案例的講解，我希望它能提供足夠詳盡的步驟和清晰的圖示，讓我這個初學者也能輕鬆上手，而不是看完一遍就感到一頭霧水。同時，我希望這本書在理論知識的講解上也能做到既嚴謹又不枯燥，能夠讓我深刻理解Arduino的工作原理，為後續更深入的學習打下堅實的基礎。這本書的書名和設計讓我充滿瞭期待，希望它能成為我創客之路上的第一塊堅實基石。

評分☆☆☆☆☆

我是一名喜歡嘗試新鮮事物，但又對技術感到些許畏懼的普通傢庭主婦。平時喜歡在網上看到一些DIY的電子小玩意，總是躍躍欲試，但總是因為覺得技術門檻太高而止步。當我在書店偶然翻到《創客三級跳 Arduino的項目式學習》這本書時，它的封麵設計和書名立刻吸引瞭我。“創客”這個詞聽起來很酷，而“三級跳”則給我一種輕鬆、跳躍的感覺，仿佛學習的過程不會那麼枯燥和睏難。《項目式學習》更是讓我覺得，這本書不是那種純理論的書籍，而是能夠讓我動手做齣東西來的。我最希望這本書能有一個非常非常基礎的入門部分，把最最基礎的電路知識和編程邏輯都講清楚，讓我這樣零基礎的人也能看得懂。然後，希望它能有一些小巧又有趣的項目，比如製作一個會動的機器人小玩具，或者一個可以根據光綫自動開關的燈。我希望書裏的步驟圖示能夠特彆清晰，甚至像漫畫一樣，讓我一眼就能明白怎麼接綫，怎麼寫代碼。如果還能有一些小貼士，告訴我一些容易齣錯的地方，並且告訴我怎麼解決，那就太好瞭。這本書讓我覺得，原來成為一個“創客”並沒有那麼遙不可及。

評分☆☆☆☆☆

作為一名在職工程師，我一直在尋找能夠幫助我快速掌握Arduino並將其應用於實際工作中的資源。《創客三級跳 Arduino的項目式學習》這本書，以其直接明瞭的標題，立刻吸引瞭我的目光。我一直認為，學習的關鍵在於“學以緻用”，而項目式學習恰恰是最能體現這一理念的學習方式。這本書的名字“三級跳”，暗示瞭一種由淺入深、層層遞進的學習過程，這對於我這樣時間寶貴的職場人士來說，無疑是一個巨大的吸引點。我希望書中提供的項目能夠具有一定的實際應用價值，不僅僅是停留在演示層麵，而是能夠真正啓發我在工作中的創新思路，甚至可以直接藉鑒到我的項目開發中。我對書中關於傳感器、執行器以及通信模塊的應用案例尤為感興趣，因為這些是我在工作中經常會接觸到的技術。如果書中還能提供一些關於項目優化、性能提升以及與其他係統集成方麵的指導，那就再好不過瞭。總而言之，我希望這本書能夠成為我快速提升Arduino技能，並將其轉化為實際生産力的強大助推器。

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