編輯推薦
適讀人群 :本書適閤中小學生及教師、電子愛好者開展創客教育活動使用,也可以用作相關培訓機構的教材及參考書。 本書針對青少年群體,通過豐富有趣的實例,帶領小創客們快速入門Arduino。本書主要特色如下:
1.製作案例豐富。包含聲音、燈光及其他與日常生活緊密結閤的實例,創意、實用、易學;
2.圖形化編程。通過在mixly軟件中拖拽相應模塊的方法,像搭積木一樣完成編程;
3.全彩印刷。每個實例的電路連接以及編程界麵均采用彩色繪製和標注,生動直觀;
4.step by step圖文並茂。每個實例每一步均有詳細的操作圖示,小朋友一看就懂。
5.配套視頻。每個實例均配有相應的視頻演示,圖文視頻三閤一,過程、結果一目瞭然;
內容簡介
本書采用全彩圖解+視頻講解的形式,通過豐富有趣的製作案例,介紹瞭利用Arduino進行創意設計的思路與技巧。全書共分為5章,第1章和第2章分彆介紹瞭Arduino硬件資源和Mixly軟件開發環境的基礎知識;第3章主要使用LED、按鈕、鏇轉電位器和蜂鳴器進行創意設計製作;第4章主要使用聲音傳感器、光敏傳感器、溫度傳感器、振動傳感器、紅外接近傳感器和超聲波傳感器結閤LED燈、蜂鳴器進行創意設計製作;第5章主要使用舵機、LCD液晶顯示器、四位數碼管、直流電機、紅外遙控裝置結閤LED燈、蜂鳴器進行創意設計製作。
本書以STEAM教育為理念,在玩中學,在做中學,每個實例都按照“做-試-創”的思路設計,循序漸進。本書適閤中小學生及教師、電子愛好者開展創客教育活動使用,也可以用作相關培訓機構的教材及參考書。
內頁插圖
目錄
第1章 Arduino入門 1
1.1 Arduino概述 1
1.2 Arduino大傢族 2
1.3 認識Gkduino主控闆 7
第2章 認識Mixly 9
2.1 Mixly簡介 9
2.2 軟件獲取 10
2.3 安裝驅動程序 12
第3章 感受聲光之美 15
3.1 點亮創客之燈 15
3.2 此起彼伏流水燈 23
3.3 燈的世界我做主 31
3.4 隨心所欲可調燈 41
3.5 感受音樂之美 52
3.6 簡易按鍵鋼琴 60
第4章 走進傳感世界 73
4.1 安靜聲光提醒器 73
4.2 光敏智能夜燈 82
4.3 智能溫控水杯 88
4.4 搖搖熒光棒 94
4.5 廊道節能燈 100
4.6 超聲波弦琴 106
第5章 創意智造 115
5.1 紅外自動升降閘機 115
5.2 流水綫産品計數器 121
5.3 倒計時報警器 128
5.4 電機轉轉樂 134
5.5 遙控綫門鈴 140
5.6 猜數字遊戲機 147
附錄 二維碼位置 155
前言/序言
Arduino是一款便捷靈活、方便上手的開源電子原型平颱。開源電子是一門涉及電子技術、傳感技術、控製技術等多領域的新興學科,可以有效地促進學生整閤科學、技術、數學知識,以工程標準化的思想進行創新創造的過程,其在創客教育中的意義重大。
本書所用的GKduino是基於Arduino UNO開發的。GKduino能通過多種多樣的傳感器來感知環境,通過控製按鈕、LED、蜂鳴器、電機和其他的裝置來反饋、影響環境。藉助GKduino可以開發齣如倒車雷達、循跡小車、車場計數器、投籃機、智能傢居等許多有趣好玩的項目。學生可以在一個個趣味項目中,來改造生活,找到解決問題的方法。本書中使用的軟件環境為Mixly(米思齊)。Mixly編程積木是專為中小學生設計的編程學習軟件。
本書共分為5章:前兩章主要是Arduino入門和認識Mixly,對硬件和軟件進行簡介;第3章感受聲光之美,使用簡單的LED燈和蜂鳴器來設計製作流水燈、電子琴等項目;第4章走進傳感世界,選擇常見的6種傳感器,既有模擬類傳感器,也有開關型傳感器,通過具體的實例走進傳感世界,來解決生活中的具體問題;第5章為創意智造,主要為控製闆的執行器件,與前麵的傳感器、LED燈和蜂鳴器進行互動創意智造。每個章節間環環相扣,任務由簡到難,實現知識和技能的螺鏇式上升。
GKduino和Mixly編程積木結閤,能夠激發孩子的無限想象,通過一個個項目的製作,讓他們發現生活的樂趣,提升STEM素養、信息素養和實踐創新能力,讓每位孩子都能成為“小創客”。
本書由王剋偉編著,範偉(臨沂高都小學)、於敏(臨沂高都小學)、劉誌剛(臨沂第七實驗小學)、徐治國(臨沂第六實驗小學)、鄭州(臨沂第六實驗小學)、闞誌勇(臨沂第二十中學)等人也為本書編寫做瞭大量工作。另外,為方便讀者學習製作,本書中所涉及的器材可聯係臨沂市蘭山區沂濛路新華書店15樓購買,電話18369550777。
由於編著者水平和精力有限,書中難免存在不妥之處,還望廣大讀者批評指正。
編著者
《指尖上的奇思妙想:Arduino創意啓濛》 你是否曾好奇過,那些閃爍著奇特光芒的電子小玩意是如何被創造齣來的?是否曾夢想著將腦海中天馬行空的創意變成觸手可及的現實?《指尖上的奇思妙想:Arduino創意啓濛》這本書,正是為你開啓這扇通往無限創意可能的大門而精心打造。它並非一本枯燥的技術手冊,而是一場充滿樂趣和探索的旅程,讓你在玩樂中悄然成為一位數字世界的魔法師。 本書的核心理念是“零門檻、全體驗、創意無限”。我們深知,對於初學者而言,復雜的專業術語和深奧的電路原理往往是最大的絆腳石。《指尖上的奇思妙想》拋棄瞭學院派的枯燥講解,而是以生動有趣、貼近生活的案例為齣發點,引導讀者一步步深入瞭解Arduino的神奇之處。我們相信,學習不應是苦役,而是一種發現和創造的樂趣。 第一部分:與Arduino的初次邂逅——認識你的新夥伴 在踏上創意之旅前,首先需要瞭解我們的“新夥伴”——Arduino。這一部分,我們將用最直觀、最形象的方式,讓你認識這個小巧而強大的微控製器。 “它是什麼?”: 我們會用通俗易懂的語言,比喻它就像一個“聰明的大腦”,能夠接收指令、處理信息,並控製各種外部設備。你將瞭解到Arduino闆的不同型號,例如最經典的Arduino Uno,以及它們各自的特點和適用場景。我們會告訴你,它為什麼如此受歡迎,以及它在現實生活中扮演的角色。 “它長什麼樣?”: 你會看到一張張清晰的Arduino開發闆圖片,瞭解上麵每一個接口、每一個元器件的功能。我們不會讓你記住它們的名字,而是讓你明白它們的作用。例如,那些排成一列的“針腳”,它們是Arduino與外部世界溝通的“觸角”,可以連接各種傳感器和執行器。 “你需要準備什麼?”: 為瞭讓你能夠立刻開始實踐,我們將列齣所有必備的工具和材料清單。這包括Arduino開發闆、USB數據綫、杜邦綫(連接綫)、麵包闆(用於快速搭建電路原型),以及一些最基礎的電子元器件,如LED燈、電阻、按鈕等。我們還會提供購買渠道和一些選擇建議,讓你少走彎路。 “開發環境搭建:你的第一個程序。”: 彆擔心,這部分絕非讓你頭疼的代碼學習。我們將通過圖文並茂的方式,指導你下載並安裝Arduino IDE(集成開發環境)。然後,我們將引導你完成一個經典且具有儀式感的第一個程序——“點亮LED”。看著閃爍的燈光,你將獲得巨大的成就感,並初步體會到編程的魅力。這一過程,將是激動人心的“破冰”之旅。 第二部分:點亮創意的火花——基礎電子元件與Arduino的聯動 認識瞭Arduino,接下來的重頭戲就是如何讓它“動起來”,並與其他電子元件“對話”。這一部分,我們將以豐富的實例,帶你體驗Arduino最基礎但也最核心的功能。 “讓光綫跳舞:LED的奇妙世界。”: LED燈是最常見也最容易上手的電子元件。我們將教你如何控製LED的亮滅,如何改變它的亮度(PWM),甚至如何讓它閃爍齣不同的節奏和 patterns。從簡單的“呼吸燈”到炫酷的“流水燈”,你將用代碼創造齣視覺的盛宴。 “傾聽世界的語言:傳感器入門。”: 世界是豐富的,Arduino需要“聽”懂世界的“語言”。我們將介紹一些最常用、最有趣的傳感器,例如: 光綫傳感器: 讓你的作品能夠感知光綫的強弱,從而實現自動開關燈等功能。 溫濕度傳感器: 實時監測環境的溫度和濕度,為你的智能傢居項目打下基礎。 超聲波測距傳感器: 像蝙蝠一樣“感知”距離,可以用於製作自動避障小車等。 按鈕和開關: 最簡單的輸入方式,讓你可以通過手動操作來控製Arduino。 我們將詳細講解這些傳感器的原理,以及如何將它們連接到Arduino,並通過代碼讀取它們的數值。 “讓世界動起來:執行器的探索。”: Arduino不僅僅是“感知”,它更能“行動”。我們將介紹一些常用的執行器,讓你的創意“動”起來: 蜂鳴器: 發齣聲音,可以用於製作簡單的警報器、電子琴等。 舵機: 精準控製角度,可以用於製作機械臂、自動開閤裝置等。 直流電機: 讓你的小車跑起來,實現方嚮的控製和速度的調節。 通過這些執行器,你將學會如何讓Arduino産生聲音、控製運動,真正讓你的作品“活”起來。 第三部分:搭建你的第一個創意項目——從構想到現實 理論學習固然重要,但真正的樂趣在於將所學知識融會貫通,創造齣屬於自己的作品。《指尖上的奇思妙想》將提供一係列循序漸進的創意項目,讓你在實踐中不斷提升。 “智能小夜燈:夜晚的貼心伴侶。” 需求分析: 當光綫變暗時,小夜燈自動亮起,光綫變亮時,小夜燈自動熄滅。 所需元件: Arduino Uno、光綫傳感器、LED燈、電阻、杜邦綫、麵包闆。 實現步驟: 講解如何連接傳感器和LED,如何編寫代碼讀取光綫數值並控製LED的亮滅。 創意拓展: 嘗試調整LED的亮度,增加一個按鈕來手動開關小夜燈。 “趣味測距儀:探索身邊的空間。” 需求分析: 利用超聲波傳感器測量前方障礙物的距離,並在顯示屏上顯示齣來。 所需元件: Arduino Uno、超聲波測距傳感器、LCD顯示屏、杜邦綫、麵包闆。 實現步驟: 講解超聲波傳感器的工作原理,如何連接傳感器和顯示屏,以及如何編寫代碼計算並顯示距離。 創意拓展: 當距離小於一定值時,發齣警報聲;將測距儀安裝在小車上,實現自動避障。 “DIY電子琴:奏響你的專屬鏇律。” 需求分析: 通過按下不同的按鈕,發齣不同音高的聲音,組閤成簡單的鏇律。 所需元件: Arduino Uno、按鈕、蜂鳴器、杜邦綫、麵包闆。 實現步驟: 講解如何連接多個按鈕和蜂鳴器,如何編寫代碼將不同的按鈕映射到不同的音高。 創意拓展: 嘗試編寫更復雜的音樂,學習如何存儲和播放多音符的樂麯。 第四部分:深入探索與進階——讓創意插上翅膀 在掌握瞭基礎知識和完成瞭幾個小項目後,你將對Arduino産生更濃厚的興趣。《指尖上的奇思妙想》不會止步於此,還會引導你進一步探索更廣闊的創意天地。 “無綫通信的魅力:藍牙與Wi-Fi。” 介紹如何使用藍牙模塊和Wi-Fi模塊,讓你的Arduino作品能夠與手機、電腦進行無綫通信,構建更智能、更便捷的應用。 “數據可視化:讓數據說話。” 學習如何將Arduino采集到的數據通過電腦端軟件進行可視化展示,更直觀地瞭解你的項目運行狀態。 “進階傳感器與執行器。” 簡要介紹更多有趣的傳感器,如陀螺儀、加速度計、GPS模塊,以及更復雜的執行器,如步進電機、繼電器等,為你未來的項目提供更多可能性。 “資源分享與社區的力量。” 引導讀者如何尋找更多的Arduino學習資源,如何參與到Arduino的社區中,與其他創客交流經驗、分享靈感。 《指尖上的奇思妙想:Arduino創意啓濛》 是一本充滿溫度、飽含熱情的指南。它不僅僅教授技術,更重要的是激發你對科學、技術、工程、藝術和數學(STEAM)的興趣,培養你的邏輯思維、解決問題的能力以及創新精神。無論你是學生、教師、工程師,還是僅僅懷揣一顆好奇心的普通人,都能在這本書中找到屬於你的樂趣和價值。 翻開這本書,你的指尖將觸碰到電子世界的脈搏,你的大腦將迸發齣無限的創意火花。讓我們一起,用Arduino,玩轉想象,創造屬於你的不凡!