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何余东 著

图书标签:

• Arduino
• 创客教育
• STEM教育
• 电子制作
• DIY
• 青少年编程
• 硬件开发
• 单片机
• 物联网
• 实践课程

出版社： 清华大学出版社

ISBN：9787302439653

版次：1

商品编码：12121814

包装：平装

开本：16开

出版时间：2017-01-01

用纸：胶版纸

页数：82

字数：109000

正文语种：中文

编辑推荐

　　这是一本引导青少年利用开源硬件学习编程，在动手中发挥创造能力的教材。

内容简介

　　本书针对中小学Arduino机器人课程开发，通过17个学习案例，讲解了如何用基于Scratch的mBlock软件来对Arduino硬件进行编程，使学生们学会通过Arduino传感器来感知环境，通过控制灯光、电动机和其他装置来反馈、影响环境。本书所用案例均来源于一线教学实践，并按照每节课40分钟的常规课堂教学时间进行编排。本书非常适合作为青少年学习Arduino的入门教材，也适合一线教师作为教学参考资料。

内页插图

目录

预备课　认识mBlock和Arduino 1
第1课　交通信号灯 9
第2课　俄罗斯转盘 14
第3课　打地鼠 18
第4课　电子琴 22
第5课　无级调节LED 27
第6课　另类开关 31
第7课　电位器模拟输入 35
第8课　识别音量 40
第9课　喝茶利器 45
第10课　智能车库 49
第11课　道闸控制器 53
第12课　极限迷宫 56
第13课　感应大灯 61
第14课　走进机器人 64
第15课　转向高手 70
第16课　悬崖勒马与沿轨迹行走 74
第17课　送餐机器人 79
参考文献 83

精彩书摘

　　预备课　认识mBlock和Arduino
　　一、mBlock和Scratch 2.0
　　也许很多人不太了解mBlock 软件与Scratch 2.0 软件有什么异同，现在介绍一下这两个软件之间的区别和联系。首先了解一下官方Scratch 2.0 软件。考虑到许多人对Scratch 2.0 还不是很了解，就简单介绍一下什么是Scratch 。
　　1．Scratch 概述
　　Scratch 是一款免费下载并且开源的图形化编程软件。它由美国麻省理工学院实验室研发，只需要使用图示拼贴方式，就可简易地创作出具有互动性故事、游戏、动画、音乐、美术或简报作品，更可即时上传作品到互联网上，与世界各地的朋友一同分享，是低门槛、高效益的自主学习和创作工具。三年级以上的学生都可以用Scratch 来实现编程。现在Scratch 有两个版本：一个是Scratch 1.4 版；另一个是Scratch 2.0 版。本书提到的Scratch 软件为最新版Scratch 2.0，其界面如图0-1 所示。
　　图0-1　Scratch软件界面
　　2．mBlock 概述
　　mBlock 软件由深圳市创客工场科技有限公司基于开源Scratch 2.0 软件研发而成。由于Scratch 只能在计算机上显示，与外面的物理世界完全隔离，为了提高同学们的编程兴趣以及
　　……

前言/序言

　　由于一次偶然的机会，我进入了张晓胜老师创建的Scratch学习群，发现这款软件是以图形化编程的，非常适合培养小学生的编程兴趣。再后来张晓胜老师推出了智能桌面实验室，并且可以用基于Scratch的mBlock软件对Arduino进行编程，还可以上传到主控制器上，脱机运行。图形化编程的好处在于，孩子们能够快速入门，无须进行复杂的编程语言学习，可以更加专注于创意设计和实现。如果是学有余力的孩子，还可以在mBlock的Arduino模式下进行代码编程。张晓胜老师定制的Arduino主控板和防呆传感器模块避免了复杂的接线，只需插拔便可以接好线。防呆接口只能朝一个方向插拔，避免了因误插而烧坏元器件。
　　基于成熟的软件和硬件条件，在校领导的支持下，我尝试在小学里用智能桌面实验室配合mBlock编程软件，教孩子们玩Arduino。实践后发现，孩子们可以玩得得心应手，而且还能做出成人无法想象的作品。课程以社团的形式开展，学生数量大约是20位。社团每周开课一次，按照学校惯例不同，授课时间在40～90分钟。
　　经过一年的实践后，我对上课过程中的教学设计进行了总结，并编写本教程，希望能提供给大家作为参考。参加本书编写的人员还有李晨阳、林阿三、许佩瑶、潘良晓、张卫东、颜海娜等。
　　由于水平有限，书中难免存在疏漏和不足，欢迎读者批评指正。
　　编　者
　　2016年5月

《玩转电路：创意动手，点亮你的想象世界》 在这个信息爆炸、技术日新月异的时代，掌握一门能够将奇思妙想转化为现实的技能，如同拥有了一把开启未来无限可能的钥匙。我们生活的世界，早已被无数精巧的电子设备和智能系统所渗透，它们让我们的生活更加便捷、有趣，也充满了前所未有的挑战与机遇。而这一切的源头，往往可以追溯到最基础的“电”。 《玩转电路：创意动手，点亮你的想象世界》并非一本枯燥的技术手册，而是你踏入电子制作领域的奇妙旅程的起点。它旨在唤醒你内心深处的创造力，让你在动手实践中，逐渐理解并掌握电子世界的奥秘。本书将带领你告别纸上谈兵，亲手搭建属于自己的电子装置，让那些曾经只存在于脑海中的创意，在指尖下跳跃、闪烁、运转起来。 为什么要学习玩转电路？ 你是否曾惊叹于智能家居的便捷，好奇过无人机的飞行原理，或是想亲手制作一个能够回应你指令的智能小助手？你是否在科幻电影中看到过那些充满未来感的电子设备，并梦想着自己也能设计出类似的东西？《玩转电路》将为你搭建一座通往这些梦想的桥梁。 1. 释放你的创造力： 电子制作是一门充满艺术性的学科。通过学习基础电路知识，你可以将抽象的概念转化为具体的作品。无论是设计一个会发光的艺术装置，还是制作一个能和你互动的趣味玩具，亦或是构建一个能够解决实际问题的自动化系统，你的想象力将成为唯一的限制。 2. 培养解决问题的能力： 在电子制作的过程中，你会遇到各种各样的问题，从元件的选择到电路的连接，再到程序的调试。每一次克服困难，都是一次宝贵的学习经历。你将学会分析问题、查找资料、动手尝试，并从中总结经验，这种解决问题的能力，将贯穿你未来的学习和生活。 3. 理解我们身边的世界： 现代社会几乎所有的便利都离不开电子技术。了解电路的基本原理，能让你更深刻地理解智能手机、电脑、家用电器等设备的运作方式。你会发现，那些曾经神秘莫测的科技，其实是由一个个简单的电子元件组合而成，它们的力量在于组合与协作。 4. 为未来的学习和职业打下基础： 无论你未来的兴趣是在工程、设计、艺术，还是其他任何领域，扎实的电子基础都能为你提供独特的优势。许多前沿科技，如人工智能、物联网、机器人技术等，都建立在电子技术之上。掌握电路知识，将让你在未来的学习和职业道路上，拥有更多的选择和可能。 5. 享受动手带来的乐趣： 在屏幕前枯燥地学习理论知识，不如亲手搭建一个能够“看见”、“听见”、“触摸”的电子作品来得有趣。从元件的微小闪烁，到整体的协调运转，每一步的进展都会带来巨大的成就感和满足感。这是一种寓教于乐的学习方式，让你在玩耍中收获知识。 《玩转电路：创意动手，点亮你的想象世界》将带你探索哪些精彩内容？ 本书的设计初衷，是让零基础的读者也能轻松入门，并逐步深入。我们不会一开始就抛出晦涩难懂的专业术语，而是从最直观、最有趣的角度切入。 第一部分：点亮启蒙——认识你的电子伙伴 神奇的电： 我们将从最基础的“电”开始，用通俗易懂的语言解释什么是电流、电压、电阻，以及它们之间的关系。你将了解到，我们身边无处不在的电，是如何被我们利用的。 电子元件的“身份证”： 了解各种基础电子元件的功能和特性，例如： LED灯： 不仅仅是发光的二极管，更是你第一个能够直接“看见”的电子信号。我们将学习如何让它按照你的意愿闪烁、变色。 电阻： 就像道路上的限速标志，控制着电流的大小，保护你的元件免受损坏。 电容： 像一个小小的能量仓库，能够储存和释放电荷，是许多电路工作的关键。 开关： 最简单的控制元件，让你能够手动启动和停止电路的工作。 蜂鸣器： 让你的作品“发声”，发出各种提示音或音乐。 传感器（如光敏电阻、热敏电阻）： 让你的作品能够“感知”环境的变化，例如光线的强弱、温度的高低。 基础电路图符号： 学习认识和绘制简单的电路图，这是电子设计中的“语言”，能够让你清晰地表达你的设计想法。 第二部分：动手实践——从简单到复杂，搭建你的第一个作品 万能实验板 (面包板)： 我们将学会使用一种无需焊接、方便重复插拔的实验工具——面包板。它就像一个乐高积木的平台，让你能够快速搭建和修改电路，大大降低了入门的门槛。 第一个闪烁的LED： 从最简单的让一个LED灯按照特定规律闪烁开始，你将亲手完成第一个完整的电子作品，体会到从无到有的创造乐趣。 流水灯的奥秘： 学习如何通过组合多个LED和基础元件，制作出经典的流水灯效果，了解序列控制的基本概念。 光控小夜灯： 利用光敏电阻，制作一个能够根据环境光线自动亮起或熄灭的夜灯，体验传感器在电路中的应用。 简易报警器： 学习如何结合开关和蜂鸣器，制作一个简单的触碰报警器，理解触发式控制。 更多创意组合： 我们将引导你思考，如何将这些基础元件进行组合，创造出更多有趣的功能，例如： 可调亮度LED灯： 通过改变电阻值来控制LED的亮度。 延迟关灯装置： 让灯在一段时间后自动熄灭。 简易测温计： 通过热敏电阻和简单的指示来初步感知温度变化。 第三部分：拓展思维——探索更广阔的电子世界 元器件的选型与搭配： 学习如何根据电路的需求，选择合适规格的元件，并理解不同元件之间的配合关系，避免因选型不当导致电路失效或损坏。 电源的知识： 了解不同类型的电源（电池、适配器），以及如何安全有效地为你的电路供电。 保护电路： 学习一些简单的保护措施，例如串联限流电阻，以防止元件烧毁。 排除故障的基本方法： 当你的电路不工作时，不要沮丧。我们将教你一些系统性的排查方法，一步步找到问题所在。 开放式探索： 本书不仅提供具体的项目，更重要的是启发你的思考。我们会鼓励你提出自己的想法，并引导你思考如何利用学到的知识去实现它们。例如： “我想做一个能在我靠近时亮起灯的装置，该怎么做？” “如果我想让灯光随着音乐节奏闪烁，需要增加什么？” “能不能做一个能定时开关的装置？” 本书的特色： 循序渐进，易于理解： 从最基础的原理讲起，逐步深入，确保每一位读者都能跟上节奏。 强调动手实践： 大量的实例操作和项目挑战，让你在实践中巩固知识，提升技能。 趣味性与教育性相结合： 通过有趣的案例和项目，激发学习兴趣，让学习过程充满乐趣。 强调创意与探索： 鼓励读者发挥想象力，将所学知识应用于实际，创造出属于自己的独特作品。 实用性强： 所讲解的知识和项目，不仅能帮助你入门电子世界，更能够培养你的动手能力和解决问题的能力，这些能力在未来的学习和工作中都将受益匪浅。 你需要准备什么？ 为了更好地学习本书内容，我们建议你准备一个基础的电子实验工具包，其中通常包含： 面包板 各种规格的LED灯 电阻（不同阻值） 电容（不同容量） 开关 蜂鸣器 导线 电池盒和电池 （可选）万用表，用于测量电压、电流和电阻，能帮助你更好地理解电路工作状态。 《玩转电路：创意动手，点亮你的想象世界》——不只是学习，更是开启一段发现的旅程！ 无论你是对电子技术充满好奇的学生，还是希望培养孩子动手能力的家长，抑或是想要拓展新技能的成年人，《玩转电路》都将是你理想的起点。它将带你走进一个充满无限可能的世界，让你用双手创造出属于自己的精彩。准备好，点亮你的想象，开启这场奇妙的电路探险吧！

评分☆☆☆☆☆

评价一 我一直对那些能够将理论知识转化为实际操作的项目充满兴趣，尤其是在电子和编程领域。最近，我偶然发现了一本关于Arduino的书，虽然我还没有完全深入研究，但初步翻阅下来，就被其内容深深吸引了。书的装订精美，纸张的质感也相当不错，拿在手里就有一种沉甸甸的知识感。我尤其欣赏的是它并没有直接堆砌枯燥的函数或者复杂的电路图，而是通过一些非常贴近生活，甚至带点趣味性的例子来引入概念。我试着快速浏览了几页，发现它好像在教我如何用Arduino制作一个能够根据光线自动开关的台灯，这个想法就让我觉得非常有成就感。我知道Arduino本身就是一块万能的“瑞士军刀”，能够实现的功能数不胜数，但很多人可能像我一样，不知道从何下手，或者觉得门槛很高。而这本书似乎恰恰解决了这个痛点，它好像在一步一步地引导你，从最基础的“Hello, World！”开始，然后慢慢拓展到更复杂的应用。我看到里面有很多清晰的图示和代码示例，这对于我这种视觉型学习者来说简直是福音。我迫不及待地想找个周末，好好坐下来，按照书中的步骤，亲手搭建一个属于自己的小发明。我相信，通过这本书，我一定能够打开一个全新的创客世界的大门。

评分☆☆☆☆☆

评价五 我买这本书，更多的是被它的“教育”属性所吸引。我一直认为，在当今这个快速发展的时代，培养下一代的创新能力和解决问题的能力至关重要。而Arduino作为一项非常适合 STEAM 教育的工具，其重要性不言而喻。从我初步的阅读体验来看，这本书的设计非常符合儿童和青少年的认知特点。它没有使用过于专业的术语，而是通过生动有趣的语言和大量的图文并茂的插图，将复杂的电子和编程概念变得通俗易懂。我看到书中有一个关于如何制作一个会唱歌的“电子琴”的章节，光是这个概念就足以吸引很多小朋友的兴趣。而且，它强调的不仅仅是“完成一个项目”，更是在整个过程中引导学习者进行思考、探索和创造。我尤其喜欢它在每个章节的结尾，都会设置一些“挑战”或者“拓展”环节，鼓励学习者去独立思考，并尝试修改或者改进现有的项目。我相信，这本书不仅能让孩子们在玩乐中学习到知识，更能培养他们逻辑思维、动手能力和团队合作精神，为他们的未来发展奠定坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

评价三 这本书的独特之处在于它所蕴含的“创客精神”。我一直认为，真正的学习不仅仅是记住知识点，更是培养一种解决问题的能力和敢于尝试的勇气。从我短暂的接触来看，这本书恰恰是围绕着这一点来展开的。它不仅仅教授Arduino的使用技巧，更重要的是，它在潜移默化地告诉你，如何从一个想法出发，通过模块化的思考，最终实现一个具备特定功能的项目。我注意到书中并没有过分强调某一个特定的领域，而是涵盖了从简单的LED闪烁到更复杂的机器人控制，这让我看到了Arduino的无限可能性。我尤其喜欢它在讲解每个项目时，都会先分析需求的来源，再分解任务，最后给出实现的步骤。这种结构化的思维方式，对于我以后面对其他技术挑战时，肯定会大有裨益。我看到一些项目的描述，比如制作一个能够检测空气质量的监测仪，或者一个可以通过蓝牙遥控的灯光系统，这些都让我感到非常兴奋。我深信，这本书不只是一本技术手册，更是一本激发创造力的指南。

评分☆☆☆☆☆

评价四 作为一名一直对科技产品充满好奇心，但动手能力相对较弱的读者，我总是在寻找一本能够真正“落地”的书籍。很多关于电子制作的书，往往会让人觉得工程量浩大，或者需要购买很多昂贵的专业设备。这本书却打破了我的这种刻板印象。它所介绍的项目，很多都仅仅需要一块Arduino开发板、一些基础的传感器和执行器，甚至是生活中常见的材料。这大大降低了创客入门的门槛，让我觉得“我也可以做到”。我特别欣赏的是，书中对每一个元器件的功能和连接方式都进行了详细的解释，并且提供了清晰的接线图，这对于初学者来说至关重要。我尝试着去理解书中关于电机驱动的部分，发现它用非常直观的方式讲解了PWM（脉冲宽度调制）的原理，并且给出了如何用它来控制电机转速的示例。这种将抽象概念具象化的讲解方式，让我一下子就茅塞顿开。我希望通过这本书，能够真正掌握一些电子制作的基本功，并为自己未来的DIY项目打下坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

评价二 说实话，我当初买这本书，其实是抱着一种“姑且试试”的心态。我并不是科班出身，对电子和编程的了解也仅限于一些皮毛。市面上关于Arduino的书籍琳琅满目，很多都让我望而却步，要么是理论过于晦涩，要么是项目过于高深。但这本书给我的第一印象却完全不同。它没有那种“专家”的架子，反而像是一个经验丰富的朋友，用非常平易近人的语言在和你交流。我最喜欢的是它在讲解一个新概念的时候，总会先抛出一个问题，或者描述一个你可能遇到过的场景，然后引导你去思考，再给出解决方案。这种“发现式”的学习方法，让我感觉自己不是在被动接受知识，而是在主动探索。我翻到关于传感器的那部分，看到它解释了红外传感器和超声波传感器的原理，并且给出了如何用它们来制作避障小车的例子。我脑子里立刻就浮现出了很多有趣的DIY想法。而且，书中的配图也相当写实，并不是那种抽象的概念图，而是真实搭建出来的作品照片，这让我觉得离实现目标又近了一步。我真的很期待能通过这本书，将那些脑海中闪过的奇思妙想变成现实。

评分☆☆☆☆☆

内容不错，小朋友很喜欢哦！

评分☆☆☆☆☆

很有用的书。

评分☆☆☆☆☆

内容不错，小朋友很喜欢哦！

评分☆☆☆☆☆

不错，价格实惠，买了好多书都还没来得急看！

评分☆☆☆☆☆

适合小学生的教材，值得购买！

评分☆☆☆☆☆

感觉这书是某培训机构给中小学生准备的内部材料，外人看着简单，却没操作性。预备课介绍了两个软件，scratch和**lock，连下载地址都不提供。scrach可以在网上搜索下载，**lock要向作者咨询联合开班？

评分☆☆☆☆☆

感觉这书是某培训机构给中小学生准备的内部材料，外人看着简单，却没操作性。预备课介绍了两个软件，scratch和**lock，连下载地址都不提供。scrach可以在网上搜索下载，**lock要向作者咨询联合开班？

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适合小学生的教材，值得购买！

评分☆☆☆☆☆

不错不错不错不错不错。