Arduino+3D打印创新电子制作2 创新 电子 制作 创客 让3D打印赋予电子制作精精美外观书籍

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出版社: 人民邮电出版社
ISBN:9787115484079
商品编码:29464063747

具体描述



ArduiD+3D打印创新电子制作2
定价 49.00
出版社 人民邮电出版社
版次 1
出版时间 2018年07月
开本 16开
作者 李亚东 陈杰 李晓坤
装帧 平装-胶订
页数 110
字数 159
ISBN编码 9787115484079

编辑推荐

适读人群 :想成为创客的人(中学生、大学生、刚毕业的年轻人) 关注创客的人从事创客教育的学校和机构
大众创业、万众创新,且看创客们的奇思妙想是如何变成现实的 
Arduino+3D打印,新新结合,创意无限 
没有外壳、连线凌乱、需要定制部件?让3D打印赋予电子制作精美外观

内容简介

“i创客”谐音为“爱创客”,也可以解读为“我是创客”。创客的奇思妙想和丰富成果,充分展示了大众创业、万众创新的活力。这种活力和创造,将会成为中国经济未来增长的不熄引擎。本系列图书将为读者介绍创意作品、弘扬创客文化,帮助读者把心中的各种创意转变为现实。 
本书通过一个个有趣的项目案例介绍了使用3D建模、3D打印技术制作作品的结构件;通过Arduino开源硬件平台搭建物理电路,编写程序完成各种功能,制作出酷炫智能装置的全过程。本书语言生动,图片直观,手把手教你完成项目的制作。本书共有基础篇、生活DIY、娱乐与酷玩、教育教学、创意制作、创客竞赛6章,收录了20个Arduino+3D打印制作实例,读者可以有针对性地选择自己喜欢的栏目。更重要的是,学习完本书案例后,你就可以举一反三,学以致用,做出**本书案例的作品。 
本书适合基础教育领域的学生阅读,可作为校园选修课的教材,也适合对创客创意制作感兴趣的新手阅读。

作者简介

李亚东 
安徽省阜阳第一中学技术科高级教师、阜阳市拔尖人才、教育部乐高创新人才骨干教师、阜阳市科协常委、科技创新大赛指导教师、阜阳市教育协会创始人。致力于青少年科技教育研究,多次指导学生参加创新大赛并获得优异成绩。 

陈杰 
安徽省淮南一中技术科高级教师、淮南市信息技术兼职教研员、淮南市学科带头人、淮南市科协科技创新大赛指导教师、蘑菇云(淮南站)创客空间创始人、DF创客社区Arduino板块版主。致力于创客教育研究,多次指导学生参加创新大赛并获得优异成绩。 

李晓坤 
安徽省淮南一中高级教师、副校长,淮南市学科带头人,淮南市教师评聘专家组成员,安徽省信息化建设专家库成员,淮南市科协创新大赛杰出指导教师。多次指导学生参加创新大赛并获得优异成绩。

目录

第 1 章 基础篇......................1 
01 无线供电的小风扇............................ 2 
1.1 结构建模...................................................... 2 
1.2 电路连接与部件安装........................... 9 
02 迷你交通信号灯..............................11 
2.1 结构件建模.............................................. 11
2.2 电路连接................................................... 14 
2.3 程序.............................................................. 14 
2.4 结构件组装.............................................. 14
03 手势控制的台灯..............................16 
3.1 结构件建模.............................................. 16
3.2 电路连接................................................... 21 
3.3 程序编写................................................... 21 
3.4 结构件组装.............................................. 22
第 2 章 生活DIY................ 23 
04 车载版主动式空气净化器..............24 
4.1 作品设计................................................... 24 
4.2 制作过程...................................................... 25 
05 简易摄影棚......................................28 
5.1 组装摄影棚.............................................. 28
5.2 云台的安装.............................................. 29
5.3 外壳建模及打印................................... 30 
5.4 电路连接................................................... 31 
5.5 代码编写................................................... 31 
5.6 安装调试................................................... 32 
06 桌面小冰箱......................................33 
6.1 结构建模................................................... 33 
6.2 电路连接................................................... 34 
6.3 组件安装................................................... 34 
6.4 程序编写................................................... 35 
6.5 上电测试................................................... 35 
07 桌面级制冷风扇..............................36 
7.1 工作原理................................................... 36 
7.2 电路连接...................................................... 36 
7.3 外观设计及安装................................... 38 
第3 章 娱乐与酷玩............. 43 
08 组合式炫彩手棒..............................44 
8.1 结构件建模..............................................44 
8.2 电路连接................................................... 46 
8.3 组装过程................................................... 47 
8.4 Arduino 程序........................................ 47 
09 会下雨的雷电云..............................49 
10 “锤子·剪刀·布”游戏机..........53 
10.1 结构件建模........................................... 54 
10.2 模型打印................................................ 54 
10.3 电路连接与OLED 屏的使用... 54 
10.4 组件安装................................................ 56 
10.5 代码编写................................................ 57 
10.6 拓展玩法................................................ 57 
第4 章 教育与教学............ 59 
11 非接触式红外温度计......................60 
11.1 电路连接................................................ 60 
11.2 代码编写................................................ 61 
11.3 结构建模与打印................................ 61 
11.4 测量方法................................................ 62 
12 激光报警器模型..............................63 
12.1 原理........................................................... 63 
12.2 制作........................................................... 63 
12.3 安装........................................................... 65 
12.4 代码........................................................... 66 
12.5 扩展........................................................... 66 
13 水箱水质、水位监测系统模型......67 
13.1 功能设计................................................ 67 
13.2 水位传感器的制作........................... 67 
13.3 浊度传感器........................................... 68 
13.4 温度传感器........................................... 69 
13.5 模拟pH 计........................................... 69 
13.6 电路连接................................................. 69 
13.7 测试差值................................................. 70 
13.8 水泵........................................................... 71 
第5 章 创意制作................ 73 
14 蓝牙通信的厨下燃气报警器..........74 
14.1 结构件建模........................................... 74 
14.2 电路连接................................................ 79 
14.3 组件安装................................................ 79 
14.4 程序编写................................................ 80 
15 简单手语发声机..............................81 
15.1 组装连接................................................ 81 
15.2 弯曲传感器的输出值..................... 82 
15.3 语音素材................................................. 82 
15.4 定义动作................................................ 82 
15.5 代码编写................................................. 83 
15.6 运行测试................................................. 83 
16 可触发拍照的监控器......................84 
16.1 结构件建模........................................... 84 
16.2 组件安装................................................. 86 
16.3 代码编写................................................. 87 
16.4 运行测试................................................ 88 
第6 章 创客竞赛作品......... 89 
17 可双向查找的智能钥匙扣..............90 
17.1 电路连接................................................ 90 
17.2 蓝牙配对 ............................................... 92 
17.3 代码编写................................................. 92 
17.4 结构件建模........................................... 93 
17.5 组件安装................................................. 94 
17.6 测试........................................................... 94 
18 智能导盲杖......................................95 
18.1 作品功能设计...................................... 95 
18.2 电路连接................................................. 95 
18.3 代码编写................................................. 96 
18.4 建模、安装........................................... 97 
19 实时水质监测船............................101 
19.1 采集端................................................... 101 
19.2 遥控端................................................... 102 
19.3 APC220 无线数传模块的 
配置......................................................... 103 
19.4 安装测试.............................................104 
20 基于物联网平台的无线充电智能. 
公路模型........................................106 
20.1 功能设计............................................. 106 
20.2 工作原理............................................. 106 
20.3 作品制作............................................. 106 
20.4 安装测试............................................. 109
沉浸式电子创作之旅:当创客激情遇上3D打印的无限可能 在瞬息万变的科技浪潮中,电子制作已不再是少数专业人士的专属领域。它正以前所未有的活力,渗透到我们生活的方方面面,成为激发创造力、解决实际问题,乃至实现奇思妙想的有力工具。而当 Arduino 的开放式硬件平台与 3D 打印的个性化造型能力深度融合,一场激动人心的电子创作革命便由此拉开帷幕。 本书,并非仅仅是一本介绍 Arduino 和 3D 打印技术的教程,它更是一次邀请您参与的沉浸式电子创作之旅。它旨在打破技术壁垒,将复杂的电子原理与酷炫的 3D 打印造型巧妙结合,引导读者从零开始,一步步构建出兼具功能与美感的创新电子作品。我们坚信,每一位心怀创造的“创客”,都能在这本书的陪伴下,点燃内心的火花,将脑海中的创意变为触手可及的现实。 为何选择 Arduino 与 3D 打印的结合? Arduino,作为一套开源的电子原型平台,以其简洁易懂的编程语言、丰富的传感器和执行器接口,以及庞大的开源社区支持,迅速成为全球创客们的宠儿。它降低了电子开发的门槛,让即使是初学者也能轻松掌控微控制器,实现各种令人惊叹的功能。无论是控制 LED 闪烁,读取环境数据,还是驱动电机运动,Arduino 都能提供强大的支持。 然而,传统的电子制作往往受限于现成的外壳材料和制作工艺,作品的外观设计往往显得中规中矩,难以充分展现创作者的个性与审美。这时,3D 打印技术便如同为电子制作注入了灵魂。借助 3D 打印,我们可以根据自己的设计理念,自由地创造出任何形状、任何尺寸、任何纹理的电子设备外壳,甚至是内部的支架、固定件,以及各种装饰性组件。这赋予了电子作品全新的生命力,让它们不仅仅是功能性的工具,更是充满艺术感和个人风格的展品。 本书的精髓,便在于将 Arduino 的强大功能与 3D 打印的无限塑形能力完美融合。我们将引导您学习如何利用 Arduino 构建电子电路,实现各种核心功能,同时,更重要的是,我们将教会您如何运用 3D 打印技术,为这些功能性的电子核心,披上独一无二、精美绝伦的外衣。这不是简单的“组装”,而是“设计”与“实现”的有机结合,是电子功能与艺术造型的和谐统一。 本书将带您踏上怎样的创作之路? 本书的结构设计,力求循序渐进,让每一位读者都能找到适合自己的起点。我们将从最基础的概念入手,逐步深入到更复杂的项目实践。 第一部分:创客的基石——Arduino 的奥秘 在开始令人兴奋的 3D 打印整合之前,扎实掌握 Arduino 的基础至关重要。本部分将带领您: 认识 Arduino: 深入了解 Arduino 的硬件构成、不同型号的特点,以及它为何如此适合创客。 玩转 Arduino IDE: 学习 Arduino 的开发环境,掌握 C/C++ 语言基础,以及编写、上传和调试 Arduino 程序的核心技巧。 传感器与执行器入门: 了解各类常用传感器的原理与连接方式(如光敏电阻、温湿度传感器、超声波传感器等),以及如何通过执行器(如 LED、蜂鸣器、舵机、直流电机等)控制外部世界。 基础电路搭建: 学习识别电路图,掌握面包板的使用,安全地连接各种电子元器件,避免常见的接线错误。 编程逻辑与控制结构: 学习如何利用条件判断、循环语句、函数等,编写出高效且功能强大的 Arduino 程序。 第二部分:3D打印的魔法——从想法到实体 有了 Arduino 的核心能力,下一步便是赋予您的作品以迷人的外观。本部分将聚焦 3D 打印技术: 3D 打印基础知识: 了解不同 3D 打印技术的原理(如 FDM、SLA 等),以及它们各自的优缺点和适用范围。 3D 建模入门: 学习使用主流的 3D 建模软件(如 Tinkercad、Fusion 360、Blender 等)进行创作。我们将从基础的形状组合、参数化建模,到更复杂的曲面建模,引导您将创意转化为可供打印的 3D 模型。 模型准备与切片: 掌握将 3D 模型导出为可打印格式(如 STL),以及使用切片软件(如 Cura、PrusaSlicer 等)进行模型优化、设置打印参数,为打印做好充分准备。 打印机操作与技巧: 学习如何操作 3D 打印机,理解不同材料(如 PLA、ABS、PETG 等)的特性,掌握解决打印过程中常见的挑战(如翘边、支撑移除、层纹控制等)。 后处理与美化: 学习如何对打印好的模型进行打磨、喷漆、组装等后处理,使其呈现出更加精美的外观。 第三部分:创新电子制作——Arduino 与 3D 打印的深度融合 这是本书的核心所在,我们将把前两部分的知识融会贯通,通过一系列精心设计的项目,展示 Arduino 与 3D 打印的强大协同效应。每一个项目都将包含: 明确的项目目标与创意构思: 引导读者理解项目的核心功能,并激发其个性化的设计灵感。 详细的电路设计与 Arduino 编程指导: 提供清晰的电路图和实用的 Arduino 代码,确保项目的功能实现。 全方位的 3D 打印模型设计指导: 从外壳的整体造型,到内部元件的固定支架,再到装饰性元素的添加,提供详细的建模思路和操作步骤。 3D 打印与电子元件的完美结合方案: 讲解如何巧妙地将 Arduino 板、传感器、执行器等电子元件整合到 3D 打印的外壳中,实现无缝对接。 项目优化与拓展建议: 在完成基础项目后,鼓励读者根据自己的需求进行个性化修改和功能拓展,进一步提升作品的独特性。 本书涵盖的项目类型将非常丰富,例如: 智能家居小助手: 结合温湿度传感器、光敏传感器,配合 3D 打印的简约外壳,制作出可以监测室内环境并根据环境变化自动调节灯光或通风的智能设备。 创意照明设计: 利用 LED 灯带和 Arduino 控制,配合 3D 打印的独特造型灯罩,创造出富有艺术感的个性化台灯、氛围灯。 趣味机器人: 学习搭建简单的轮式机器人,并为其设计集成了 Arduino 控制板和传感器的 3D 打印车体,让您的机器人拥有更酷炫的外观。 个性化桌面配件: 制作可调节角度的手机支架,内置充电提示灯的笔筒,甚至是一个会随着音乐节奏闪烁的迷你音响外壳,让您的桌面充满科技感和个性。 互动式玩具: 结合动作传感器或声音传感器,设计出能够与人互动、做出有趣反应的 3D 打印玩具。 贯穿全书的创客精神 除了技术层面的指导,本书更强调“创客”精神的培养。我们将鼓励您: 大胆尝试,不怕失败: 电子制作和 3D 打印都充满探索性,失败是成功之母。我们将为您提供解决常见问题的思路,引导您在实践中学习。 发挥想象,敢于创新: 书中的项目只是一个起点,我们希望激发您超越书本的束缚,根据自己的兴趣和需求,创造出独一无二的作品。 乐于分享,协同进步: 创客社区的活力在于分享。在您的创作过程中,我们鼓励您记录、分享您的经验,并从中学习他人的创意。 这本书适合谁? 对电子制作和 3D 打印感兴趣的初学者: 即使您没有任何基础,本书也能带您入门,体验创造的乐趣。 希望提升作品外观和用户体验的电子爱好者: 如果您厌倦了千篇一律的外壳,渴望为您的电子作品赋予更强的个性和艺术感,那么本书将是您的理想选择。 教师和学生: 本书可以作为STEAM教育的优秀教材,帮助学生在动手实践中学习科学、技术、工程、艺术和数学。 所有富有创造力和探索精神的“创客”: 无论您的年龄、职业,只要您怀揣对新事物的热情和创造的渴望,这本书都将是您宝贵的创作伙伴。 踏上您的创新之旅 现在,是时候将您的创意付诸实践了!本书将是您在 Arduino 和 3D 打印的世界中探索、学习、创造的忠实伙伴。让我们一起,用 3D 打印赋予电子制作精美绝伦的外观,让科技的魅力在您的手中绽放!

用户评价

评分

坦白说,我对创客教育和DIY的热情一直很高,但常常在项目实施的某个阶段卡壳。很多教程只会告诉你如何让LED灯亮起来,或者如何让电机转动,却鲜少深入探讨如何把这些“能动”的部分,整合成一个看起来像“成品”的东西。这本书的标题直接点明了“创新电子制作”和“赋予电子制作精美外观”,这正是我一直以来苦苦寻求的突破口。我非常好奇它会如何引导我们从一个简单的电路图出发,逐步构思出与之匹配的3D打印结构。比如,一个温湿度传感器的数据采集器,如何设计出既能有效散热又能保护内部元件,同时又能美观地放置在桌面上的外壳?我预感这本书会提供非常系统化的设计流程,从概念草图到CAD建模,再到打印材料的选择和后处理技巧,形成一个完整的闭环。这种全流程的指导,对于提升我们作品的专业度和市场竞争力,绝对是至关重要的。

评分

这本关于Arduino和3D打印结合的书籍,光看书名就让人心潮澎湃,充满了对未来创客项目的无限遐想。我拿起这本书的时候,首先被它那种鼓励探索和实践的氛围所吸引。我之前虽然接触过一些基础的电子制作,但总觉得成品的样子总是差那么一点意思,缺乏那种专业和精致感。这本书似乎恰好填补了我的这个空白。我特别期待它能详细讲解如何利用3D打印技术,为那些由Arduino驱动的电子项目量身打造出既实用又美观的外壳和结构件。那种将冰冷的电路板和生硬的元器件,通过精密的3D打印技术,转化为具有设计感的艺术品的过程,简直是太迷人了。我希望书中能有大量的实战案例,不仅仅是教你怎么操作软件和打印机,更重要的是,能教会我如何将一个电子系统的功能需求,转化为一个优秀的三维结构设计,让功能与美学完美融合。这种跨学科的知识整合,对我这个既喜欢动手又注重产品外观的创客来说,无疑是一份珍贵的宝藏。

评分

这本书的书名中提到了“创客”这个词,这让我对它的实用性和前瞻性抱有很高的期望。创客文化的核心在于分享和迭代。我希望能在这本书中找到一些关于如何设计开放式项目外壳的理念,即,如何让爱好者们在我的基础设计之上,更容易地进行二次开发和个性化修改。例如,设计带有标准安装孔位的设备基座,方便用户自行添加额外的功能模块或更换不同尺寸的PCB板。此外,如果书中能包含一些关于如何利用设计软件中的参数化建模技巧来快速生成变体的教程,那无疑将极大地提高我们的设计效率。最终的目标,是让3D打印技术不再是锦上添花,而是成为我们电子制作流程中不可或缺的、高效的、且富有创造性的重要一环,真正实现从“能用”到“好用”再到“好看”的完美飞跃。

评分

我一直认为,真正的创新不仅仅是功能的堆砌,更是用户体验的提升,而外观和结构设计是用户体验的基石。市面上关于Arduino的入门书很多,但真正能深入到“用3D打印提升设计美学”层面的专业书籍却凤毛麟角。这本书的定位非常精准,它面向的读者群体显然不是纯粹的程序员或者纯粹的机械工程师,而是那些渴望在两者之间架起桥梁,打造出独一无二作品的创客们。我希望看到书中能分享一些关于结构力学和热管理方面的设计考量,毕竟3D打印的材料特性和传统外壳制作有很大不同。例如,如何在不增加太多支撑结构的前提下,打印出复杂几何形状的零件?如何通过巧妙的结构设计,使电子元件的固定更加牢固可靠,而不是仅仅依靠胶水或螺丝的简单堆砌?这些深入的细节,往往决定了一个创客作品的成败。

评分

作为一名对电子制作有一定基础的学习者,我更关注的是如何将那些看似复杂的电子系统,通过巧妙的结构设计变得易于组装和维护。如果书中能提供一些模块化的设计思路,比如标准的接口件、可快速更换的传感器模块外壳等,那简直太棒了。想象一下,我们不再需要为每一个新项目都重新开模或者手工打磨外壳,而是可以利用3D打印的灵活性,快速迭代和升级我们的电子设备。这种“设计即制造”的理念,正是3D打印带给创客社区最大的魅力之一。我特别期待书中能展示一些使用不同打印技术(比如FDM、SLA等)来应对不同电子部件要求的案例,例如,打印高透明度的显示屏窗口,或者高强度的承重结构件。这种对材料特性的深入理解和应用,是提升作品“精美外观”的关键所在。

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