| ArduiD+3D打印創新電子製作2 |
| | 定價 | 49.00 |
| 齣版社 | 人民郵電齣版社 |
| 版次 | 1 |
| 齣版時間 | 2018年07月 |
| 開本 | 16開 |
| 作者 | 李亞東 陳傑 李曉坤 |
| 裝幀 | 平裝-膠訂 |
| 頁數 | 110 |
| 字數 | 159 |
| ISBN編碼 | 9787115484079 |
編輯推薦
適讀人群 :想成為創客的人(中學生、大學生、剛畢業的年輕人) 關注創客的人從事創客教育的學校和機構大眾創業、萬眾創新,且看創客們的奇思妙想是如何變成現實的
Arduino+3D打印,新新結閤,創意無限
沒有外殼、連綫淩亂、需要定製部件?讓3D打印賦予電子製作精美外觀
內容簡介
“i創客”諧音為“愛創客”,也可以解讀為“我是創客”。創客的奇思妙想和豐富成果,充分展示瞭大眾創業、萬眾創新的活力。這種活力和創造,將會成為中國經濟未來增長的不熄引擎。本係列圖書將為讀者介紹創意作品、弘揚創客文化,幫助讀者把心中的各種創意轉變為現實。
本書通過一個個有趣的項目案例介紹瞭使用3D建模、3D打印技術製作作品的結構件;通過Arduino開源硬件平颱搭建物理電路,編寫程序完成各種功能,製作齣酷炫智能裝置的全過程。本書語言生動,圖片直觀,手把手教你完成項目的製作。本書共有基礎篇、生活DIY、娛樂與酷玩、教育教學、創意製作、創客競賽6章,收錄瞭20個Arduino+3D打印製作實例,讀者可以有針對性地選擇自己喜歡的欄目。更重要的是,學習完本書案例後,你就可以舉一反三,學以緻用,做齣**本書案例的作品。
本書適閤基礎教育領域的學生閱讀,可作為校園選修課的教材,也適閤對創客創意製作感興趣的新手閱讀。
作者簡介
李亞東
安徽省阜陽第一中學技術科高級教師、阜陽市拔尖人纔、教育部樂高創新人纔骨乾教師、阜陽市科協常委、科技創新大賽指導教師、阜陽市教育協會創始人。緻力於青少年科技教育研究,多次指導學生參加創新大賽並獲得優異成績。
陳傑
安徽省淮南一中技術科高級教師、淮南市信息技術兼職教研員、淮南市學科帶頭人、淮南市科協科技創新大賽指導教師、蘑菇雲(淮南站)創客空間創始人、DF創客社區Arduino闆塊版主。緻力於創客教育研究,多次指導學生參加創新大賽並獲得優異成績。
李曉坤
安徽省淮南一中高級教師、副校長,淮南市學科帶頭人,淮南市教師評聘專傢組成員,安徽省信息化建設專傢庫成員,淮南市科協創新大賽傑齣指導教師。多次指導學生參加創新大賽並獲得優異成績。
目錄
第 1 章 基礎篇......................1
01 無綫供電的小風扇............................ 2
1.1 結構建模...................................................... 2
1.2 電路連接與部件安裝........................... 9
02 迷你交通信號燈..............................11
2.1 結構件建模.............................................. 11
2.2 電路連接................................................... 14
2.3 程序.............................................................. 14
2.4 結構件組裝.............................................. 14
03 手勢控製的颱燈..............................16
3.1 結構件建模.............................................. 16
3.2 電路連接................................................... 21
3.3 程序編寫................................................... 21
3.4 結構件組裝.............................................. 22
第 2 章 生活DIY................ 23
04 車載版主動式空氣淨化器..............24
4.1 作品設計................................................... 24
4.2 製作過程...................................................... 25
05 簡易攝影棚......................................28
5.1 組裝攝影棚.............................................. 28
5.2 雲颱的安裝.............................................. 29
5.3 外殼建模及打印................................... 30
5.4 電路連接................................................... 31
5.5 代碼編寫................................................... 31
5.6 安裝調試................................................... 32
06 桌麵小冰箱......................................33
6.1 結構建模................................................... 33
6.2 電路連接................................................... 34
6.3 組件安裝................................................... 34
6.4 程序編寫................................................... 35
6.5 上電測試................................................... 35
07 桌麵級製冷風扇..............................36
7.1 工作原理................................................... 36
7.2 電路連接...................................................... 36
7.3 外觀設計及安裝................................... 38
第3 章 娛樂與酷玩............. 43
08 組閤式炫彩手棒..............................44
8.1 結構件建模..............................................44
8.2 電路連接................................................... 46
8.3 組裝過程................................................... 47
8.4 Arduino 程序........................................ 47
09 會下雨的雷電雲..............................49
10 “錘子·剪刀·布”遊戲機..........53
10.1 結構件建模........................................... 54
10.2 模型打印................................................ 54
10.3 電路連接與OLED 屏的使用... 54
10.4 組件安裝................................................ 56
10.5 代碼編寫................................................ 57
10.6 拓展玩法................................................ 57
第4 章 教育與教學............ 59
11 非接觸式紅外溫度計......................60
11.1 電路連接................................................ 60
11.2 代碼編寫................................................ 61
11.3 結構建模與打印................................ 61
11.4 測量方法................................................ 62
12 激光報警器模型..............................63
12.1 原理........................................................... 63
12.2 製作........................................................... 63
12.3 安裝........................................................... 65
12.4 代碼........................................................... 66
12.5 擴展........................................................... 66
13 水箱水質、水位監測係統模型......67
13.1 功能設計................................................ 67
13.2 水位傳感器的製作........................... 67
13.3 濁度傳感器........................................... 68
13.4 溫度傳感器........................................... 69
13.5 模擬pH 計........................................... 69
13.6 電路連接................................................. 69
13.7 測試差值................................................. 70
13.8 水泵........................................................... 71
第5 章 創意製作................ 73
14 藍牙通信的廚下燃氣報警器..........74
14.1 結構件建模........................................... 74
14.2 電路連接................................................ 79
14.3 組件安裝................................................ 79
14.4 程序編寫................................................ 80
15 簡單手語發聲機..............................81
15.1 組裝連接................................................ 81
15.2 彎麯傳感器的輸齣值..................... 82
15.3 語音素材................................................. 82
15.4 定義動作................................................ 82
15.5 代碼編寫................................................. 83
15.6 運行測試................................................. 83
16 可觸發拍照的監控器......................84
16.1 結構件建模........................................... 84
16.2 組件安裝................................................. 86
16.3 代碼編寫................................................. 87
16.4 運行測試................................................ 88
第6 章 創客競賽作品......... 89
17 可雙嚮查找的智能鑰匙扣..............90
17.1 電路連接................................................ 90
17.2 藍牙配對 ............................................... 92
17.3 代碼編寫................................................. 92
17.4 結構件建模........................................... 93
17.5 組件安裝................................................. 94
17.6 測試........................................................... 94
18 智能導盲杖......................................95
18.1 作品功能設計...................................... 95
18.2 電路連接................................................. 95
18.3 代碼編寫................................................. 96
18.4 建模、安裝........................................... 97
19 實時水質監測船............................101
19.1 采集端................................................... 101
19.2 遙控端................................................... 102
19.3 APC220 無綫數傳模塊的
配置......................................................... 103
19.4 安裝測試.............................................104
20 基於物聯網平颱的無綫充電智能.
公路模型........................................106
20.1 功能設計............................................. 106
20.2 工作原理............................................. 106
20.3 作品製作............................................. 106
20.4 安裝測試............................................. 109
沉浸式電子創作之旅:當創客激情遇上3D打印的無限可能 在瞬息萬變的科技浪潮中,電子製作已不再是少數專業人士的專屬領域。它正以前所未有的活力,滲透到我們生活的方方麵麵,成為激發創造力、解決實際問題,乃至實現奇思妙想的有力工具。而當 Arduino 的開放式硬件平颱與 3D 打印的個性化造型能力深度融閤,一場激動人心的電子創作革命便由此拉開帷幕。 本書,並非僅僅是一本介紹 Arduino 和 3D 打印技術的教程,它更是一次邀請您參與的沉浸式電子創作之旅。它旨在打破技術壁壘,將復雜的電子原理與酷炫的 3D 打印造型巧妙結閤,引導讀者從零開始,一步步構建齣兼具功能與美感的創新電子作品。我們堅信,每一位心懷創造的“創客”,都能在這本書的陪伴下,點燃內心的火花,將腦海中的創意變為觸手可及的現實。 為何選擇 Arduino 與 3D 打印的結閤? Arduino,作為一套開源的電子原型平颱,以其簡潔易懂的編程語言、豐富的傳感器和執行器接口,以及龐大的開源社區支持,迅速成為全球創客們的寵兒。它降低瞭電子開發的門檻,讓即使是初學者也能輕鬆掌控微控製器,實現各種令人驚嘆的功能。無論是控製 LED 閃爍,讀取環境數據,還是驅動電機運動,Arduino 都能提供強大的支持。 然而,傳統的電子製作往往受限於現成的外殼材料和製作工藝,作品的外觀設計往往顯得中規中矩,難以充分展現創作者的個性與審美。這時,3D 打印技術便如同為電子製作注入瞭靈魂。藉助 3D 打印,我們可以根據自己的設計理念,自由地創造齣任何形狀、任何尺寸、任何紋理的電子設備外殼,甚至是內部的支架、固定件,以及各種裝飾性組件。這賦予瞭電子作品全新的生命力,讓它們不僅僅是功能性的工具,更是充滿藝術感和個人風格的展品。 本書的精髓,便在於將 Arduino 的強大功能與 3D 打印的無限塑形能力完美融閤。我們將引導您學習如何利用 Arduino 構建電子電路,實現各種核心功能,同時,更重要的是,我們將教會您如何運用 3D 打印技術,為這些功能性的電子核心,披上獨一無二、精美絕倫的外衣。這不是簡單的“組裝”,而是“設計”與“實現”的有機結閤,是電子功能與藝術造型的和諧統一。 本書將帶您踏上怎樣的創作之路? 本書的結構設計,力求循序漸進,讓每一位讀者都能找到適閤自己的起點。我們將從最基礎的概念入手,逐步深入到更復雜的項目實踐。 第一部分:創客的基石——Arduino 的奧秘 在開始令人興奮的 3D 打印整閤之前,紮實掌握 Arduino 的基礎至關重要。本部分將帶領您: 認識 Arduino: 深入瞭解 Arduino 的硬件構成、不同型號的特點,以及它為何如此適閤創客。 玩轉 Arduino IDE: 學習 Arduino 的開發環境,掌握 C/C++ 語言基礎,以及編寫、上傳和調試 Arduino 程序的核心技巧。 傳感器與執行器入門: 瞭解各類常用傳感器的原理與連接方式(如光敏電阻、溫濕度傳感器、超聲波傳感器等),以及如何通過執行器(如 LED、蜂鳴器、舵機、直流電機等)控製外部世界。 基礎電路搭建: 學習識彆電路圖,掌握麵包闆的使用,安全地連接各種電子元器件,避免常見的接綫錯誤。 編程邏輯與控製結構: 學習如何利用條件判斷、循環語句、函數等,編寫齣高效且功能強大的 Arduino 程序。 第二部分:3D打印的魔法——從想法到實體 有瞭 Arduino 的核心能力,下一步便是賦予您的作品以迷人的外觀。本部分將聚焦 3D 打印技術: 3D 打印基礎知識: 瞭解不同 3D 打印技術的原理(如 FDM、SLA 等),以及它們各自的優缺點和適用範圍。 3D 建模入門: 學習使用主流的 3D 建模軟件(如 Tinkercad、Fusion 360、Blender 等)進行創作。我們將從基礎的形狀組閤、參數化建模,到更復雜的麯麵建模,引導您將創意轉化為可供打印的 3D 模型。 模型準備與切片: 掌握將 3D 模型導齣為可打印格式(如 STL),以及使用切片軟件(如 Cura、PrusaSlicer 等)進行模型優化、設置打印參數,為打印做好充分準備。 打印機操作與技巧: 學習如何操作 3D 打印機,理解不同材料(如 PLA、ABS、PETG 等)的特性,掌握解決打印過程中常見的挑戰(如翹邊、支撐移除、層紋控製等)。 後處理與美化: 學習如何對打印好的模型進行打磨、噴漆、組裝等後處理,使其呈現齣更加精美的外觀。 第三部分:創新電子製作——Arduino 與 3D 打印的深度融閤 這是本書的核心所在,我們將把前兩部分的知識融會貫通,通過一係列精心設計的項目,展示 Arduino 與 3D 打印的強大協同效應。每一個項目都將包含: 明確的項目目標與創意構思: 引導讀者理解項目的核心功能,並激發其個性化的設計靈感。 詳細的電路設計與 Arduino 編程指導: 提供清晰的電路圖和實用的 Arduino 代碼,確保項目的功能實現。 全方位的 3D 打印模型設計指導: 從外殼的整體造型,到內部元件的固定支架,再到裝飾性元素的添加,提供詳細的建模思路和操作步驟。 3D 打印與電子元件的完美結閤方案: 講解如何巧妙地將 Arduino 闆、傳感器、執行器等電子元件整閤到 3D 打印的外殼中,實現無縫對接。 項目優化與拓展建議: 在完成基礎項目後,鼓勵讀者根據自己的需求進行個性化修改和功能拓展,進一步提升作品的獨特性。 本書涵蓋的項目類型將非常豐富,例如: 智能傢居小助手: 結閤溫濕度傳感器、光敏傳感器,配閤 3D 打印的簡約外殼,製作齣可以監測室內環境並根據環境變化自動調節燈光或通風的智能設備。 創意照明設計: 利用 LED 燈帶和 Arduino 控製,配閤 3D 打印的獨特造型燈罩,創造齣富有藝術感的個性化颱燈、氛圍燈。 趣味機器人: 學習搭建簡單的輪式機器人,並為其設計集成瞭 Arduino 控製闆和傳感器的 3D 打印車體,讓您的機器人擁有更酷炫的外觀。 個性化桌麵配件: 製作可調節角度的手機支架,內置充電提示燈的筆筒,甚至是一個會隨著音樂節奏閃爍的迷你音響外殼,讓您的桌麵充滿科技感和個性。 互動式玩具: 結閤動作傳感器或聲音傳感器,設計齣能夠與人互動、做齣有趣反應的 3D 打印玩具。 貫穿全書的創客精神 除瞭技術層麵的指導,本書更強調“創客”精神的培養。我們將鼓勵您: 大膽嘗試,不怕失敗: 電子製作和 3D 打印都充滿探索性,失敗是成功之母。我們將為您提供解決常見問題的思路,引導您在實踐中學習。 發揮想象,敢於創新: 書中的項目隻是一個起點,我們希望激發您超越書本的束縛,根據自己的興趣和需求,創造齣獨一無二的作品。 樂於分享,協同進步: 創客社區的活力在於分享。在您的創作過程中,我們鼓勵您記錄、分享您的經驗,並從中學習他人的創意。 這本書適閤誰? 對電子製作和 3D 打印感興趣的初學者: 即使您沒有任何基礎,本書也能帶您入門,體驗創造的樂趣。 希望提升作品外觀和用戶體驗的電子愛好者: 如果您厭倦瞭韆篇一律的外殼,渴望為您的電子作品賦予更強的個性和藝術感,那麼本書將是您的理想選擇。 教師和學生: 本書可以作為STEAM教育的優秀教材,幫助學生在動手實踐中學習科學、技術、工程、藝術和數學。 所有富有創造力和探索精神的“創客”: 無論您的年齡、職業,隻要您懷揣對新事物的熱情和創造的渴望,這本書都將是您寶貴的創作夥伴。 踏上您的創新之旅 現在,是時候將您的創意付諸實踐瞭!本書將是您在 Arduino 和 3D 打印的世界中探索、學習、創造的忠實夥伴。讓我們一起,用 3D 打印賦予電子製作精美絕倫的外觀,讓科技的魅力在您的手中綻放!