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出版者:McGraw-Hill/TAB Electronics

作者:Thomas Petruzzellis

出品人:

页数:428

译者:

出版时间:2004-12-1

价格:USD 29.95

装帧:Paperback

isbn号码:9780071447249

丛书系列:

图书标签:

• 电子牛
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• 电路基础
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创客的起点：从零开始构建你的电子制作工坊 一本旨在激发无限创造力、提供系统化实践指导的电子制作入门指南。 在这个数字化浪潮席卷一切的时代，亲手将理论转化为实际的电子设备，不再是专业工程师的专利。《创客的起点：从零开始构建你的电子制作工坊》 是一本专为电子技术爱好者、学生以及希望通过实践掌握硬核技能的初学者量身打造的深度指南。它彻底摆脱了晦涩难懂的理论堆砌，以实战驱动，引导读者从零开始，建立起一个功能完备、效率至上的个人电子制作工作室。 本书的核心理念是：“构建知识体系，而非仅仅堆砌工具。” 我们深知，一个高效的工作坊是优秀作品诞生的温床。因此，本书的结构精心设计，旨在为你提供一个全面、可扩展的路线图，涵盖了从基础概念理解到复杂项目实现的每一个关键环节。 第一部分：工作坊的蓝图——规划与基础建设 在动手之前，清晰的规划是成功的基石。本部分将引导你像专业人士一样思考工作坊的布局和基础配置。 1.1 空间评估与人体工程学设计： 如何根据有限的空间（无论是宿舍的一角还是车库的一隅）设计出最符合人体工程学的布局？我们将深入探讨工作台的高度、照明条件（色温与显色指数的重要性）、工具的取用逻辑，以及如何设置一个能让你长时间专注而不会感到疲劳的工作环境。这不仅仅是美观问题，更是效率与健康的关键。 1.2 工具箱的哲学：从必需到精进： 我们不会简单地罗列一份购物清单，而是提供一个“分阶段升级”的工具采购策略。 入门级核心装备解析： 详细介绍烙铁（恒温与调温的选择、不同烙头的使用场景）、万用表（测量精度与安全规范）、热风枪的初次使用与安全注意事项。 精度与效率提升工具： 深入探讨数字示波器的基础操作（探头补偿、触发设置、波形捕获）、可编程直流电源的使用技巧，以及精密镊子和助焊剂的选择对焊接质量的影响。 3D打印与外壳定制： 介绍如何将工作坊扩展到机械结构设计领域，基础的CAD软件选择（如Fusion 360入门）以及FDM打印机在电子项目中的应用，包括支撑结构优化和材料选择。 1.3 安全守则：保护你的电路和自己： 电子制作涉及高压、高温和化学品。本章将提供严格的安全操作流程，包括静电防护（ESD）的重要性、安全接地、化学品存储与废料处理规范，确保你的创作过程万无一失。 第二部分：电子学的基石——从原理到实践 理论是指导实践的地图。本部分将用最直观的方式，帮助你建立起坚实的电子学基础，并立即应用于实际操作中。 2.1 电路基础的直观理解： 我们跳过枯燥的数学推导，专注于概念的物理意义。通过对电压、电流、电阻、电容、电感等基本元件的“触摸式”理解，解释它们在电路中的真实作用。例如，如何通过一个简单的RC电路观察时间常数的物理表现。 2.2 元件识别与数据手册解读： 掌握阅读数据手册的能力是独立解决问题的关键。我们将精讲如何快速定位关键参数（如最大额定电压、工作温度范围、封装类型），并讲解常见SMD（表面贴装器件）和通孔（Through-hole）元件的识别与处理技巧。 2.3 焊接艺术：从新手到大师： 焊接是电子制作的“书法”。本章是全书的重点之一。 通孔焊接精修： 针对初学者的常见问题（虚焊、桥接）提供针对性解决方案，并介绍助焊剂的使用哲学。 SMD焊接实战： 详细演示使用热风枪进行元件级替换，以及使用热转印法制作小型PCB（覆铜板）的技巧。 返工与修复： 如何安全地拆除损坏的元件而不损伤PCB走线。 2.4 基础电路构建：面包板到PCB： 从最基础的电阻分压器，到复杂的功能模块（如运放电路），我们将指导读者如何在面包板上快速验证电路，并逐步过渡到使用KiCad或EasyEDA等工具进行原理图绘制和PCB设计。我们强调“先仿真，后焊接” 的严谨流程。 第三部分：嵌入式系统的核心——微控制器与固件开发 现代电子制作的灵魂在于嵌入式系统。本部分将聚焦于目前最主流的开发平台，并引导你掌握软件与硬件协同工作的能力。 3.1 平台选择与环境搭建： 本书将深入剖析Arduino、树莓派（Raspberry Pi）以及STM32等主流平台的优缺点及适用场景。重点指导读者完成编译环境（IDE、编译器、库管理器）的搭建，确保软硬件环境一步到位。 3.2 固件编程入门与调试： 这不是一本单纯的编程书，而是侧重于“电子交互”的编程实践。 输入/输出（I/O）控制： 如何精确控制数字和模拟信号，实现对外部世界的感知与反馈。 传感器接口与数据采集： 详细介绍I2C、SPI、UART等通信协议的实际应用，并以温湿度传感器（如DHT系列）和运动传感器（如MPU6050）为例，讲解如何高效地从传感器读取稳定数据。 中断服务与实时性： 理解中断机制对于需要精确时间控制的项目（如电机控制或信号处理）的极端重要性。 3.3 调试的艺术：超越“打印”： 当代码运行不符合预期时，如何快速定位问题？本书将教授如何利用万用表、示波器配合调试程序（如使用Serial Monitor的高级技巧、步进调试）来诊断软硬件问题，区分是程序逻辑错误还是硬件连接错误。 第四部分：项目驱动的实践案例与进阶主题 理论最终要通过实践来固化。《创客的起点》提供了三个循序渐进的综合性项目，每个项目都代表了工作坊能力的一个重要里程碑。 4.1 项目一：精密数字温湿度记录仪（基础数据采集与显示）： 侧重于传感器驱动、LCD/OLED显示屏的I2C通信，以及基础的非易失性存储（EEPROM）应用。 4.2 项目二：可编程信号发生器（模拟与数字的结合）： 挑战使用PWM（脉冲宽度调制）技术生成特定波形，结合D/A转换（如果适用），并用按键矩阵进行参数设置，锻炼用户界面（UI）设计能力。 4.3 项目三：基于Wi-Fi的物联网环境监测站（网络连接与云端交互）： 将微控制器（如ESP32/ESP8266）接入网络，学习MQTT协议或HTTP请求，将收集到的环境数据上传至本地服务器或公共云平台，实现远程监控。这部分会涵盖网络调试的基础知识和安全连接的注意事项。 4.4 工作坊的未来：进阶探索方向： 本书的最后一部分展望了创客们可以继续深耕的领域，包括： PCB设计深化： 多层板、阻抗匹配基础概念。 RF（射频）技术简介： 基础的无线通信模块（如LoRa, BLE）的集成应用。 故障排除的系统化方法论： 如何构建个人的“电子故障排除知识库”。 《创客的起点：从零开始构建你的电子制作工坊》 承诺为你提供一个坚实、实用且富有启发性的起点。它不仅仅是一本关于如何制作电子设备的说明书，更是一份关于如何建立一个能够持续学习、不断突破的个人技术中心的路线图。拿起你的烙铁，让我们一起将想法变为现实。

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作为一名已经摸索了电子制作一段时间，但总感觉技术瓶颈难以突破的人来说，这本书提供了一种全新的、更注重实践工程思维的视角。我过去常常陷入“元件堆砌”的误区，看到一个酷炫的功能模块，就想方设法把现成的模块拼凑起来，但对模块内部的逻辑和连接要求知之甚少。这本书的结构设计非常注重“自底向上”的构建过程。它没有直接跳到微控制器（如Arduino或树莓派）的应用，而是花了大量篇幅去巩固基础元件的行为，比如二极管的单向导通、继电器的隔离作用，以及运算放大器的基础应用。这种对“原子级”元件理解的深入，使得我在后续接触更高级的集成电路时，能够迅速洞察其工作原理，而不是仅仅依赖于芯片的数据手册。我特别喜欢它在电源管理部分的处理。通常这类书籍对电源处理一带而过，但这本书详尽地介绍了去耦电容的重要性、不同地线处理方式对噪声的影响，甚至还涉及到了简单的线性稳压电路的设计。这让我的项目稳定性得到了极大的提升，不再是那个“一敲打就死机”的脆弱原型了。这本书的价值在于，它将电子制作从“搭积木”提升到了“设计”的层面，强调了稳健性和可靠性，这对于任何想要严肃对待电子项目的爱好者来说，都是极其宝贵的知识财富。

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如果用一个词来概括这本书对我最大的触动，那就是“实用主义的浪漫”。它没有空谈未来科技的宏大愿景，而是脚踏实地地聚焦于“此刻，你就能用手边的工具创造出什么”。我最欣赏的是书中对“低成本”和“高效率”的平衡把握。很多电子制作的教程依赖于昂贵的专用设备或最新的芯片，这无疑设置了很高的入门门槛。而这本书的内容似乎是经过精心筛选的，它优先选择那些使用最常见、最容易获取的元件来演示核心概念，比如用最基础的555定时器来构建几乎所有常见的振荡和延时电路。这种专注性使得读者不需要为购买一堆用一次就束之高阁的专用IC而烦恼。此外，作者的写作风格带着一种成熟的幽默感，让阅读过程非常轻松愉快。例如，在解释热噪声时，他可能会提到“这就像电子在你的电路里开派对一样吵闹”，这种拟人化的描述一下子拉近了读者与抽象物理现象的距离。这本书的价值不在于它包含了最前沿的知识，而在于它为你提供了一套健壮、可迁移的、能够让你持续探索下去的方法论。它最终塑造的不是一个只会复制教程的制作人，而是一个能独立思考、解决实际问题的“创客”。

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坦白讲，市面上介绍电子制作的书籍汗牛充栋，但很多要么过于学术化，充斥着傅里叶变换和拉普拉斯变换，让我这种纯粹的业余爱好者望而却步；要么就是只关注于几个花哨的“成品”教程，做完后你拆开来看，却对背后的原理一无所知，下次遇到新问题立马就抓瞎了。这本书巧妙地避开了这两个极端。它在理论讲解上把握了一个绝佳的平衡点——足够解释“为什么这样接线会工作”，但又绝不会让你沉浸在深奥的数学模型中迷失方向。举个例子，当它讲解电容的充放电特性时，它不是直接扔出一堆微分方程，而是用一个非常形象的“水桶”模型来比喻，让你直观地理解时间和电压的关系。更让我欣赏的是，它对“故障排除”这个环节的重视程度。书中专门辟出一章来讨论“当你的电路不工作时该怎么办”，这简直是救星！我第一次尝试制作一个晶体管开关时，怎么接都点不亮负载，急得我团团转。按照书里提供的检查清单，从电源极性到虚焊点，一步步排查，最后发现只是一个元件放反了方向。这种系统性的排查方法，比随便上网搜一个模糊的“为什么我的电路不工作”要高效得多。这本书真正教会了如何像一个真正的工程师那样去思考和调试，这比学会焊接本身更有价值。

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这本书的阅读体验，与其说是阅读，不如说是一场沉浸式的实验。它的内容组织逻辑非常注重项目驱动和知识点的穿插。它不会让你感觉像是在读一本冷冰冰的教科书，而是更像一本详尽的项目日志，记录了如何从一个模糊的想法，通过一系列可验证的步骤，最终实现一个功能完备的装置。例如，在介绍传感器接口时，它不仅仅是告诉你如何读取一个模拟信号，而是会深入讲解信号的采集频率、量化误差以及如何通过软件滤波来改善信噪比。这对于追求精度和性能的读者来说，无疑是极大的吸引力。我发现书中很多示例项目都巧妙地融合了机械、光学或声音等跨学科元素，使得最终的作品更有趣、更具实用性。例如，它教你如何构建一个基于光敏电阻的环境亮度自动调节系统，其中对光电二极管响应速度和线性度的讨论，展现了作者深厚的实践经验。再者，这本书对“工具的延伸”也有独到的见解。它推荐了一些性价比极高且功能强大的替代工具，并且教会读者如何利用软件仿真工具（比如一些基础的SPICE模拟器）来验证设计，而不仅仅是依赖物理焊接。这种对效率和验证流程的强调，极大地缩短了从设计到实现的时间周期，让学习过程充满了即时反馈的乐趣。

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这本关于电子制作的书籍，光是翻开封面就能感受到那种扑面而来的动手热情。我一直对电路板上的那些精巧元件和复杂的线路图充满好奇，但总觉得无从下手，很多工具和术语都像是外星语。这本书给我的感觉就像是一位经验丰富、耐心十足的导师，一步步把我从零基础的门槛领进了电子制作的世界。它没有一上来就抛出一堆晦涩难懂的理论，而是非常务实地从“你需要准备什么”开始讲起。从最基础的烙铁如何正确持握和使用，到万用表各种档位的实际意义，讲解得细致入微，简直是手把手教学。尤其是关于安全操作的部分，强调得非常到位，这对于初学者来说至关重要，让人在探索未知时心里踏实不少。我记得书里介绍如何识别电阻的色环，那部分内容设计得非常巧妙，通过生动的比喻和图示，让原本枯燥的记忆过程变得有趣且不易忘记。接着，它引入了一些非常基础的小项目，比如制作一个简单的LED闪烁电路。这个过程不仅教会了我焊接的技巧，更重要的是，让我亲眼见证了电能如何通过我的双手转化为可见的、可交互的功能，那种成就感是看视频教程完全无法比拟的。书中的排版和插图质量也值得称赞，布局清晰，关键步骤的放大图清晰可辨，即便是面对密密麻麻的元件时，也能迅速定位焦点。这本书真正做到了“授人以渔”，它不仅仅是教我做几个特定的项目，而是建立起一个扎实的电子学思维框架，为后续更复杂的探索打下了坚实的基础。

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