创客三级跳(Arduino的项目式学习)/创客教育丛书

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出版者:人民邮电
作者:谢作如//吴俊杰
出品人:
页数:
译者:
出版时间:2017-08-01
价格:49.0
装帧:
isbn号码:9787115459060
丛书系列:
图书标签:
  • Arduino
  • Arduino
  • 创客
  • 项目式学习
  • STEM教育
  • 电子制作
  • 青少年
  • DIY
  • 创客教育
  • 硬件开发
  • 编程
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具体描述

创客三级跳(Arduino的项目式学习)/创客教育丛书 内容简介 本书是“创客教育丛书”系列中的一本,聚焦于通过项目驱动的方式,系统性地引导读者掌握Arduino微控制器的应用和编程技术。全书以循序渐进的实践路线图为核心,旨在将抽象的电子学原理和编程概念转化为具体、可操作的创新项目。 本书的目标读者是具备一定电子基础或编程入门经验,渴望通过动手实践深化理解的创客、教育工作者、工程师以及对物联网(IoT)和嵌入式系统感兴趣的爱好者。我们摒弃了传统教材中晦涩的理论堆砌,转而采用“提出问题—设计方案—搭建电路—编写代码—调试优化—成果展示”的完整项目流程,确保学习过程既富有挑战性又充满成就感。 全书内容严格围绕“三级跳”的学习进阶逻辑展开,分为三个主要部分:基础入门、核心应用与进阶探索。 --- 第一级:基础奠基与快速上手 本阶段的重点是帮助读者迅速熟悉Arduino生态系统,理解数字与模拟信号的基本概念,并掌握最核心的输入/输出控制。 1. 硬件环境搭建与初识 详细介绍Arduino的硬件架构,包括微控制器(如ATmega328P)、输入/输出引脚、电源管理和通信接口(UART, I2C, SPI)。内容涵盖开发板的选择(如Uno, Nano)、IDE(集成开发环境)的安装与配置,以及第一个“点亮LED”的经典程序——“Blink”的原理剖析与代码实现。强调安全操作规范和元件识别。 2. 数字输入与输出控制 深入讲解数字信号的逻辑状态(HIGH/LOW)及其在实际电路中的应用。通过“交通信号灯控制系统”项目,读者将学习如何使用`digitalWrite()`函数控制多个LED的顺序亮灭,并引入`delay()`函数对时间进行精确控制。同时,通过“按键输入与状态反馈”项目,掌握`digitalRead()`的使用,理解上拉/下拉电阻在按键电路中的作用,实现简单的开关逻辑控制。 3. 模拟世界的桥梁:PWM与ADC 本章是进阶的关键一步。详细解析脉冲宽度调制(PWM)的工作原理,它如何模拟出连续的电压变化。核心项目是“渐进式光照调节器”,使用`analogWrite()`函数控制伺服电机或高功率LED的亮度/角度,培养对模拟输出的直观理解。接着,介绍模数转换器(ADC),通过“光线感应亮度报警器”项目,使用电位器或光敏电阻(LDR)采集环境模拟量,并用`analogRead()`将其转化为数字值进行处理。 --- 第二级:核心模块集成与交互设计 在掌握了基础的I/O控制后,本阶段开始引入更复杂的外设和数据处理,重点提升人机交互能力和数据的有效展示。 4. 驱动与显示:步进电机与LCD/OLED 学习如何驱动需要较大电流的部件。本节详细讲解L298N电机驱动模块和ULN2003驱动模块的使用,并实现一个“两相步进电机精确角度控制系统”,这是机器人制作的基础。同时,引入字符型LCD(如1602)和OLED显示屏的I2C/SPI通信协议,实现项目状态的实时文字显示。项目示例:“温湿度数据可视化终端”(结合DHT11/DHT22传感器)。 5. 串口通信与调试工具 深入探讨Arduino与PC之间、以及Arduino与外部设备之间的数据交换机制——串口通信(Serial Communication)。讲解`Serial.print()`和`Serial.read()`的异步数据传输机制。重点应用在于“上位机数据监控系统”,利用Processing或Python编写简单的上位机界面,实时接收并图形化展示Arduino采集的数据,是调试和远程控制的关键技能。 6. 传感器数据融合与初步决策 本章侧重于处理多个传感器数据并作出复杂的决策逻辑。通过“智能避障机器人/自动巡航小车”项目,整合超声波测距传感器(HC-SR04)和红外循迹传感器,使用`if-else if-else`和`switch`语句构建多条件判断逻辑,实现硬件的自主导航与路径规划的初步尝试。 --- 第三级:进阶探索与物联网集成 本阶段将学习如何突破单机操作的限制,让Arduino具备联网能力,并探索更高级的编程技巧和系统优化。 7. 实时时钟(RTC)与数据存储 讲解如何利用DS1302或DS3231实时时钟模块,保证系统即使断电也能保持准确的时间记录。结合SD卡模块,学习FAT文件系统的基本读写操作,实现“数据记录仪(Data Logger)”项目,将采集到的环境数据(如温度、湿度、光照强度)按时间戳存储到外部存储卡中,便于离线分析。 8. 无线通信:从蓝牙到Wi-Fi 这是实现物联网连接的核心。本节将分别介绍HC-05/06蓝牙模块和ESP8266/ESP32 Wi-Fi模块的应用。 蓝牙应用: 实现“手机APP控制Arduino系统”,通过蓝牙协议传输指令,完成远程开关控制。 Wi-Fi应用: 重点学习如何利用ESP8266作为独立的Wi-Fi模块(或直接使用内置Wi-Fi的开发板),实现MQTT/HTTP协议接入云平台(如ThingsBoard或阿里云IoT)。核心项目是“远程环境监控与控制面板”,实现数据的上传和远程指令的接收。 9. 面向对象与程序优化 为应对复杂项目的需求,本书最后引入C++面向对象编程(OOP)的思想在Arduino环境中的应用,讲解类(Class)和对象(Object)的封装与继承。通过将传感器驱动、电机控制等功能抽象成独立的类库,读者将学会如何编写更模块化、更易于维护和扩展的大型项目代码。同时,探讨程序效率优化、中断(Interrupt)的使用和低功耗模式的设置。 --- 总结与特色 本书的每一章都以一个完整且实用的项目为目标,将理论知识无缝嵌入到实践操作中。我们强调“试错、调试、迭代”的创客精神,鼓励读者在遇到困难时查阅官方文档和社区资源。通过这“三级跳”的学习路径,读者将不再仅仅是硬件的组装者,而是能够独立设计、实现并优化具有实际应用价值的智能系统的创客。 本书包含的知识领域涉及: 数字电子基础、微控制器编程(C/C++)、传感器技术、电机驱动、无线通信协议(UART, I2C, SPI, Bluetooth, Wi-Fi/MQTT)、数据可视化与存储。

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目录信息

读后感

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**评价五** 《创客三级跳(Arduino的项目式学习)/创客教育丛书》这个书名,本身就极富吸引力,仿佛在召唤着每一个怀揣创造梦想的人。我一直对“创客”文化充满向往,那种用双手和智慧去创造、去改变的激情,是我非常渴望拥有的。而Arduino,作为这个领域的明星产品,自然是我学习的首选。书名中的“三级跳”这个概念,给我一种稳扎稳打、循序渐进的学习体验感,让我看到了通往精通之路的清晰路径。尤其吸引我的是“项目式学习”这个副标题,这完全符合我个人的学习习惯。与其死记硬背理论,我更喜欢在实践中学习,通过完成一个个项目来掌握知识和技能。我期待书中能够提供一系列设计精巧、难度适中的项目,能够带领我从零开始,一步步熟悉Arduino的方方面面,从基础的电路连接到复杂的代码编程,再到最终的创意实现。我相信,每一个项目都将是我成长的阶梯。此外,“创客教育丛书”的定位,也让我感受到这本书不仅仅是一本技术指南,更是一种对创新教育理念的实践和推广。我希望通过阅读这本书,我能够点燃内心的创造火花,掌握将想法变为现实的工具和方法,真正地完成从“想法”到“作品”的“三级跳”。

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**评价二** 刚看到《创客三级跳(Arduino的项目式学习)/创客教育丛书》这个书名,脑海里就浮现出一幅画面:一个充满活力和创造力的年轻人在实验室里,围绕着各种电子元器件和Arduino开发板,通过巧妙的设计和代码,让冰冷的机器焕发生机。这个书名本身就极具吸引力,尤其是“三级跳”的比喻,非常形象地传达了学习的渐进性和突破性。“创客”这个群体,他们的热情、创造力和解决问题的能力一直让我非常钦佩,而Arduino作为他们的“利器”,更是无数奇思妙想的载体。这本书主打“项目式学习”,这正是我一直在寻找的学习方式。比起枯燥的理论讲解,我更倾向于通过实际的项目来驱动学习,这样不仅能让知识点更加生动有趣,也能在实践中加深理解和记忆。我设想书中会包含一系列由浅入深的项目,从简单的LED闪烁,到复杂的传感器交互,再到可以连接网络的智能设备,每一个项目都将是一个小小的挑战,也是一次能力的飞跃。而“创客教育丛书”的定位,让我相信这本书不仅仅是技术手册,更蕴含着一套培养创新思维、解决问题能力和团队协作精神的教育理念。我期待这本书能为我打开一扇通往创客世界的大门,让我有机会将自己的创意变成现实,体验创造的魅力。

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**评价四** 当我在书架上看到《创客三级跳(Arduino的项目式学习)/创客教育丛书》时,我的第一反应是:这正是我一直在寻找的那本书!“创客”这个词自带的创造力、动手能力和解决问题的魅力,一直深深吸引着我,而Arduino更是实现这些想法的绝佳平台。书名中的“三级跳”这个比喻,实在是太贴切了,它准确地描述了学习过程中从入门到精通的三个关键阶段,让我对这本书的学习路径充满了信心。我一直认为,学习任何技术,特别是像Arduino这样与实践紧密结合的领域,最有效的方法就是“项目式学习”。这种方式能够让学习者在解决实际问题的过程中,将理论知识转化为技能,并在反复的实践中不断巩固和提升。我非常期待书中能够提供一系列具有代表性、能够激发灵感的项目,从基础的电子元件控制,到更复杂的传感器应用,甚至是物联网的初步探索,每一个项目都能让我感受到创造的乐趣和成就感。而“创客教育丛书”这个定位,更是让我看到了这本书在理念上的深度,它不仅仅是技术的传授,更是一种对创新精神和实践能力的培养。我相信,通过这本书的指引,我不仅能掌握Arduino技术,更能培养出独立思考、解决问题以及将创意变成现实的能力,为我的创客之路注入强大的动力。

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**评价十** 当我看到《创客三级跳(Arduino的项目式学习)/创客教育丛书》这个书名时,我的好奇心被立刻勾起。“创客”这个词汇本身就充满了创造力和探索精神,而Arduino作为开源硬件的代名词,更是无数创客梦想的起点。我一直对如何将抽象的创意转化为具体的电子作品充满了向往,而书名中的“三级跳”则非常形象地描绘了学习过程的进阶性,给我一种有章可循、逐步提升的信心。最吸引我的是“项目式学习”的理念,这正是我在学习技术时所偏爱的模式。通过参与实际的项目,我能够将理论知识融入实践,并在解决问题的过程中不断加深理解和提升技能。我期待书中能够提供一系列精心挑选的、具有代表性的Arduino项目,这些项目能够涵盖从基础知识到高级应用的各个层面,让我能够在完成每一个项目后都获得成就感和技能的提升。同时,“创客教育丛书”的标签,也让我看到了这本书在教育理念上的独到之处,它不仅仅是技术指导,更是一种对创新思维、实践能力和解决问题能力的培养。我相信,这本书将是我学习Arduino、迈向创客之路的绝佳启蒙和指引。

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**评价三** 《创客三级跳(Arduino的项目式学习)/创客教育丛书》这个书名,一下子就抓住了我的注意力。我一直对那些能够将想法变成实际作品的人充满敬意,他们是真正的“创客”。而Arduino,作为开源硬件的代表,更是让无数普通人有机会接触到电子世界,实现自己的创造梦想。书名中的“三级跳”,给我的感觉是一种有计划、有步骤的学习过程,而不是零散的知识点堆砌。它暗示着,通过这本书的学习,能够从一个初学者,逐步成长为能够独立完成复杂项目创客。副标题“Arduino的项目式学习”,更是让我看到了这本书的核心价值。我一直认为,学习编程和电子技术,最有效的方式就是通过项目来实践。理论知识固然重要,但只有在实际操作中,才能真正理解概念,掌握技巧,并学会如何将它们应用到解决实际问题中。我期待书中能够提供一系列精心设计的项目,每个项目都能涵盖不同的知识点和技术难点,并且能够循序渐进,让我在完成每一个项目后都能有所收获,能力得到提升。同时,“创客教育丛书”的标签,让我觉得这本书不仅是关于技术,更是一种关于创新、关于实践、关于如何去教育和培养下一代创客的理念。我希望这本书能成为我学习Arduino的“宝典”,为我的创客之路奠定坚实的基础,助我完成那关键的“三级跳”。

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**评价九** 《创客三级跳(Arduino的项目式学习)/创客教育丛书》这个书名,瞬间就点燃了我内心深处的学习热情。我一直对“创客”所展现出的那种将奇思妙想变为现实的动手能力和创造力充满敬佩,而Arduino正是实现这些想法的绝佳工具。书名中的“三级跳”给我一种非常直观的学习规划感,它暗示着这本书提供了一个从入门到精通的完整学习路线,让我看到了通过努力可以达到的目标。我尤其看重“项目式学习”这一核心内容,在我看来,这是学习编程和电子技术最有效的方式。通过实际的项目来驱动学习,能够让知识点变得生动有趣,也更能帮助我理解和掌握复杂的技术。我期待书中能够包含一系列由浅入深的Arduino项目,这些项目能够逐步引导我掌握硬件操作、软件编程以及两者之间的协同配合。从简单的LED闪烁到更复杂的传感器数据采集和控制,每一个项目都能成为我学习道路上的一个阶梯。同时,“创客教育丛书”的定位,也让我相信这本书不仅仅是技术的传授,更包含了对创新精神、解决问题能力以及实践能力的培养。我希望这本书能成为我学习Arduino的“敲门砖”,让我能够自信地迈出“创客三级跳”的第一步,并最终实现我的创造梦想。

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**评价一** 这本书的书名《创客三级跳(Arduino的项目式学习)/创客教育丛书》光听着就充满了力量和前进的动力。我一直对“创客”这个词非常着迷,它代表着一种动手实践、解决问题的精神,也意味着创造和探索的无限可能。而“三级跳”这个比喻更是精准地描绘了学习的过程:从基础入门,到进阶提升,再到最终的融会贯通,每一步都充满挑战,但每一步又都踏实有力。这本书的副标题“Arduino的项目式学习”更是让我看到了它强大的实用性。Arduino作为目前最流行、最易用的开源硬件平台之一,为创客爱好者提供了极大的便利。我一直想系统地学习Arduino,但市面上资料繁杂,不知从何下手。这本书似乎提供了一个清晰的学习路径,通过项目驱动,让我在实践中学习理论,在解决问题的过程中掌握技能。我尤其期待书中能有一些经典且有代表性的项目,能够让我从零开始,一步步搭建出令人惊叹的作品,真正感受到创造的乐趣。同时,“创客教育丛书”的定位也让我觉得这本书不仅仅是技术教程,更蕴含着一种教育理念,一种培养创新思维和实践能力的方法论。我希望通过这本书,我不仅能学会使用Arduino,更能培养出解决复杂问题的能力,甚至激发我将创意转化为现实的勇气。我对这本书充满了期待,相信它会成为我创客学习道路上不可或缺的伙伴,指引我完成那关键的“三级跳”。

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**评价七** 《创客三级跳(Arduino的项目式学习)/创客教育丛书》这个书名,让我立刻联想到一种充满活力和不断进步的学习过程。“创客”本身就代表着创造力和动手实践的精神,而Arduino作为这个领域的核心工具,更是为无数创意提供了实现的可能。书名中的“三级跳”,给我一种清晰的学习路径和目标感,让我看到从初学者到能够独立完成项目的蜕变过程。我尤其喜欢“项目式学习”的理念,这正是我一直以来所追求的学习方式。与其孤立地学习理论知识,我更倾向于在项目中体验学习的乐趣,并在解决实际问题的过程中掌握技能。我期待书中能够提供一系列循序渐进的项目,这些项目能够覆盖Arduino的基础知识,并逐步引入更高级的应用,例如传感器集成、通信协议、甚至简单的物联网应用。每一个项目都应该是一个小小的挑战,也是一次能力的飞跃。同时,“创客教育丛书”的定位,也让我相信这本书不仅仅是技术的讲解,更蕴含着一种教育智慧,一种如何培养创新思维和实践能力的方法论。我希望通过这本书,我能够真正地掌握Arduino,并将我的创意付诸实践,完成那意义非凡的“三级跳”。

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**评价六** 当我第一次看到《创客三级跳(Arduino的项目式学习)/创客教育丛书》这个书名时,就被它所传达出的积极进取的学习精神所吸引。“创客”代表着一种创造、探索和解决问题的态度,而“三级跳”则象征着学习过程中不断超越自我的过程。我一直对如何利用Arduino来实现各种创意项目充满了好奇,但市面上纷繁复杂的资料常常让我感到无从下手。这本书的副标题“Arduino的项目式学习”,恰恰解决了我的困扰。我坚信,项目式学习是掌握一项新技能最有效的方式之一。通过亲手搭建项目,能够将抽象的理论知识转化为具体的实践操作,并且在解决实际问题的过程中,能够加深对概念的理解,培养独立思考和解决问题的能力。我非常期待书中能够提供一系列精心设计的项目,这些项目不仅能涵盖Arduino的基础知识,更能展示其强大的应用潜力,让我能够逐步提升自己的技能水平,从入门到精通,完成那关键的“三级跳”。而“创客教育丛书”的定位,更是让我看到了这本书在教育理念上的深度,它不仅仅是技术指导,更是一种对创新能力和实践精神的培养。我相信,这本书将是我开启创客之旅的理想伙伴。

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**评价八** 这本书的书名《创客三级跳(Arduino的项目式学习)/创客教育丛书》让我眼前一亮。“创客”这个词汇所代表的创造力、动手能力和解决问题的精神,一直是我非常欣赏的。而Arduino,作为开源硬件的代表,更是为无数的创意提供了实现的平台。我一直渴望能够深入了解Arduino,并通过项目来实践我的想法,但总是苦于找不到一条清晰的学习路径。而“三级跳”这个比喻,恰恰点出了学习过程中需要经历的三个关键阶段,它意味着一种循序渐进、层层递进的学习方式,让我对掌握Arduino充满了信心。我特别看重“项目式学习”这一点,因为它能够将理论知识与实践操作紧密结合,让学习过程更加生动有趣,也更容易将知识内化。我期待书中能够提供一系列精心设计的项目,从基础的电子元件控制,到更复杂的交互式系统,每一个项目都能让我感受到学习的乐趣和进步。此外,“创客教育丛书”的定位,也让我看到了这本书的教育意义,它不仅仅是教授技术,更是传授一种创新思维和解决问题的能力。我相信,通过这本书的指引,我能够顺利完成我的“创客三级跳”,将我的创意想法变成现实。

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