Arduino &乐高创意机器人制作教程 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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高山 著

图书标签:

• Arduino
• 乐高
• 机器人
• STEM教育
• DIY
• 创客
• 电子制作
• 青少年
• 编程
• 动手实践

出版社： 清华大学出版社

ISBN：9787302453925

版次：1

商品编码：12183496

包装：平装

开本：16开

出版时间：2017-05-01

用纸：胶版纸

页数：191

正文语种：中文

内容简介

　　《Arduino &乐高创意机器人制作教程》使用全球领先的Arduino与乐高结合进行机器人制作，使学生能够巧妙地搭建机器人的机械结构；运用ArduBlock图形化语言进行程序编写，从而提升学生学习程序的兴趣；使用多种传感器制作不同功能的机器人，在制作过程中让学生学习机器人制作的相关知识。
　　《Arduino &乐高创意机器人制作教程》以授课的形式，通过大量的机器人实例和搭建配图讲解机器人机械结构搭建和程序设计知识。详细讲解齿轮、连杆等机器人基本机械结构的原理和应用，并且鼓励学生想象、思考，从而建构自己的机器人。
　　本书主要讲解Arduino的使用方法，包括一些电子电路知识、传感器的原理和知识，让学生在制作机器人的同时，理解和掌握更多的科学知识和原理。
　　《Arduino &乐高创意机器人制作教程》适用于有一定乐高积木搭建基础的机器人初学者和开源硬件Arduino的创意机器人开发人员，既可以作为机器人初学者的学习用书，也可以作为中小学教师校本机器人课程的参考教材。

作者简介

　　高山，北京市第二中学信息技术高级教师
　　北京市东城区信息技术学科带头人
　　北京市科技创新大赛十佳科技教师
　　北京市青少年机器人竞赛十佳教练员
　　2013年获全国信息技术优质课展评一等奖
　　2015年获第三届全国中小学机器人教学展评课一等奖
　　2014年高山老师出版的《乐高Ev3机器人初级教程》受到广大读者的喜欢，销量进入京东前500。

目录

第1课 神奇的Arduino
第2课 会发光的LED灯
第3课 高尔夫球手
第4课 探照灯
第5课 捕鼠器
第6课 智能温控风扇
第7课 胆小的蜘蛛
第8课 智能拐杖
第9课 智能竹节虫
第10课 避障机器人
第11课 循线小车
第12课 相扑机器人
第13课 会走路的机器人
第14课 太空运输机器人
第15课 红外遥控机器人
附录A 【我问你答】参考答案
附录B 搭建参考
表B-1 会发光的LED灯搭建步骤
表B-2 高尔夫球手搭建步骤
表B-3 捕鼠器搭建步骤
表B-4 智能温控风扇搭建步骤
表B-5 胆小的蜘蛛搭建步骤
表B-6 智能拐杖搭建步骤
表B-7 智能竹节虫搭建步骤
表B-8 红外遥控机器人搭建步骤
表8-9 机器人套装组件清单

精彩书摘

　　《Arduino &乐高创意机器人制作教程》：
　　第3课高尔夫球手
　　高尔夫球作为一项高雅绅士的运动（如图3��1所示），得到了很多人的喜爱。随着科技的发展，试想如果有一个高尔夫机器人陪你打高尔夫球，岂不是一件很有意思的事情！
　　图3��1打高尔夫球
　　课程目标
　　了解直流电机的工作原理；
　　理解分支结构程序的编程方法；
　　掌握按钮的使用方法。
　　任务描述
　　制作一个智能高尔夫机器人，它可以挥杆并击球，你可以通过一个按钮控制机器人的挥杆。
　　【动手制作】
　　1. 高尔夫球手手臂制作
　　手臂的制作直接利用直流电机连接十字轴，再连接球杆，球杆的搭建如图3��2所示。
　　图3��2机械手臂
　　知识点加油站
　　FansMaker使用的电机是直流电机，直流电机是指能将直流电能转换成机械能，使电机轴可以进行旋转的电机。如图3��3所示，FansMaker电机使用12V直流减速电机，转速为200r/min。
　　图3��3直流减速电机
　　2. 电机的安装
　　（1) 安装电机与电机底架
　　为了更好地将电机与积木零件安装到一起，先将电机与电机底架进行安装，如图3��4和图3��5所示。用两个长螺丝钉将电机和电机底架连接起来。
　　……

探索无限可能：Arduino与乐高积木的创意碰撞 你是否曾梦想将那些散落在角落的乐高积木赋予生命，让它们按照你的意愿舞动、感应、甚至思考？你是否对微控制器那充满魅力的代码指令感到好奇，渴望亲手创造出属于自己的智能装置？现在，这一切的想象都将变成触手可及的现实。这本教程，将引领你踏上一段融合了物理搭建与电子智慧的奇妙旅程，为你打开一个充满无限创意与探索乐趣的全新世界。 告别枯燥，拥抱趣味：学习的全新维度 我们深知，学习的过程不应是枯燥乏味的。因此，我们摒弃了传统的理论灌输和生硬的指令堆砌，而是将乐高积木那令人着迷的搭建乐趣与Arduino强大的控制能力巧妙地结合在一起。想象一下，你不再是埋头于厚重的技术手册，而是用自己搭建的乐高机器手臂，通过编写几行简单的Arduino代码，就能精准地抓取并移动物品；或者，你搭建的乐高小车，能根据光线传感器自动寻找明亮的地方，甚至避开障碍物。这种“所见即所得”、“动手即成果”的学习体验，将极大地激发你的学习热情和创造力，让你在玩乐中不知不觉地掌握复杂的电子和编程知识。 从入门到精通，系统化进阶：奠定坚实基础 本书并非浅尝辄止的表面介绍，而是为你精心设计的系统性学习路径。我们将从最基础的概念入手，逐步深入。 Arduino基础： 你将了解Arduino开发板的构成、核心功能，以及如何安装必要的软件环境（IDE）。我们会详细讲解Arduino的数字输入/输出（Digital I/O）、模拟输入（Analog Input）、PWM（脉冲宽度调制）等基本操作。通过一系列简单易懂的实验，你将快速掌握如何让Arduino“听懂”指令并做出响应。例如，如何让LED灯闪烁、如何读取按钮的按下状态、如何控制伺服电机的角度等。这些基础是构建更复杂项目的第一步，我们会确保你牢固掌握。 乐高搭建的艺术： 乐高积木的魅力在于其无限的组合可能性。本书将引导你理解乐高积木的结构特性，如何巧妙地利用各种齿轮、连接件、梁、轴等搭建出稳定且功能化的结构。我们会分享一些经典的搭建技巧，帮助你构建出能够实现运动、支撑、传动等功能的载体。你将学会如何将乐高搭建与电子元件进行机械上的连接，为你的创意作品打下坚实的物理基础。 传感器世界： 电子世界之所以“智能”，离不开对外部环境的感知。我们将逐一介绍各种常用的传感器，并教会你如何将它们接入Arduino。 光线传感器（Photoresistor）： 感受光线的明暗变化，让你的机器人能“看见”光明。 超声波传感器（Ultrasonic Sensor）： 测量距离，实现避障功能，让你的机器人不再“盲目”。 红外传感器（Infrared Sensor）： 检测物体，实现循迹或近距离感应，让你的机器人能“跟随”或“感知”靠近的物体。 声音传感器（Sound Sensor）： 捕捉声音的强度，实现对声音的响应，让你的机器人能“听见”你的指令。 温湿度传感器（Temperature and Humidity Sensor）： 检测环境的温度和湿度，为你的项目增加更多实用性。 等等…… 我们将深入讲解每种传感器的原理、接线方式以及在Arduino中的读取方法，并给出相应的应用实例。 执行器驱动： 机器人需要“行动”起来，这就离不开各种执行器。 直流电机（DC Motor）： 最基础的动力源，通过简单的驱动电路，你可以控制它的转动方向和速度。 伺服电机（Servo Motor）： 精准的角度控制，是实现机械臂、舵机等精细动作的关键。 步进电机（Stepper Motor）： 能够进行精确的步进运动，适合需要高精度位置控制的应用。 LED灯与蜂鸣器（LED & Buzzer）： 最直观的反馈方式，让你的机器人能够“发光”和“发声”，向你传达信息。 …… 你将学会如何为这些执行器提供稳定的电源，并通过Arduino代码精确地控制它们的行为。 乐高与Arduino的完美融合： 这才是本书的核心价值所在。我们将展示如何将前面学到的知识融会贯通。 机械结构设计： 如何将乐高积木搭建成合适的底盘、支架、传动装置，以容纳和驱动电子元件。 传感器集成： 如何在乐高结构上稳固地安装传感器，并确保它们能够准确地捕捉环境信息。 电机驱动与控制： 如何将电机集成到乐高结构中，并通过Arduino控制其运动，实现轮式移动、机械臂的伸缩、旋转等。 电路连接优化： 如何利用面包板、杜邦线等将Arduino、传感器、执行器进行高效且稳固的连接。 项目驱动，激发灵感：从实践中学习 理论的讲解固然重要，但真正的学习在于实践。本书为你精心准备了一系列循序渐进的项目，让你在搭建和编程中巩固所学，并激发出更多创意。 智能避障小车： 利用超声波传感器和直流电机，制作一辆能够自主感知前方障碍并进行转向的小车。你将学会如何读取距离数据，并将其转化为控制电机运动的指令。 光感循迹机器人： 结合光线传感器和直流电机，制作一个能够沿着预设路径（如黑线）前进的机器人。你将理解如何通过比较不同光线传感器的读数来判断方向。 自动开合的乐高门： 使用伺服电机和简单的按钮或传感器，制作一个能够自动开启和关闭的乐高“门”。这是一个很好的练习伺服电机精确控制的例子。 音乐盒机器人： 结合蜂鸣器和简单的逻辑判断，制作一个能够根据特定指令播放简单旋律的乐高机器人。 更具挑战性的项目： 随着你对Arduino和乐高搭建的熟悉，你还可以尝试更复杂的项目，例如： 乐高机械臂： 利用多个伺服电机和精巧的乐高结构，制作一个能够抓取和放置物体的机械臂。 遥控机器人： 结合蓝牙模块或无线通信模块，让你能够通过手机或其他设备远程控制你的乐高机器人。 环境监测站： 集成温湿度传感器，将你的乐高机器人变成一个能够实时监测和显示环境数据的装置。 不仅仅是制作，更是思维的训练 通过本书的学习，你将不仅仅是学会如何制作一个机器人，你还将获得： 强大的问题解决能力： 在制作过程中，你难免会遇到各种各样的问题。你需要学会分析问题，找出根源，并尝试不同的解决方案。这种能力将贯穿你的学习和生活。 逻辑思维和编程思维： Arduino编程需要严谨的逻辑和清晰的思维。你将学习如何将现实世界的问题抽象成计算机可以理解的指令，并用代码来解决问题。 创造力和创新精神： 乐高积木和Arduino的结合，为你提供了一个无限的创造平台。你可以将自己的想法付诸实践，设计出独一无二的作品。 耐心和毅力： 任何一项有意义的创造都需要耐心和坚持。你将在这个过程中学会如何克服困难，享受解决问题的成就感。 谁适合阅读本书？ 青少年爱好者： 对科学、技术、工程和数学（STEM）领域充满好奇，渴望动手实践的青少年。 教师和教育工作者： 寻找创新教学工具，希望在课堂上激发学生对编程和机器人技术的兴趣。 创客和DIY爱好者： 喜欢动手制作，希望将乐高积木和电子技术结合，创造出更多有趣作品的成年人。 初学者： 对Arduino和机器人技术完全陌生，但充满学习热情，希望从零开始系统学习的任何人。 本书的独特之处 无缝融合： 我们没有将乐高搭建和Arduino编程割裂开来，而是从一开始就强调两者之间的紧密联系。 详实易懂： 所有的概念讲解都力求通俗易懂，配以大量的图示和代码示例，确保读者能够轻松理解。 项目导向： 通过一系列精心设计的项目，将理论知识转化为实际应用，让学习过程充满乐趣和成就感。 循序渐进： 从最基础的知识点开始，逐步深入，确保不同程度的学习者都能找到适合自己的学习路径。 启发式教学： 鼓励读者在掌握基础知识后，大胆尝试自己的创意，将本书的知识转化为个性化的作品。 立即开始你的创意之旅！ 放下手机，告别屏幕前的被动接受，拿起乐高积木，插上Arduino，让我们一起用双手和智慧，点燃创意火花，创造属于你自己的智能世界！这本书不仅仅是一本教程，它是一把钥匙，为你开启一个充满无限可能的大门。准备好了吗？你的创意机器人，正等待着你的召唤！

评分☆☆☆☆☆

我是一名对STEAM教育领域颇有研究的教育工作者，一直致力于寻找能够激发学生创造力和逻辑思维能力的教学资源。在众多的电子制作和编程教程中，这本书无疑是一颗璀璨的明珠。它巧妙地将Arduino的嵌入式编程能力与乐高积木的搭建优势相结合，创造出了一条通往机器人制作的低门槛、高趣味性的道路。我尤其欣赏书中对项目设计的考量，每一个项目都围绕着一个明确的学习目标展开，并且循序渐进，从基础的LED闪烁到复杂的传感器交互，都能让学生在实践中逐步掌握核心概念。书中丰富的图文并茂的讲解，让抽象的编程指令变得具体形象，极大地降低了初学者，尤其是中小学生的学习难度。更重要的是，这本书强调的是“创意”二字，它鼓励学生在掌握基本制作方法后，进行个性化的改造和创新，培养学生的独立思考和解决问题的能力。我尝试着将书中提供的部分项目引入到我的课堂中，学生的参与度和积极性都得到了极大的提升。他们不再是被动地接受知识，而是主动地去探索、去创造，去享受将自己的想法变成现实的过程。这本书为STEAM教育提供了一个绝佳的实践范例，它不仅教授了技术，更点燃了学生们心中对科学探索的热情。

评分☆☆☆☆☆

说实话，我之前对DIY机器人这类东西没什么概念，觉得离我生活挺远的，可能需要很多专业知识。但最近因为工作原因，我需要学习一些关于智能硬件和物联网的基础知识，所以就抱着了解一下的心态，随便翻了翻这本书。没想到，这本书的内容真的给了我很大的启发。虽然它叫做“教程”，但它并没有那种死板的说教感。相反，它通过很多实际的机器人制作案例，展示了Arduino和乐高结合的无限可能。我看到了如何用Arduino控制乐高积木搭建的机械臂完成简单的抓取动作，如何利用传感器让机器人对环境做出反应，甚至还有一些关于物联网应用的基础展示。对我来说，最吸引人的是它展现了一种“玩中学”的学习方式。通过亲手组装和编程，我能够更直观地理解那些抽象的电子和编程概念。比如，书中关于传感器的数据读取和处理部分，我通过实际操作，一下子就明白了它的原理，这比单纯看书本理论要有效得多。而且，书中很多项目的设计都非常有创意，让我看到了将这些技术应用到实际生活中的潜力。这本书就像一把钥匙，为我打开了探索智能硬件世界的大门，让我觉得学习这些东西不再是枯燥的任务，而是一场充满乐趣的创造之旅。

评分☆☆☆☆☆

我是一名初中生，平时喜欢拆拆装装，对各种新奇的东西都很好奇。我接触过乐高，也知道Arduino，但从来没有想过把它们结合起来。说实话，一开始看到这本书的名字，我有点犹豫，觉得Arduino可能太难了，我一个小孩子能不能学会？但是我的父母鼓励我试试，说不定会有惊喜。结果，这本书真的给了我巨大的惊喜！它里面的项目设计得太棒了，一点都不枯燥。每一个机器人都有一个有趣的主题，比如会跳舞的机器人、会避障的小车、甚至还有一个可以根据光线自动调节亮度的台灯。最重要的是，书里的讲解非常容易理解，即使是那些我从来没接触过的电子元件，书中也配有清晰的图片和说明，让我能清楚地知道它们是干什么用的，以及怎么连接。而且，书中提供的代码也是经过精简和优化的，我只需要稍微修改一下，就能让我的机器人实现各种各样的功能。我最喜欢的是那个“追光灯”机器人，当我把它放在阳光下，它就会朝着有光的地方移动，就像有了自己的生命一样，太神奇了！通过这本书，我不仅学会了如何组装机器人，还对编程有了初步的认识，我发现原来编程可以这么有趣，可以让我创造出这么多好玩的东西。我一定会把书里所有的项目都做一遍，然后尝试自己设计新的机器人！

评分☆☆☆☆☆

哇，这本书简直是打开了我新世界的大门！我一直以来都对电子硬件和编程充满好奇，但总觉得它们遥不可及，特别是Arduino这种东西，感觉要懂很多数学和物理才能驾驭。乐高倒是从小玩到大，但总觉得它们只是一个静态的玩具，能组合出各种造型，但无法“活”起来。直到我看到了这本书，它的名字就深深吸引了我：“Arduino &乐高创意机器人制作教程”。我当时就在想，这会不会是将我一直以来接触不到的Arduino和从小就拥有的乐高结合起来？会不会让那些复杂的电子元件和简单的积木碰撞出奇妙的火花？我抱着试一试的心态买下了它，没想到，这真是我做过最正确的决定之一。从翻开第一页开始，我就被书中那些生动形象的图解和循序渐进的讲解吸引住了。作者没有直接抛出那些令人望而生畏的代码和电路图，而是从最基础的概念讲起，比如什么是Arduino，它能做什么，以及乐高积木的独特优势。更让我惊喜的是，书中并没有像我担心的那样，让我去购买一大堆昂贵的专业设备。它充分利用了我们家中可能就有的乐高积木，甚至是一些常见的电子元器件，让我感觉制作机器人不再是工程师的专属技能，而是普通爱好者也能轻松触及的乐趣。而且，通过书中的例子，我开始理解编程不再是枯燥的代码堆砌，而是赋予这些机器人生命和智慧的语言。我迫不及待地想动手尝试书中的每一个项目，去感受亲手制作一个会动的、会响应的机器人的成就感。

评分☆☆☆☆☆

对于我这样一个多年不碰电子技术，甚至连电路图都快忘光的老年人来说，这本书简直就是一股清流。我一直想找点什么事情来丰富我的退休生活，既能动手动脑，又能学点新东西。我看到这本书的封面，就觉得它充满了童趣和科技感，而且“创意机器人制作”听起来很有意思，就把当作一个尝试。刚开始翻阅的时候，我确实有些担心，毕竟Arduino听起来就很专业。但是，这本书的编写风格非常人性化。它就像一位耐心细致的老师，一步一步地引导我。比如，在介绍Arduino的接线时，它会用非常清晰的图示，告诉你哪个插孔接哪个元器件，甚至连元器件的正负极都标注得一清二楚，让我这种对电子原理不甚了了的人也能轻松上手。更让我赞赏的是，它并没有要求我一次性记住所有东西，而是将复杂的概念分解成一个个小单元，让我可以逐步学习和掌握。通过书中的教程，我不仅学会了如何连接和编程Arduino，还学会了如何利用乐高积木来搭建机器人的主体结构，将电子模块和机械结构巧妙地结合起来。我最近做了一个会唱歌的机器人，每次我按下按钮，它就会播放一段我选择的音乐，这让我感到非常满足和有成就感。这本书让我重拾了学习的乐趣，也让我感受到了科技的魅力。