Arduino+3D打印创新电子制作2

Arduino+3D打印创新电子制作2 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

李亚东,陈杰,李晓坤 著
图书标签:
  • Arduino
  • 3D打印
  • 电子制作
  • 创客
  • DIY
  • 开源硬件
  • 项目实战
  • 嵌入式系统
  • 创新设计
  • 电子爱好者
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出版社: 人民邮电出版社
ISBN:9787115484079
版次:1
商品编码:12385006
包装:平装
丛书名: i创客
开本:16开
出版时间:2018-07-01
用纸:胶版纸
页数:110
正文语种:中文

具体描述

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
《创想无限:Arduino与3D打印的奇妙融合》 在科技飞速发展的今天,创意与实现的距离从未如此之近。当低成本、开源的Arduino微控制器遇上个性化、高精度的3D打印技术,一种全新的创作模式便应运而生,为所有热爱探索、乐于动手的人们打开了通往无限可能的大门。这不仅仅是两种技术的简单叠加,更是思想火花的碰撞,是想象力转化为实体作品的强大引擎。 本书,《创想无限:Arduino与3D打印的奇妙融合》,正是为引领您踏上这段激动人心的创新之旅而精心打造。我们并非要讲述已经存在的、被前人探索过的具体项目,而是致力于为您提供一套全新的思维框架、一套通往原创性作品的系统方法。我们相信,真正的创新源于对基础原理的深刻理解,源于对不同领域知识的融会贯通,更源于一种敢于突破、勇于实践的精神。 第一部分:智慧之芯——Arduino的深度解析与应用潜力 Arduino,这个名字已经成为电子创客世界的代名词。它以其易学易用、开源免费的特性,极大地降低了电子制作的门槛,让硬件编程不再是少数专业人士的专属技能。在本书的第一部分,我们将带领您深入Arduino的世界,但并非停留在“点亮LED”这样基础的演示层面。 超越基础:深入理解Arduino的硬件架构与工作原理。 我们将从微控制器(MCU)的核心指令集、内存管理、中断机制等更深层次的角度去理解Arduino的运行逻辑。这有助于您在面对复杂项目时,能够更有效地优化代码,解决性能瓶颈,甚至能够为特定应用进行硬件的二次开发。 传感器与执行器的智慧对话:构建感知与行动的桥梁。 Arduino的魅力在于能够连接海量的传感器,感知周围的世界,并驱动各种执行器,实现对环境的控制。本书将重点探讨如何根据不同的项目需求,选择最适合的传感器(如温湿度传感器、光敏传感器、超声波传感器、加速度传感器、GPS模块等)和执行器(如直流电机、舵机、步进电机、继电器、LED矩阵等)。我们不仅仅是列举它们的连接方式,更会深入分析它们的选型原则、工作特性、以及在不同工作环境下可能遇到的问题和解决方案。您将学会如何根据传感器读数的变化,设计出复杂的多阶段响应机制,如何精确控制执行器的运动轨迹和力度,从而实现更智能、更精细的互动。 通信协议的奥秘:连接与协作的无限可能。 现代电子系统越来越倾向于互联互通。我们将详细讲解Arduino常用的通信协议,如UART(串口通信)、SPI、I2C,并着重于如何在多个Arduino模块之间、或Arduino与PC、服务器之间实现可靠的数据交换。您将学会如何设计一个分布式传感网络,如何让不同的Arduino设备协同工作,甚至如何利用WiFi、蓝牙模块实现无线数据传输,为物联网(IoT)项目的构建打下坚实基础。 软件设计的艺术:从逻辑到代码的优雅转化。 Arduino的编程语言(基于C/C++)是实现创意的载体。本书将引导您学习更高级的编程技巧,如面向对象编程思想在Arduino中的应用、状态机设计模式、实时操作系统(RTOS)在嵌入式系统中的简要介绍和实践思路。我们将鼓励您编写模块化、可重用、易于维护的代码,为未来更大、更复杂的项目奠定良好的软件基础。 第二部分:塑形大师——3D打印的创意边界与工程实践 3D打印技术,俗称增材制造,正以其颠覆性的能力改变着制造业、设计业乃至我们日常的生活。它将数字模型转化为实体物件的过程,是实现创意最直接、最自由的方式。本书的第二部分,将聚焦于3D打印的创意应用与工程实现。 从概念到模型:3D建模软件的智能运用。 我们将超越简单的参数化建模,引导您掌握更具艺术性和工程性的建模技巧。您将学习如何使用主流的3D建模软件(如Fusion 360, SolidWorks, Blender等)来设计功能性的零件、精密的结构,以及具有美学价值的外观。重点将放在如何设计出易于3D打印、兼顾强度与细节的模型,包括考虑支撑结构、壁厚、倒角、圆角等关键参数。您将学会如何根据Arduino组件的尺寸和安装需求,精确绘制外壳、支架、定制化的传感器底座等。 打印材料的科学:选择与优化。 PLA、ABS、PETG、TPU… 3D打印材料种类繁多,特性各异。本书将详细分析不同材料的物理性能、化学稳定性、打印难度以及适用场景。您将学会如何根据您的项目需求(如强度、柔韧性、耐温性、食品安全等),选择最合适的打印材料,并掌握针对不同材料的最佳打印参数设置,例如温度、速度、层高、填充密度等,以获得最佳的打印质量和零件性能。 打印工艺的精进:质量与效率的平衡。 3D打印机的性能和设置对最终成品至关重要。我们将探讨影响打印质量的关键因素,如层纹、翘边、漏层、打印精度等,并提供系统性的解决方案。您将学习如何优化切片软件(如Cura, PrusaSlicer)的设置,如何进行打印机的校准和维护,以确保每一次打印都能达到预期的效果。我们还将引入“后处理”的概念,例如打磨、喷漆、粘合等,让您的3D打印作品拥有更专业的外观和更强的整体性。 结构设计的智慧:功能性与美学的融合。 3D打印不仅仅是制作一个外壳,更是通过精巧的结构设计,赋予电子设备更多功能。您将学习如何设计具有集成式散热结构、隐藏式线缆管理、模块化接口、可调节角度的支架等。我们将强调“一体化设计”的理念,即在设计3D模型时,就充分考虑电子元件的集成、机械传动、人机交互等因素,力求让3D打印件本身就具备高度的功能性。 第三部分:创新的催化剂——Arduino与3D打印的协同设计与前沿探索 本书的核心价值在于,它并非孤立地讲解Arduino或3D打印,而是将它们置于一个创新的生态系统中,探讨它们之间如何产生协同效应,激发出全新的创意火花。 设计驱动制造:以功能需求反哺3D建模。 您将学会如何从一个模糊的创意出发,通过对Arduino的理解,明确所需的功能模块,然后根据这些功能需求,反过来驱动3D模型的绘制。例如,您可能想制作一个能够自动浇水的盆栽监测器,那么您需要考虑传感器(土壤湿度、光照)、微控制器(Arduino)、执行器(水泵)、以及为它们提供稳定供电和保护的3D打印外壳。本书将引导您完成从“灵感”到“设计草图”再到“3D模型”的系统化过程。 模块化与可扩展性:构建未来的基础。 成功的创新往往建立在模块化的设计理念之上。您将学习如何将一个大型项目分解为多个独立的、可互换的模块。例如,一个智能家居控制系统,可以由一个主控模块、多个传感器模块、多个执行器模块组成。3D打印技术为这些模块的实体化提供了极大的便利,而Arduino则为它们的智能化赋予了生命。本书将引导您思考如何设计具有通用接口的模块,以便未来能够轻松地添加新功能或替换旧模块,从而实现项目的持续迭代与升级。 交互式艺术与装置:打破科技与艺术的界限。 Arduino与3D打印的结合,为创造具有动态交互性的艺术作品提供了无限可能。想象一下,您可以设计一个随着观众靠近而改变形态的雕塑,或者一个能够对环境声音做出响应的灯光装置。本书将提供一些概念性的指导,帮助您思考如何将传感器捕捉到的信息,通过Arduino处理,并转化为3D打印结构或嵌入式LED灯光的变化,从而创造出令人惊叹的交互式艺术品。 实用工具与生活助手:将创意转化为日常的便利。 除了艺术探索,Arduino与3D打印更是创造无数实用工具和生活助手的强大组合。例如,为特定设备定制的支架,解决特定收纳难题的解决方案,甚至是为残障人士设计的辅助工具。本书将鼓励您观察生活中的不便之处,思考如何利用这两种技术来解决它们,并提供一些通用性的设计思路,让您能够举一反三,创造出属于您自己的独一无二的解决方案。 故障排除与优化:拥抱迭代的创新过程。 任何创新过程都伴随着挑战和失败。本书将强调“试错”的重要性,并为您提供一套系统性的故障排除方法。您将学会如何分析项目失败的原因,可能是硬件连接错误、代码逻辑问题、3D打印参数不当,或是材料选择不合适。通过循序渐进的排查,您将能够找到问题的根源,并进行针对性的优化,从而不断提升作品的质量和稳定性。 本书的独特之处: 不提供“照搬”的项目,而是激发“原创”的思维。 我们不会直接告诉你“如何制作一个XXX”,而是告诉你“如何思考如何制作一个XXX”,并为你提供实现这一过程所需的工具和方法论。 强调系统性的知识构建。 我们力求让您在掌握基础知识的同时,能够理解它们之间的关联,构建起一个完整的知识体系,从而能够应对更加复杂和未知的挑战。 鼓励跨学科的融合。 电子、编程、设计、工程、艺术,本书将鼓励您将不同领域的知识融会贯通,激发出更具颠覆性的创意。 面向未来,持续学习。 科技日新月异,本书的内容将引导您掌握学习新知识、新技能的能力,让您在未来的创新浪潮中始终保持领先。 结语: 《创想无限:Arduino与3D打印的奇妙融合》不仅仅是一本书,它是一个起点,一个邀请,邀请您加入到这个充满活力和创造力的社群中来。我们相信,掌握了Arduino与3D打印的精髓,您将拥有将大脑中的奇思妙想具象化的超能力。从今天起,让我们一起用智慧和双手,塑造一个更加美好的、充满无限可能的未来。无论您是初学者,还是有一定基础的创客,本书都将是您探索科技创新、实现梦想的得力助手。准备好释放您的创造力了吗?您的下一个伟大发明,可能就始于这本书的翻阅。

用户评价

评分

我最近在寻找一些能够激发创造力、将兴趣与技术结合的读物,偶然间看到了《Arduino+3D打印创新电子制作2》。这本书给我的第一印象是内容非常实用,而且紧跟时代潮流。我特别关注了书中关于“可穿戴设备”的章节,对如何利用Arduino和3D打印技术制作个性化的智能手环、健身追踪器等充满了好奇。想想看,自己设计并打印出一个独一无二的智能穿戴设备,这绝对是一件非常酷的事情。书中对3D打印的细节介绍,比如不同的打印材料、支撑结构的选择、以及后期处理的技巧,应该会让我受益匪浅。此外,Arduino部分的内容,我希望能看到更多关于如何利用各种传感器(比如温湿度传感器、光敏传感器、超声波传感器等)来构建更智能、更具交互性的项目。例如,书中是否会演示如何用这些传感器来创建一个能够根据环境变化自动调节的“智能盆栽”?亦或是如何构建一个简单的“安全防盗报警系统”?我对书中可能包含的一些趣味性项目,比如利用Arduino控制LED灯光秀,或者制作一个简单的遥控小车,也充满了期待。

评分

《Arduino+3D打印创新电子制作2》这本书,给我的感觉是它能将那些抽象的技术概念,通过实际的项目案例变得触手可及。我尤其关注到书中可能涉及到的“教育机器人”制作。想象一下,如果我能利用书中的知识,为孩子们制作一个能够进行简单编程、能够与他们互动的教育型机器人,这不仅能让他们对科学技术产生浓厚的兴趣,还能在玩乐中学习。书中对3D打印的讲解,我希望能够深入到模型设计软件的使用,以及如何将设计好的模型有效地转化为可打印的文件,并且在打印过程中注意参数的设置,以获得最佳的打印效果。Arduino部分,我希望看到一些更具挑战性的项目,比如如何利用Arduino构建一个能够连接互联网、进行数据上传和远程控制的“天气监测站”,或者一个能够通过手机App控制的“智能灯光系统”。如果书中还能提供一些关于如何优化代码、提高程序效率的技巧,那就更完美了。我对书中可能出现的关于“传感器融合”的应用场景也十分期待,例如如何结合多种传感器的数据,来完成更复杂的任务,比如一个能够避障的无人机。

评分

《Arduino+3D打印创新电子制作2》这本书,我预感它将是我DIY旅程中的一个重要里程碑。我特别对书中关于“智能家居自动化”的案例感兴趣,希望能学习到如何利用Arduino和3D打印技术,设计并制作出诸如自动窗帘、智能门锁、甚至是家庭环境监测系统等实用设备。对于3D打印部分的讲解,我期待能够看到关于如何利用不同类型的3D打印机(如FDM、SLA等)以及各种打印材料(如PLA、ABS、TPU等)来应对不同项目的需求,并且掌握一些故障排除的技巧。Arduino的部分,我希望能够看到更多关于如何利用通信模块(如Wi-Fi、蓝牙、LoRa等)来实现设备之间的互联互通,以及如何构建一个小型物联网平台。书中是否会演示如何制作一个能够远程监控和控制的“智能温室”?或者一个能够实现人脸识别的“智能门禁系统”?我对书中可能出现的关于“传感器网络”的应用场景也十分关注,比如如何构建一个能够收集并分析环境数据的分布式传感器系统。

评分

我一直在思考如何将我的爱好和未来的职业发展结合起来,而《Arduino+3D打印创新电子制作2》这本书,恰好提供了一个绝佳的平台。我非常期待书中能够详细介绍如何利用3D打印技术来制作机器人外壳,以及如何将Arduino主板和各种电子元器件巧妙地集成到设计中,打造出功能齐全、外观精美的机器人。对于Arduino的部分,我希望能够看到更多关于高级编程技术的讲解,比如如何使用中断、定时器、PWM等,以及如何进行多任务处理,来构建更复杂、更稳定的电子系统。书中关于“嵌入式系统”的介绍,我希望能深入了解其工作原理,以及如何将其应用于各种创新项目中。例如,是否会演示如何利用Arduino和3D打印技术,制作一个能够进行物体识别和追踪的“智能安防摄像头”?或者一个能够根据用户指令进行语音交互的“智能助手”?我对书中可能出现的关于“开源硬件”的讨论也充满了兴趣,了解如何利用这些资源来加速我的DIY项目。

评分

《Arduino+3D打印创新电子制作2》这本书,我拿到手的时候,真的被它的厚度和内容量给震撼到了。从目录上看,它涵盖了从基础的Arduino开发板使用、传感器的连接与读数,到复杂的3D打印技术如何与电子制作融合,再到最后的实际项目案例,可以说是一个非常全面的指南。我尤其对其中关于“智能家居DIY”的部分很感兴趣,想象着自己能够亲手搭建一个能够通过手机App控制的灯光系统,或者一个自动浇水植物的装置,感觉特别有成就感。而且,书中似乎还涉及了一些比较前沿的物联网(IoT)概念,比如如何让Arduino连接到网络,实现远程数据采集和控制,这对于想要学习最新技术的朋友来说,绝对是一本不可多得的宝藏。我个人还比较喜欢的是它提供的一些案例,比如基于Arduino的机器人小车,或者一个能够识别手势的交互式艺术品。这些案例不仅有趣,而且能够帮助我巩固学到的知识,并将理论付诸实践。我期待着书中能够详细讲解每一个步骤,提供清晰的电路图和代码示例,这样即使是初学者也能轻松上手,快速掌握DIY的乐趣。

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