Arduino+3D打印創新電子製作2

Arduino+3D打印創新電子製作2 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

李亞東,陳傑,李曉坤 著
圖書標籤:
  • Arduino
  • 3D打印
  • 電子製作
  • 創客
  • DIY
  • 開源硬件
  • 項目實戰
  • 嵌入式係統
  • 創新設計
  • 電子愛好者
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齣版社: 人民郵電齣版社
ISBN:9787115484079
版次:1
商品編碼:12385006
包裝:平裝
叢書名: i創客
開本:16開
齣版時間:2018-07-01
用紙:膠版紙
頁數:110
正文語種:中文

具體描述

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
《創想無限:Arduino與3D打印的奇妙融閤》 在科技飛速發展的今天,創意與實現的距離從未如此之近。當低成本、開源的Arduino微控製器遇上個性化、高精度的3D打印技術,一種全新的創作模式便應運而生,為所有熱愛探索、樂於動手的人們打開瞭通往無限可能的大門。這不僅僅是兩種技術的簡單疊加,更是思想火花的碰撞,是想象力轉化為實體作品的強大引擎。 本書,《創想無限:Arduino與3D打印的奇妙融閤》,正是為引領您踏上這段激動人心的創新之旅而精心打造。我們並非要講述已經存在的、被前人探索過的具體項目,而是緻力於為您提供一套全新的思維框架、一套通往原創性作品的係統方法。我們相信,真正的創新源於對基礎原理的深刻理解,源於對不同領域知識的融會貫通,更源於一種敢於突破、勇於實踐的精神。 第一部分:智慧之芯——Arduino的深度解析與應用潛力 Arduino,這個名字已經成為電子創客世界的代名詞。它以其易學易用、開源免費的特性,極大地降低瞭電子製作的門檻,讓硬件編程不再是少數專業人士的專屬技能。在本書的第一部分,我們將帶領您深入Arduino的世界,但並非停留在“點亮LED”這樣基礎的演示層麵。 超越基礎:深入理解Arduino的硬件架構與工作原理。 我們將從微控製器(MCU)的核心指令集、內存管理、中斷機製等更深層次的角度去理解Arduino的運行邏輯。這有助於您在麵對復雜項目時,能夠更有效地優化代碼,解決性能瓶頸,甚至能夠為特定應用進行硬件的二次開發。 傳感器與執行器的智慧對話:構建感知與行動的橋梁。 Arduino的魅力在於能夠連接海量的傳感器,感知周圍的世界,並驅動各種執行器,實現對環境的控製。本書將重點探討如何根據不同的項目需求,選擇最適閤的傳感器(如溫濕度傳感器、光敏傳感器、超聲波傳感器、加速度傳感器、GPS模塊等)和執行器(如直流電機、舵機、步進電機、繼電器、LED矩陣等)。我們不僅僅是列舉它們的連接方式,更會深入分析它們的選型原則、工作特性、以及在不同工作環境下可能遇到的問題和解決方案。您將學會如何根據傳感器讀數的變化,設計齣復雜的多階段響應機製,如何精確控製執行器的運動軌跡和力度,從而實現更智能、更精細的互動。 通信協議的奧秘:連接與協作的無限可能。 現代電子係統越來越傾嚮於互聯互通。我們將詳細講解Arduino常用的通信協議,如UART(串口通信)、SPI、I2C,並著重於如何在多個Arduino模塊之間、或Arduino與PC、服務器之間實現可靠的數據交換。您將學會如何設計一個分布式傳感網絡,如何讓不同的Arduino設備協同工作,甚至如何利用WiFi、藍牙模塊實現無綫數據傳輸,為物聯網(IoT)項目的構建打下堅實基礎。 軟件設計的藝術:從邏輯到代碼的優雅轉化。 Arduino的編程語言(基於C/C++)是實現創意的載體。本書將引導您學習更高級的編程技巧,如麵嚮對象編程思想在Arduino中的應用、狀態機設計模式、實時操作係統(RTOS)在嵌入式係統中的簡要介紹和實踐思路。我們將鼓勵您編寫模塊化、可重用、易於維護的代碼,為未來更大、更復雜的項目奠定良好的軟件基礎。 第二部分:塑形大師——3D打印的創意邊界與工程實踐 3D打印技術,俗稱增材製造,正以其顛覆性的能力改變著製造業、設計業乃至我們日常的生活。它將數字模型轉化為實體物件的過程,是實現創意最直接、最自由的方式。本書的第二部分,將聚焦於3D打印的創意應用與工程實現。 從概念到模型:3D建模軟件的智能運用。 我們將超越簡單的參數化建模,引導您掌握更具藝術性和工程性的建模技巧。您將學習如何使用主流的3D建模軟件(如Fusion 360, SolidWorks, Blender等)來設計功能性的零件、精密的結構,以及具有美學價值的外觀。重點將放在如何設計齣易於3D打印、兼顧強度與細節的模型,包括考慮支撐結構、壁厚、倒角、圓角等關鍵參數。您將學會如何根據Arduino組件的尺寸和安裝需求,精確繪製外殼、支架、定製化的傳感器底座等。 打印材料的科學:選擇與優化。 PLA、ABS、PETG、TPU… 3D打印材料種類繁多,特性各異。本書將詳細分析不同材料的物理性能、化學穩定性、打印難度以及適用場景。您將學會如何根據您的項目需求(如強度、柔韌性、耐溫性、食品安全等),選擇最閤適的打印材料,並掌握針對不同材料的最佳打印參數設置,例如溫度、速度、層高、填充密度等,以獲得最佳的打印質量和零件性能。 打印工藝的精進:質量與效率的平衡。 3D打印機的性能和設置對最終成品至關重要。我們將探討影響打印質量的關鍵因素,如層紋、翹邊、漏層、打印精度等,並提供係統性的解決方案。您將學習如何優化切片軟件(如Cura, PrusaSlicer)的設置,如何進行打印機的校準和維護,以確保每一次打印都能達到預期的效果。我們還將引入“後處理”的概念,例如打磨、噴漆、粘閤等,讓您的3D打印作品擁有更專業的外觀和更強的整體性。 結構設計的智慧:功能性與美學的融閤。 3D打印不僅僅是製作一個外殼,更是通過精巧的結構設計,賦予電子設備更多功能。您將學習如何設計具有集成式散熱結構、隱藏式綫纜管理、模塊化接口、可調節角度的支架等。我們將強調“一體化設計”的理念,即在設計3D模型時,就充分考慮電子元件的集成、機械傳動、人機交互等因素,力求讓3D打印件本身就具備高度的功能性。 第三部分:創新的催化劑——Arduino與3D打印的協同設計與前沿探索 本書的核心價值在於,它並非孤立地講解Arduino或3D打印,而是將它們置於一個創新的生態係統中,探討它們之間如何産生協同效應,激發齣全新的創意火花。 設計驅動製造:以功能需求反哺3D建模。 您將學會如何從一個模糊的創意齣發,通過對Arduino的理解,明確所需的功能模塊,然後根據這些功能需求,反過來驅動3D模型的繪製。例如,您可能想製作一個能夠自動澆水的盆栽監測器,那麼您需要考慮傳感器(土壤濕度、光照)、微控製器(Arduino)、執行器(水泵)、以及為它們提供穩定供電和保護的3D打印外殼。本書將引導您完成從“靈感”到“設計草圖”再到“3D模型”的係統化過程。 模塊化與可擴展性:構建未來的基礎。 成功的創新往往建立在模塊化的設計理念之上。您將學習如何將一個大型項目分解為多個獨立的、可互換的模塊。例如,一個智能傢居控製係統,可以由一個主控模塊、多個傳感器模塊、多個執行器模塊組成。3D打印技術為這些模塊的實體化提供瞭極大的便利,而Arduino則為它們的智能化賦予瞭生命。本書將引導您思考如何設計具有通用接口的模塊,以便未來能夠輕鬆地添加新功能或替換舊模塊,從而實現項目的持續迭代與升級。 交互式藝術與裝置:打破科技與藝術的界限。 Arduino與3D打印的結閤,為創造具有動態交互性的藝術作品提供瞭無限可能。想象一下,您可以設計一個隨著觀眾靠近而改變形態的雕塑,或者一個能夠對環境聲音做齣響應的燈光裝置。本書將提供一些概念性的指導,幫助您思考如何將傳感器捕捉到的信息,通過Arduino處理,並轉化為3D打印結構或嵌入式LED燈光的變化,從而創造齣令人驚嘆的交互式藝術品。 實用工具與生活助手:將創意轉化為日常的便利。 除瞭藝術探索,Arduino與3D打印更是創造無數實用工具和生活助手的強大組閤。例如,為特定設備定製的支架,解決特定收納難題的解決方案,甚至是為殘障人士設計的輔助工具。本書將鼓勵您觀察生活中的不便之處,思考如何利用這兩種技術來解決它們,並提供一些通用性的設計思路,讓您能夠舉一反三,創造齣屬於您自己的獨一無二的解決方案。 故障排除與優化:擁抱迭代的創新過程。 任何創新過程都伴隨著挑戰和失敗。本書將強調“試錯”的重要性,並為您提供一套係統性的故障排除方法。您將學會如何分析項目失敗的原因,可能是硬件連接錯誤、代碼邏輯問題、3D打印參數不當,或是材料選擇不閤適。通過循序漸進的排查,您將能夠找到問題的根源,並進行針對性的優化,從而不斷提升作品的質量和穩定性。 本書的獨特之處: 不提供“照搬”的項目,而是激發“原創”的思維。 我們不會直接告訴你“如何製作一個XXX”,而是告訴你“如何思考如何製作一個XXX”,並為你提供實現這一過程所需的工具和方法論。 強調係統性的知識構建。 我們力求讓您在掌握基礎知識的同時,能夠理解它們之間的關聯,構建起一個完整的知識體係,從而能夠應對更加復雜和未知的挑戰。 鼓勵跨學科的融閤。 電子、編程、設計、工程、藝術,本書將鼓勵您將不同領域的知識融會貫通,激發齣更具顛覆性的創意。 麵嚮未來,持續學習。 科技日新月異,本書的內容將引導您掌握學習新知識、新技能的能力,讓您在未來的創新浪潮中始終保持領先。 結語: 《創想無限:Arduino與3D打印的奇妙融閤》不僅僅是一本書,它是一個起點,一個邀請,邀請您加入到這個充滿活力和創造力的社群中來。我們相信,掌握瞭Arduino與3D打印的精髓,您將擁有將大腦中的奇思妙想具象化的超能力。從今天起,讓我們一起用智慧和雙手,塑造一個更加美好的、充滿無限可能的未來。無論您是初學者,還是有一定基礎的創客,本書都將是您探索科技創新、實現夢想的得力助手。準備好釋放您的創造力瞭嗎?您的下一個偉大發明,可能就始於這本書的翻閱。

用戶評價

評分

《Arduino+3D打印創新電子製作2》這本書,我拿到手的時候,真的被它的厚度和內容量給震撼到瞭。從目錄上看,它涵蓋瞭從基礎的Arduino開發闆使用、傳感器的連接與讀數,到復雜的3D打印技術如何與電子製作融閤,再到最後的實際項目案例,可以說是一個非常全麵的指南。我尤其對其中關於“智能傢居DIY”的部分很感興趣,想象著自己能夠親手搭建一個能夠通過手機App控製的燈光係統,或者一個自動澆水植物的裝置,感覺特彆有成就感。而且,書中似乎還涉及瞭一些比較前沿的物聯網(IoT)概念,比如如何讓Arduino連接到網絡,實現遠程數據采集和控製,這對於想要學習最新技術的朋友來說,絕對是一本不可多得的寶藏。我個人還比較喜歡的是它提供的一些案例,比如基於Arduino的機器人小車,或者一個能夠識彆手勢的交互式藝術品。這些案例不僅有趣,而且能夠幫助我鞏固學到的知識,並將理論付諸實踐。我期待著書中能夠詳細講解每一個步驟,提供清晰的電路圖和代碼示例,這樣即使是初學者也能輕鬆上手,快速掌握DIY的樂趣。

評分

《Arduino+3D打印創新電子製作2》這本書,我預感它將是我DIY旅程中的一個重要裏程碑。我特彆對書中關於“智能傢居自動化”的案例感興趣,希望能學習到如何利用Arduino和3D打印技術,設計並製作齣諸如自動窗簾、智能門鎖、甚至是傢庭環境監測係統等實用設備。對於3D打印部分的講解,我期待能夠看到關於如何利用不同類型的3D打印機(如FDM、SLA等)以及各種打印材料(如PLA、ABS、TPU等)來應對不同項目的需求,並且掌握一些故障排除的技巧。Arduino的部分,我希望能夠看到更多關於如何利用通信模塊(如Wi-Fi、藍牙、LoRa等)來實現設備之間的互聯互通,以及如何構建一個小型物聯網平颱。書中是否會演示如何製作一個能夠遠程監控和控製的“智能溫室”?或者一個能夠實現人臉識彆的“智能門禁係統”?我對書中可能齣現的關於“傳感器網絡”的應用場景也十分關注,比如如何構建一個能夠收集並分析環境數據的分布式傳感器係統。

評分

我最近在尋找一些能夠激發創造力、將興趣與技術結閤的讀物,偶然間看到瞭《Arduino+3D打印創新電子製作2》。這本書給我的第一印象是內容非常實用,而且緊跟時代潮流。我特彆關注瞭書中關於“可穿戴設備”的章節,對如何利用Arduino和3D打印技術製作個性化的智能手環、健身追蹤器等充滿瞭好奇。想想看,自己設計並打印齣一個獨一無二的智能穿戴設備,這絕對是一件非常酷的事情。書中對3D打印的細節介紹,比如不同的打印材料、支撐結構的選擇、以及後期處理的技巧,應該會讓我受益匪淺。此外,Arduino部分的內容,我希望能看到更多關於如何利用各種傳感器(比如溫濕度傳感器、光敏傳感器、超聲波傳感器等)來構建更智能、更具交互性的項目。例如,書中是否會演示如何用這些傳感器來創建一個能夠根據環境變化自動調節的“智能盆栽”?亦或是如何構建一個簡單的“安全防盜報警係統”?我對書中可能包含的一些趣味性項目,比如利用Arduino控製LED燈光秀,或者製作一個簡單的遙控小車,也充滿瞭期待。

評分

《Arduino+3D打印創新電子製作2》這本書,給我的感覺是它能將那些抽象的技術概念,通過實際的項目案例變得觸手可及。我尤其關注到書中可能涉及到的“教育機器人”製作。想象一下,如果我能利用書中的知識,為孩子們製作一個能夠進行簡單編程、能夠與他們互動的教育型機器人,這不僅能讓他們對科學技術産生濃厚的興趣,還能在玩樂中學習。書中對3D打印的講解,我希望能夠深入到模型設計軟件的使用,以及如何將設計好的模型有效地轉化為可打印的文件,並且在打印過程中注意參數的設置,以獲得最佳的打印效果。Arduino部分,我希望看到一些更具挑戰性的項目,比如如何利用Arduino構建一個能夠連接互聯網、進行數據上傳和遠程控製的“天氣監測站”,或者一個能夠通過手機App控製的“智能燈光係統”。如果書中還能提供一些關於如何優化代碼、提高程序效率的技巧,那就更完美瞭。我對書中可能齣現的關於“傳感器融閤”的應用場景也十分期待,例如如何結閤多種傳感器的數據,來完成更復雜的任務,比如一個能夠避障的無人機。

評分

我一直在思考如何將我的愛好和未來的職業發展結閤起來,而《Arduino+3D打印創新電子製作2》這本書,恰好提供瞭一個絕佳的平颱。我非常期待書中能夠詳細介紹如何利用3D打印技術來製作機器人外殼,以及如何將Arduino主闆和各種電子元器件巧妙地集成到設計中,打造齣功能齊全、外觀精美的機器人。對於Arduino的部分,我希望能夠看到更多關於高級編程技術的講解,比如如何使用中斷、定時器、PWM等,以及如何進行多任務處理,來構建更復雜、更穩定的電子係統。書中關於“嵌入式係統”的介紹,我希望能深入瞭解其工作原理,以及如何將其應用於各種創新項目中。例如,是否會演示如何利用Arduino和3D打印技術,製作一個能夠進行物體識彆和追蹤的“智能安防攝像頭”?或者一個能夠根據用戶指令進行語音交互的“智能助手”?我對書中可能齣現的關於“開源硬件”的討論也充滿瞭興趣,瞭解如何利用這些資源來加速我的DIY項目。

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