前言
Arduino是一款便捷灵活、方便上手的开源硬件开发平台。 Arduino能通过光线、声音、人体红外等传感器来感知环境,借助LED灯、蜂鸣器、电动机和其他装置来反馈、影响环境。使用Arduino可以开发出声光交互智能产品、智能家居和互动游戏等许多有趣好玩的项目。
本书使用的Arduino硬件平台是盛思公司的创客中级实验箱,它将Arduino板与电子元件、传感器集成到一块板子上,在学习过程中避免了接线的麻烦,方便初学者快速入门。此外,该实验箱还可以外接扩展板和面包板,具有很强的扩展功能。因其方便灵活、容易上手,广受师生、学校和培训机构的喜爱。目前,实验箱是20多个省、直辖市创客大赛的指定专用器材。然而,综观国内图书市场,介绍实验箱的资料很少,优质教程更是凤毛麟角,出现了“有器材、无教程”的尴尬局面。为此,我们编写了本书,以帮助使用者摆脱困境,走上创客快车道。
本书选择从零起步,由易到难,书中的案例均来源于生活。本书在编排上,先以简单的闪烁LED小灯开启学习的大门,继而走进声光交互绚丽的创客世界,再回到具备生活实用性的创意产品,最后编写人机互动的创意游戏。书中的内容既呈现梯级,又做到连续衔接,还给学习者留下进一步思维创意的空间,使学习过程自然流畅,水到渠成,不会感到“陡然”,很容易激发学习者的学习欲望,培育创客情怀。
全书共18课。在体例设计上,每节课都以基础任务和拓展任务的形式向读者展开,以提高读者使用Mixly软件进行图形化编程的能力;设置的“知识加油站”,解读案例中涉及的一些较难理解的知识;最后用“奇思妙想”的形式,让读者根据所学知识来提升自己。
前6课带领大家畅游声光的世界。其中,第1课闪烁LED小灯,讲解用两种不同的编程方式让LED灯闪烁起来;第2课跑马灯,以交通信号灯和跑马灯为例进行讲解;第3课流光溢彩,仿照水母的忽明忽暗来设计呼吸灯,并制作流光沙漏;第4课调光台灯,通过按钮点亮或熄灭LED灯,进而通过两个按钮控制LED灯,实现LED灯由亮到暗或由暗到亮的转变;第5课快乐电子琴,通过蜂鸣器来“演奏”简单的音乐;第6课互动调音台,通过滑杆来控制LED灯的亮度和蜂鸣器的响度。
接下来的6课都是智能家居的典型应用,通过这6课的学习,读者就可以为自己打造一些智能家居了。其中,第7课智能小夜灯,利用光线传感器,通过判断外界光线的强弱自动实现LED灯的开关;第8课人体感应提醒器,制作一个人体感应提醒器,当人靠近时蜂鸣器会报警;第9课生日电子蜡烛,当感受到人体运动时点亮蜡烛,并响起曲子,吹灭模拟蜡烛时音乐也随之停止播放;第10课智能温控计,制作一个智能温控计,实时显示温度,且超过一定的温度时会报警;第11课数字沙漏,制作具有计时提醒功能的数字沙漏;第12课智能婴儿看护系统,根据室内的光照实时调整LED灯的亮度,给宝宝一个舒适的环境,通过滑动滑杆控制音乐盒玩具发出不同的曲调。
最后6课是游戏的世界,相信一定会让读者玩得不亦乐乎。其中,第13课抢顺游戏机,制作一个抢顺游戏机,大家来试试手气吧;第14课数码骰子,利用数码管来显示骰子的点数值,是不是很好玩呢;第15课编码互动机,按下不同的按钮时可以发出不同的声音,同时也可以让LED灯亮起不同强度的光;第16课用“心”点亮点阵屏,利用点阵屏中的点绘制一个心形;第17课跳动的创客之心,实现点阵屏中两个大小不同的心形交互出现的心跳效果;第18课爱心的循环滚动,实现点阵屏上的图案循环滚动的效果。
本书以STEAM教育为理念,在玩中学,在做中学,适合中小学生及教师、电子爱好者开展创客教育活动时使用,也可以用作相关培训机构的教材及参考书。
编者
本书由临沂市小学信息技术名师工作室组织编写。
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