Joe Nagata的LEGO MINDSTORMS NXT步行機器人製作入門 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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　　現在，製作機器人不隻是限於企業或是大學的研究室而已，就連在一般人之間也漸漸普遍起來。LEGO MINDSTORMS是連中小學生都可以簡單地做齣機器人的係列商品，在很多地方都舉辦瞭使用LEGO MINDSTORMS的比賽，還有些地方把它應用在課程中。而本書中所介紹的每一個機器人都是隻有基本構造的簡易版。它們不是完美的，還有許多改善與擴張的空間。作者希望讀者在享受製作機器人的樂趣後，能夠試著自己再加上一些外裝、感應器、改良指令等等。甚至可以改變腳部的構造。希望讀者在最後能夠挑戰做齣自己獨創的機器人。我們是和人類一樣用兩隻腳走路的機器人。而且還會靈巧地一邊保持平衡，一邊抬起單腳邁齣步伐。看到以上這樣的機器人，讓人不禁會興奮起來。但是，現在用兩隻腳走路的機器人已經不隻是在電視或展覽會上纔可以看到瞭，現在已經是我們可簡單地做齣機器人的時代。要做齣一個機器人，就必需要有驅動機器人手腳的馬達、偵測外界的感應器、還有控製用的電腦等零組件。還需要把各種器具精密地組閤在一起。另外，為瞭把它變成自己喜歡的樣子，還需要在外觀上作簡單的加工。而滿足這些要件的工具箱，就是LEGO MINDSTORMS NXT。樂高(LEGO)是不管誰都知道的積木玩具，但是最近的樂高已經進步到這種程度瞭。

本書特色

　　本書主要在介紹如何利用NXT組裝步行機器人以及樂高積木。第一章節先對LEGO MINDSTORMS NXT做解說，第二章節是步行機器人的概論。第三章節將步行機器人的組裝根據難易度來分類，讓讀者可由淺入深，內容附一步一步有組裝圖片配上解說教學。除瞭介紹如何組裝步行機器人之外，在第四章節也介紹樂高積木的零件組裝技術。第五章則是程式的製作教學。在這本書中，Joe Nagata具體介紹用LEGO MINDSTORMS NXT可以「做齣這樣的機器人」。因為希望能夠有更多人一起來製作機器人，所以除瞭其中一個作品外，其他作品都可以隻用一套LEGO MINDSTORMS NXT工具箱中的零件就做齣來。

作者簡介

Joe Nagata

　　於學生時代習得電腦繪圖，其後著手從事樂高積木藝術。著有「Joe Nagata的LEGO MINDSTORMS super creature」、「Joe Nagata的LEGO MINDSTORMS Droid & Robotics」、「Joe Nagata的LEGO MINDSTORMS 機器人入門」 (Ohmsha, Ltd)等書。現在開設有MindStorms Gallery。

譯者簡介

程永佳

　　日本語能力試驗1級。日本橫濱國立大學碩士畢業，專攻經營學（日本交流協會奬學金）。畢業後在日本工作約一年半後迴颱，雖然專業領域是商業財經方麵，對其他領域的翻譯也樂於接受，翻譯不同領域的東西是個吸收新知的好管道。興趣是看漫畫、動畫、小說、電影、歐美影集、自助旅行等等等。

編程思維與創客實踐：樹莓派與Arduino項目開發指南 書名： 編程思維與創客實踐：樹莓派與Arduino項目開發指南 內容簡介： 本書旨在為廣大對嵌入式係統開發、物聯網應用以及機器人技術抱有濃厚興趣的初學者和進階愛好者提供一套全麵、深入且極具實踐性的項目開發教程。我們不再聚焦於特定的樂高NXT平颱，而是將視角擴展到當前創客領域兩大核心微控製器平颱：樹莓派（Raspberry Pi）和Arduino。 本書的核心理念是“理論指導實踐，項目驅動學習”。我們堅信，掌握編程思維和實際動手能力是構建復雜電子項目的基石。因此，全書內容圍繞如何利用這兩個功能強大、社區資源豐富的平颱，從零開始構建一係列有趣且實用的智能設備展開。 第一部分：基礎構建與思維塑形 (The Foundation) 本部分將為讀者打下堅實的理論和工具基礎，確保無論您是初次接觸微控製器還是有一定編程經驗，都能快速上手。 第一章：創客工具箱與開發環境搭建 本章詳細介紹瞭現代創客所需的基本硬件和軟件工具。對於樹莓派，我們將深入講解如何選擇閤適的型號（從Pi Zero到Pi 4/5），操作係統（Raspberry Pi OS）的完整安裝流程、SSH遠程訪問配置，以及Python環境的優化設置。針對Arduino，我們會涵蓋不同型號（Uno、Mega、Nano）的特性對比，以及如何搭建和配置Arduino IDE，包括必要的驅動和闆級支持包的安裝。 我們還會介紹必要的周邊工具，如麵包闆、杜邦綫、萬用錶的使用基礎，以及如何安全地進行焊接操作。本章的重點在於建立一個穩定、高效的開發環境，為後續的項目實踐掃清障礙。 第二章：Python與C++：核心語言深度解析 由於樹莓派主要以Python為主導，而Arduino依賴於C/C++（即Wiring語言），本章將進行一次高效的語言對比學習。 對於Python部分，我們將側重於其在嵌入式領域的應用，包括：數據類型、控製流（循環與條件）、函數定義，以及關鍵庫的初步介紹，如`RPi.GPIO`用於硬件控製。我們不會進行枯燥的語法羅列，而是通過讀取第一個GPIO引腳的狀態變化來直觀理解編程邏輯。 對於Arduino的C/C++部分，我們將重點講解其結構（`setup()`與`loop()`函數），變量作用域，以及如何使用庫函數進行快速開發。我們將特彆強調時間管理和中斷處理，這是嵌入式實時性的關鍵。 第二部分：Arduino實踐進階 (Mastering Microcontrollers) 本部分專注於Arduino平颱，通過多個完整的項目，讓讀者掌握傳感器讀取、執行器控製和基礎通信協議。 第三章：傳感器數據采集與數字化 本章涵蓋瞭最常見的環境和物理量傳感器。我們將詳細介紹： 1. 模擬量讀取： 使用電位器和光敏電阻（LDR）進行ADC（模數轉換）操作，理解分辨率和噪聲過濾。 2. 數字量輸入： 按鈕防抖動（Debouncing）技術的實現，以及使用霍爾傳感器進行磁場檢測。 3. 溫濕度測量： DHT11/DHT22模塊的庫使用與數據解析，關注時序協議的實現細節。 4. 超聲波測距： HC-SR04模塊的高精度應用，包括聲速修正和濾波算法的初步探討。 第四章：執行器控製與基礎驅動 本章聚焦於如何驅動設備對環境做齣反應。 1. LED矩陣與顯示： 從簡單的點亮LED到使用MAX7219驅動8x8 LED點陣屏顯示動態信息。 2. 電機控製： 步進電機（Stepper Motor）的精確角度控製，以及使用L298N或更現代的驅動芯片控製直流電機（DC Motor）的速度和方嚮（PWM應用）。 3. 伺服電機應用： 通過`Servo.h`庫實現精確角度定位，並構建一個簡單的自動追蹤係統框架。 第五章：串行通信與I2C/SPI協議 學習如何讓Arduino與其他設備進行高效通信是構建復雜係統的必經之路。本章深入探討： 1. UART（串口通信）： Arduino與PC之間的數據交換，以及Arduino與Arduino之間的通信機製。 2. I2C總綫： 如何使用Wire庫與多個I2C從設備（如OLED屏幕、EEPROM）進行主設備通信，重點講解地址衝突和數據包結構。 3. SPI總綫： 在更高速度下與SD卡模塊或特定傳感器進行數據傳輸的配置。 第三部分：樹莓派賦能與係統集成 (Empowering with the Pi) 本部分將樹莓派的強大處理能力與Python的便捷性相結閤，實現更復雜的網絡化和數據處理任務。 第六章：Python GPIO編程與物理計算 本章將Python的優勢轉化為對物理世界的直接控製。 1. RPi.GPIO庫深度使用： 替代Arduino的數字I/O操作，重點講解事件檢測（非阻塞式輸入）的應用。 2. PWM在樹莓派上的實現： 使用硬件PWM通道或軟件模擬實現更精細的電機速度控製。 3. 高級I/O接口： 利用樹莓派的硬件UART和I2C接口，直接訪問兼容的傳感器，對比其與Arduino庫調用的差異。 第七章：網絡、數據與Web服務 樹莓派的真正威力在於其聯網能力。本章將構建一個輕量級的物聯網（IoT）節點。 1. 網絡基礎： 使用Python的`socket`庫進行基礎的網絡通信。 2. Web服務器搭建： 使用Flask或Django構建極簡的Web界麵，通過瀏覽器控製樹莓派上的繼電器或顯示狀態。 3. MQTT協議實踐： 介紹輕量級消息隊列傳輸協議，並使用Paho MQTT客戶端庫，讓樹莓派訂閱和發布傳感器數據到雲端Broker。 第八章：圖像處理與人工智能初步 本章將利用樹莓派的計算資源，引入計算機視覺基礎。 1. OpenCV入門： 安裝和配置OpenCV Python庫。 2. 攝像頭模塊（Pi Camera）應用： 捕獲視頻流和靜態圖像。 3. 基礎圖像處理項目： 實現簡單的顔色跟蹤或邊緣檢測，並結閤GPIO輸齣，例如，構建一個基於顔色識彆的自動分揀裝置原型。 第九章：混閤係統集成與項目收尾 本部分將引導讀者將Arduino的實時控製能力與樹莓派的數據處理能力結閤起來，構建一個功能強大的混閤係統。 1. Arduino作為“協處理器”： 通過USB串口（Serial Communication），樹莓派作為主控，嚮Arduino發送高級指令，而Arduino負責高頻、實時的電機或傳感器數據采集。 2. 項目案例：智能傢居環境監測站： 一個完整的端到端項目，使用Arduino采集溫濕度和空氣質量數據，通過串口發送給樹莓派，樹莓派上傳至雲端數據庫，並通過Web界麵展示，實現遠程監控。 本書的最終目標是讓讀者不僅學會如何連接導綫和編寫代碼，更能理解在不同硬件平颱上，如何選擇最閤適的工具和技術棧來解決實際問題，從而真正掌握嵌入式係統和創客項目的開發精髓。所有代碼示例均經過嚴格測試，並提供完整的項目文件下載支持。

评分☆☆☆☆☆

哇！ Joe Nagata 的這本《LEGO MINDSTORMS NXT 步行機器人製作入門》簡直是為我這種對樂高和機器人充滿好奇但又有點不知從何下手的人量身打造的！我一直對 MINDSTORMS NXT 的世界神往已久，但看著那些複雜的電子零件和程式碼，總覺得有點遙不可及。看到這本書的封麵，那個酷炫的步行機器人就深深吸引瞭我，讓我覺得「原來 NXT 也可以做齣這麼靈活、這麼有生命力的東西！」而且，作者的名字 Joe Nagata 聽起來就很有經驗，讓人覺得書裡的內容一定很有料。我最期待的是書裡會不會教我怎麼讓機器人「走」起來，而不是單純地轉圈圈或往前衝。像是它會不會教我如何平衡，如何控製每一步的節奏，甚至讓它能夠避開障礙物？這對我來說，簡直是機器人學的「入門必修課」！我希望書裡能夠用圖文並茂的方式，一步一步拆解組裝的過程，讓我這種動手能力比較弱的人也能看得懂。像是說明每一個感測器和馬達的作用，以及它們如何互相配閤。如果還能稍微帶到一些基礎的程式編寫概念，例如如何讓機器人偵測到牆壁後自動轉彎，那真是太棒瞭！我迫不及待想知道，透過這本書，我能不能從一個零基礎的小白，搖身一變成為一個能夠讓 NXT 步行機器人活靈活現的「小工程師」！這本書的重量和厚度感覺很紮實，應該能讓我在裡麵學到很多東西，真的非常期待！

评分☆☆☆☆☆

Joe Nagata 的《LEGO MINDSTORMS NXT 步行機器人製作入門》，這名字聽起來就充滿瞭吸引力，尤其對於我這種一直對樂高機器人充滿熱情，但又卡在「程式設計」這關的玩傢來說，簡直是一盞明燈！我一直覺得，能夠讓機器人「動」起來，尤其是像步行這種複雜的運動，是樂高機器人最有魅力的地方。所以，我對這本書寄予瞭厚望，希望能讓我學到如何將 NXT 的強大功能，轉化為實際的步行動作。我特別想知道，書裡會不會詳細介紹不同的步行機構設計，例如雙足、四足、還是多足的設計，以及它們各自的優缺點。同時，我也很期待書中能提供一些具體的程式範例，教導我如何編寫簡單的程式來控製機器人的行走，例如如何設置步態、速度，以及如何結閤感測器來實現避障或跟隨功能。我希望這本書的講解方式能夠由淺入深，即使是對程式設計比較陌生的讀者，也能夠輕鬆上手。如果書中還能附上一些常見故障排除的技巧，或者一些讓步行機器人更有趣的「客製化」點子，那更是錦上添花！總之，我希望透過這本書，能夠真正掌握製作和控製 NXT 步行機器人的核心技巧，讓我的樂高世界變得更加精彩！

评分☆☆☆☆☆

這本由 Joe Nagata 所撰寫的《LEGO MINDSTORMS NXT 步行機器人製作入門》，光是書名就讓人充滿瞭期待！作為一個長久以來對樂高機器人充滿好奇，但總覺得有些門檻的讀者，我一直嚮往能夠親手製作齣一個能夠「行走」的機器人。這本書的齣現，彷彿為我打開瞭一扇新的大門。我特別好奇，作者會如何引導我們從最基礎的搭建開始，一步一步地構建齣一個穩定的步行結構。從零件的選擇、組裝的細節，到馬達的配置和傳動方式，我希望書中能夠有詳細的圖解和說明，讓我能夠清晰地理解每一個步驟的用意。更令我期待的是，我希望這本書不僅僅是教我如何「組裝」，更重要的是如何「操控」。我希望能夠學到如何利用 NXT 的程式介麵，為我的步行機器人編寫程式，讓它能夠以各種不同的方式行走，例如前進、後退、轉彎，甚至模擬更複雜的動作。我希望書中能夠提供一些實用的程式範例，讓我能夠快速上手，並且從中獲得成就感。如果書中還能探討一些關於機械原理和程式邏輯的基礎知識，那就更好瞭，這樣我在學習過程中，也能夠提升自己的邏輯思維能力。總而言之，我非常期待這本書能夠成為我學習 LEGO MINDSTORMS NXT 步行機器人的啟濛之作！

评分☆☆☆☆☆

Joe Nagata 的《LEGO MINDSTORMS NXT 步行機器人製作入門》，聽起來就非常吸引人，尤其是對於我這種對樂高機器人充滿熱情，但又渴望挑戰更複雜項目的玩傢來說，這本書簡直就是「救星」！我一直覺得，讓機器人能夠「走」起來，是將樂高機器人的樂趣提升到一個全新層次的關鍵。所以我非常期待這本書能夠為我揭示製作一個穩定、靈活的步行機器人的奧秘。我尤其想知道，書中會不會介紹各種不同的步行機構設計，像是模仿昆蟲的多足行走，或是更具挑戰性的雙足行走，以及它們在搭建和程式控製上的差異。同時，我也很想瞭解，如何利用 NXT 的各種感測器，例如陀螺儀、超音波感測器等，來輔助步行機器人的穩定性和智慧化。我希望書中的程式範例能夠涵蓋從基礎的步態控製，到更進階的避障、路徑規劃等應用，讓我能夠逐步掌握程式編寫的技巧。而且，我還希望書中能夠分享一些作者在實際製作過程中遇到的問題和解決方案，這樣我自己在動手時，也能夠少走一些彎路。總之，我渴望透過這本書，能夠深入瞭解步行機器人的製作原理，並將我的 NXT 機器人從一個靜態的組件，變成一個能夠在地麵上翩翩起舞的「小生命」！

评分☆☆☆☆☆

這本《LEGO MINDSTORMS NXT 步行機器人製作入門》光是書名就充滿瞭誘惑力，Joe Nagata 這個名字也讓我對其專業度充滿信心。我一直覺得，樂高機器人最迷人的地方就在於它的「動態」，尤其是那些能夠模擬生物移動的步行機器人，更能激發想像力。所以，當我看到這本書主打「步行機器人」時，我立刻就被吸引住瞭。我尤其好奇，作者會怎麼樣引導我們完成一個功能完善的步行機器人，從零開始搭建起它的「腿部結構」，再到如何利用 NXT 的程式介麵賦予它「生命」。我希望書裡會探討到一些關於機械結構和運動學的基礎知識，讓讀者在組裝的同時，也能理解為什麼要這樣設計，以及這樣設計能帶來什麼樣的效果。例如，不同腿部結構的優缺點，或是如何調整馬達的功率和角度來實現更平穩的行走。更重要的是，我非常期待書中能夠提供一些「進階」的挑戰，讓我在完成基本步行功能後，能夠嘗試更多元的應用，像是讓機器人學會爬坡、跳躍，或者甚至模仿某些動物的行走方式。這樣的學習過程，不僅能滿足我對動手實踐的渴望，更能培養我解決問題和創意思考的能力。我想，這本書絕對能成為我開啟 LEGO MINDSTORMS NXT 步行機器人世界的最佳夥伴！