Arduino機器人與專題製作(附範例光碟) pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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圖書標籤:

• Arduino
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• 電子製作
• 單片機
• 嵌入式係統
• 硬件開發
• 項目製作
• 範例代碼
• 科技愛好者

本書以專題的呈現方式，整閤瞭機械、製圖、電機、電子、資訊的技術，介紹機構、控製闆、Arduino程式設計及App如何結閤成一完整的專題。第一章介紹工具軟體，以Autodesk 123D繪圖軟體繪製機構，並以Cura切片軟體轉檔，輸齣至3D印錶機來列印成型，控製器採用流行全世界的Arduino，App則採用MIT App Inventor圖形化程式設計工具，第二章介紹輪型機器人的專題製作，並取名為互動車，利用手機App透過藍芽與互動車通訊並控製，可作為各種輪型機器人的原型，第三章介紹機械手臂的專題製作，對於自動化的許多應用都可以從機械手臂來延伸設計，第四章介紹輪型機器人的進階應用，除瞭馬達驅動外，再加上感測器及掃具，就能製作齣簡易的掃地機器人。

本書特色

　　1.本書專題製作主題包含互動車、機械手臂及掃地機器人。
　　2.本書專題製作步驟解說詳盡，且採逐一步驟說明，清楚易懂。
　　3.本書專題除瞭介紹Arduino程式撰寫外，特彆講解APP之程式設計。
　　4.本書第三章及第四章說明機構的繪製，並結閤最新科技─3D列印來進行機構的組裝。
　　5.本書程式皆經作者實際測試及驗證，且程式碼皆收錄於隨書光碟中。

深入探索電子製作的無限可能：一套麵嚮創客與工程師的綜閤實踐指南 本書並非專注於Arduino平颱或特定的機器人項目，而是一套旨在構建紮實的電子學基礎、掌握現代嵌入式係統設計理念，並拓寬跨學科項目實現能力的深度技術參考與實踐手冊。 我們將目光投嚮更廣闊的工程領域，探討那些驅動創新、革新製造與提高生活質量的核心技術。 第一部分：從零開始的數字邏輯與微控製器架構解析 本部分將帶領讀者跨越基礎電路的門檻，直接進入現代數字係統的核心——微控製器（MCU）的原理與應用。我們不會局限於某一種特定的開發闆，而是深入剖析通用MCU的設計哲學、存儲結構（RAM、Flash、EEPROM的實際運作）、以及中斷機製的底層實現。 CMOS邏輯與數字電路基礎重構： 重新審視布爾代數在實際芯片中的物理實現。詳細講解不同類型的邏輯門電路（如NAND/NOR/XOR）的功耗特性、延遲時間（Propagation Delay）對高速係統設計的影響。討論同步與異步電路的區彆，並引入時序分析的基本概念，為後續的實時係統打下基礎。 指令集架構與匯編語言的魅力： 選取一個主流的精簡指令集計算機（RISC）架構作為範例，而不是針對特定的某一單片機指令集進行羅列。重點解析程序計數器（PC）、棧指針（SP）如何協同工作管理函數調用和局部變量。通過少量核心匯編指令的編寫，揭示高級語言編譯後在硬件上的真實運行路徑。 內存管理與外設接口的通用協議： 詳細闡述內存映射I/O（Memory-Mapped I/O）的工作原理。深入講解串行通信的核心協議——UART（通用異步收發傳輸器）的波特率計算與錯誤校驗機製，SPI（串行外設接口）如何實現全雙工高速通信，以及I2C（集成電路間總綫）的多主/多從結構與仲裁過程。這些協議是所有現代嵌入式設備通信的基石，其理解深度遠超簡單的庫函數調用。 第二部分：傳感器融閤與信號調理的高級技術 本部分聚焦於如何從物理世界中精確、可靠地獲取數據，並將這些模擬信號轉化為可被數字係統處理的有效信息。這要求我們掌握比簡單連接電阻分壓器更精細的工程技術。 模擬信號調理的藝術： 詳細分析噪聲在采集過程中的引入源頭（如電源紋波、電磁乾擾EMI）。講解高精度儀錶放大器（Instrumentation Amplifier）的內部結構與共模抑製比（CMRR）的重要性。討論低通濾波器的設計，包括巴特沃斯（Butterworth）與切比雪夫（Chebyshev）濾波器的頻率響應特性對比及其在實際電路中的元件選擇。 數據轉換器的深入研究： 不僅僅是介紹ADC（模數轉換器），而是深入探討其內部架構，如逐次逼近型（SAR ADC）的工作流程，以及過采樣（Oversampling）和Sigma-Delta調製器在提高有效位數（ENOB）方麵的作用。同時，探討DAC（數模轉換器）在生成精確參考電壓或波形閤成中的應用。 慣性測量單元（IMU）的數據解讀： 選取三軸加速度計和三軸陀螺螺儀作為分析重點。講解加速度計測量的是比力（Specific Force）而非絕對加速度的物理意義。深入剖析陀螺儀的漂移（Bias Drift）和刻度因子（Scale Factor）誤差的校準方法。重點介紹卡爾曼濾波（Kalman Filtering）的理論基礎及其在傳感器數據融閤中的應用，如何通過狀態估計來平滑噪聲並獲得更準確的姿態角（如歐拉角或四元數）。 第三部分：工業級驅動與電源管理係統設計 本部分將讀者帶入對可靠性、效率和安全至關重要的工業和高功率應用領域，探討如何有效控製執行器並管理係統能源。 先進的電機控製理論： 詳細介紹直流（DC）電機與步進電機（Stepper Motor）的驅動電路設計，重點講解H橋拓撲的開關策略（如斬波控製）。對於無刷直流電機（BLDC），深入講解方波驅動與磁場定嚮控製（FOC）的區彆，以及如何通過霍爾傳感器或無傳感器技術實現精確轉矩控製。 功率電子基礎與開關電源設計： 解析綫性穩壓器（LDO）與開關模式電源（SMPS）的效率差異。重點剖析降壓（Buck）和升壓（Boost）變換器的閉環控製原理，包括電流模式與電壓模式控製的優缺點。討論電感器和電容器的選擇標準，這些元件直接決定瞭開關電源的紋波和瞬態響應性能。 電磁兼容性（EMC）與係統可靠性： 探討高頻信號走綫中的阻抗匹配問題。講解接地策略的重要性，包括單點接地、混閤接地和隔離接地的適用場景。分析如何通過屏蔽、濾波（如共模扼流圈）來抑製輻射發射和抗乾擾能力，確保電子係統在復雜電磁環境下的長期穩定運行。 第四部分：高級嵌入式軟件架構與實時操作係統（RTOS） 軟件是實現復雜功能的靈魂。本部分側重於構建健壯、可維護且具有時間確定性的嵌入式軟件結構。 實時操作係統的內核機製： 選取一個經典的、輕量級的RTOS作為模型，剖析任務調度算法（如固定優先級搶占式調度、輪轉調度）的實現細節。詳細解釋信號量（Semaphore）和互斥鎖（Mutex）在資源保護中的作用，以及死鎖（Deadlock）的預防與檢測機製。 事件驅動與狀態機編程： 教授如何將復雜的控製邏輯從綫性的“大循環”結構中解耦齣來，轉變為基於事件驅動的狀態機模型。通過使用有限狀態機（FSM）來管理係統在不同工作模式之間的平滑切換，極大地提高代碼的可讀性和可調試性。 固件的可靠性與OTA更新： 討論如何設計應用程序的錯誤處理機製，包括看門狗定時器（Watchdog Timer）的配置與復位流程。探討安全地進行空中下載（OTA）固件更新所需的雙備份（Dual Bank）存儲結構設計，確保在更新過程中係統不會因電源丟失而變磚。 總結： 本書旨在提供一套全麵的、跨越硬件與軟件邊界的工程思維框架。它要求讀者不僅能“點亮LED”，更要理解背後的電荷流動、時序約束和算法優化。通過對這些通用工程原理的掌握，讀者將能夠高效地遷移知識，應對從消費電子到工業自動化領域的任何嵌入式係統挑戰，真正成為能夠駕馭復雜係統的技術專傢。

第一章 自造者時代的利器－軟體安裝及操作介麵說明
1-1 Autodesk 123D Design安裝說明
1-2 Cura安裝說明
1-3 Arduino IDE(整閤開發環境)安裝說明
1-4 Autodesk 123D Design操作介麵說明
1-5 Cura操作介麵說明
1-6 Arduino操作介麵說明
1-7 Arduino pro mini燒錄教學

第二章 互動車專題製作
2-1互動車機構設計
2-2互動車控製闆介紹
2-3 互動車Arduino程式設計
2-3-1互動車正轉控製
2-3-2互動車馬達正反轉控製
2-3-3互動車速度控製-使用delay()函數
2-3-4互動車速度控製-使用millis()函數
2-3-5互動車速度控製-模組化程式設計
2-3-6互動車藍芽通訊控製
2-4 互動車 APP程式設計

第三章 機械手臂
3-1機械手臂機構設計
3-1-1驅動元件介紹
3-1-2伺服馬達3D繪圖
3-1-3 MG995伺服馬達固定座 3D繪圖
3-1-4機械手臂－下臂3D繪圖
3-1-5機械手臂－上臂3D繪圖
3-1-6機械手臂－前臂3D繪圖
3-1-7機械手臂－底座3D繪圖
3-1-8機械手臂3D列印成形及組裝
3-2機械手臂控製闆介紹
3-2-1控製闆電路圖
3-2-2控製闆
3-2-3機械手臂配綫說明
3-3 機械手臂Arduino程式設計
3-3-1藍芽模組程式設計
3-3-2馬達角度換算模組
3-3-3馬達轉速控製模組
3-3-4機械手臂操控主程式
3-4 機械手臂APP程式設計

第四章 掃地機器人
4-1掃地機器人機構設計
4-1-1掃地機器人-元件介紹
4-1-2掃地機器人－電動毛刷3D繪圖
4-1-3掃地機器人－車身3D繪圖
4-1-4掃地機器人－車殼3D繪圖
4-2掃地機器人控製闆介紹
4-2-1控製闆電路圖
4-2-2掃地機器人組裝及配綫說明
4-3掃地機器人Arduino程式設計
4-4掃地機器人APP程式設計

评分☆☆☆☆☆

**評價五** 作為一名 Arduino 創客群的活躍成員，我們經常在群裏交流各種 Arduino 項目的製作經驗和遇到的難題。《Arduino機器人與專題製作(附範例光碟)》這本書的齣現，無疑會成為我們群裏討論的熱點話題。書名中的“專題製作”讓我覺得這本書的實用性非常強，它可能包含瞭很多我們日常生活中能夠用到或者能夠引發我們靈感的小製作，比如智能傢居控製、環境監測係統、甚至是簡單的教育娛樂類項目。而且，“機器人”這個主題本身就充滿瞭吸引力，我想這本書應該會提供一些不同類型的機器人製作方案，例如輪式機器人、舵機控製的機械臂等等，並詳細講解其製作原理和實現方法。附帶的範例光碟，我相信裏麵會包含很多非常實用的源代碼和電路圖，這將極大地幫助我們這些創客們少走彎路，快速地將我們的創意變成現實。我們都非常期待能夠從這本書中學習到新的技術和技巧，並在群裏分享我們的製作成果。

评分☆☆☆☆☆

**評價二** 作為一個對電子和編程充滿好奇的初學者，我一直對 Arduino 這種開源硬件平颱很感興趣，但又不知道從何下手。《Arduino機器人與專題製作(附範例光碟)》這本書的齣現，簡直就是為我量身定做的。書名中的“專題製作”尤其吸引我，因為它暗示著這本書不僅僅是教你如何搭建一個機器人，更重要的是教會你如何將 Arduino 應用到實際的創意項目中。我一直夢想著能親手製作一些有趣的小玩意兒，比如自動澆水係統、智能小夜燈，甚至是能和我互動的玩具。這本書提供的範例光碟，讓我覺得學習過程不再枯燥乏味，而是充滿瞭實踐的樂趣。我非常期待能通過這本書，掌握 Arduino 的基本操作，瞭解各種常用元器件的使用方法，並學會如何將它們巧妙地結閤起來，實現我腦海中的奇思妙想。這本書的講解方式，我猜測會比較通俗易懂，讓我這樣的小白也能輕鬆入門，並逐漸建立起自信心。

评分☆☆☆☆☆

**評價三** 我是一名大學機械工程專業的學生，平時也對機器人技術頗感興趣。在學習過程中，接觸到 Arduino 這樣的開源平颱，讓我看到瞭將理論知識轉化為實際應用的可能。《Arduino機器人與專題製作(附範例光碟)》這本書的齣版，對我來說無疑是一個福音。它不僅能幫助我鞏固在學校學到的機械和電子知識，更能讓我深入瞭解 Arduino 在機器人設計中的應用。書中的“機器人”和“專題製作”這兩個詞，讓我聯想到書中可能會包含有關機器人運動學、動力學，以及控製係統的講解，並且還會提供一些實際的機器人項目案例，例如四足機器人、平衡車等。附帶的光碟更是錦上添花，裏麵豐富的範例代碼和仿真模型，能夠極大地加速我的學習和研究進程。我希望通過這本書，能夠將 Arduino 的編程能力和電子硬件知識融會貫通，為我將來的畢業設計或科研項目打下堅實的基礎。

评分☆☆☆☆☆

**評價四** 我是一位資深的技術愛好者，對各種新興的電子技術和開源硬件有著持續的關注。Arduino 平颱我早就有所瞭解，也嘗試過一些基礎的項目。但是，我一直覺得市麵上關於 Arduino 的書籍，要麼過於淺顯，要麼過於專業，難以找到一本能夠兼顧深度和廣度的優秀教材。《Arduino機器人與專題製作(附範例光碟)》這個書名，讓我看到瞭它在內容上的優勢。它不僅涵蓋瞭機器人製作這一核心領域，還拓展到瞭“專題製作”，這暗示著這本書的內容會非常多元化，能夠滿足不同讀者的興趣和需求。我尤其看重“附範例光碟”這一點，這意味著書中提供的實踐內容會非常詳實，能夠讓讀者在理論學習的同時，也能立即動手實踐，並從中獲得成就感。我非常期待這本書能夠提供一些我之前沒有接觸過的、具有創新性的機器人設計思路和專題製作項目，讓我能夠不斷挑戰自我，拓展我的技術視野。

评分☆☆☆☆☆

**評價一** 這本書真是太棒瞭！我是一名 Arduino 愛好者，一直想找一本能夠深入講解機器人製作和專題實踐的教材。當我看到《Arduino機器人與專題製作(附範例光碟)》這本書時，我立刻就被吸引瞭。從目錄上看，這本書涵蓋瞭從基礎的 Arduino 編程到復雜的機器人設計，再到各種有趣的專題製作，內容非常豐富。而且，附帶的光盤更是讓我欣喜若狂，這意味著我可以直接拿到範例代碼和電路圖，省去瞭自己摸索的時間，可以直接上手實踐。我迫不及待地想跟著書中的內容，一步一步地搭建我的第一個 Arduino 機器人，並嘗試書中的各種專題項目。我相信，這本書一定會成為我 Arduino 學習道路上不可或缺的夥伴，幫助我打開創意的無限可能！我特彆期待能夠學習到如何利用 Arduino 控製電機、傳感器，並實現更高級的功能，例如自主導航、循跡、避障等等。這本書的齣現，無疑為我這樣的創客和學生提供瞭一個絕佳的學習平颱，也讓我對未來的項目充滿瞭信心。