轻课程 Scratch(mBlock)机电整合与Arduino控制轻松学:使用iPOE A2积木四轮车

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具体描述

※课程实施极具弹性并都有具体成果,配合多元选修需求。

  赞1 体验组装四轮车与手机操控验证成果。
  赞2 借由积木素材搭建,探讨汽车机械构造,阿克曼机构、差速器机械原理等直接真实呈现。
  赞3 应用3D列印机,做车体的改造设计。
  赞4 配备教具,练习程式写作与控制,使用Scratch(mBlock)图控程式与Arduino IDE写作介面,建立完整的机电整合能力。
 
好的,以下是一份关于名为《轻课程 Scratch(mBlock)机电整合与Arduino控制轻松学:使用iPOE A2积木四轮车》的图书的简介,这份简介旨在详细介绍该书涵盖的内容,但不包含任何关于人工智能或AI生成过程的描述。 --- 图书简介 《轻课程 Scratch(mBlock)机电整合与Arduino控制轻松学:使用iPOE A2积木四轮车》 本书是一本专注于通过实际动手操作,引导读者从零开始掌握图形化编程与嵌入式控制技术的实践指南。我们旨在搭建一座连接Scratch(mBlock)趣味编程世界与真实机械控制(基于Arduino平台)的桥梁,使复杂的机电整合过程变得直观、易懂且充满乐趣。 核心理念与目标读者 本书的设计理念是“轻入门,重实践”。我们摒弃了晦涩难懂的理论,转而采用项目驱动的学习方式,让读者在搭建和编程的过程中自然理解电子、机械和编程知识的相互作用。 本书适合以下读者群体: 1. 中小学信息技术教师与创客导师: 希望将编程教育与机器人、电子制作相结合的教育工作者,寻找一套系统化、易于课堂实施的教材。 2. 对编程与硬件交叉领域感兴趣的初学者: 没有任何编程或电子基础,但渴望通过搭建实物来学习编程逻辑的爱好者。 3. 希望提升孩子动手能力的家长: 寻求能够激发孩子逻辑思维、培养问题解决能力的亲子学习资源。 4. STEM教育的实践者: 致力于在科学(Science)、技术(Technology)、工程(Engineering)和数学(Mathematics)领域进行跨学科融合教学的人员。 全书技术框架与结构 本书内容紧密围绕一个核心平台展开:iPOE A2积木四轮车。该平台集成了优质的机械结构、高性能的微控制器(兼容Arduino环境),以及丰富的传感器和执行器接口。 全书内容被划分为逻辑清晰的几个模块,层层递进: 第一模块:环境搭建与基础认知 此模块是入门的基石。读者将首先学习如何正确安装和配置mBlock软件环境。mBlock作为Scratch的强大分支,它不仅支持图形化编程,更重要的是,它能够直接生成和烧录控制Arduino板的底层代码。 软件安装与调试: 详细指导如何下载、安装mBlock软件,并识别其在图形化编程与代码生成之间的转换机制。 硬件识别与连接: 介绍iPOE A2四轮车结构、各个核心组件(如主控板、电机驱动模块、传感器接口)的命名和功能。重点讲解如何安全、正确地连接USB数据线,并识别和安装必要的驱动程序。 基础概念: 引入“积木块”、“变量”、“事件驱动”等编程概念,并用直观的积木拖拽方式展示其工作原理。 第二模块:积木编程基础与车体控制 本模块将重心放在如何使用mBlock积木块来控制四轮车的运动部件。这是实现“移动”目标的第一步。 直流电机控制: 详细讲解如何通过编程控制四个直流电机实现前进、后退、转向(原地左转、右转、大回环转)等基本动作。我们将使用mBlock中的“扩展库”功能来调用Arduino底层的电机驱动指令。 速度与时间控制: 学习如何通过调整“速度”参数(PWM调速原理的图形化体现)和“持续时间”积木块,精确控制车辆的运动轨迹和距离。 组合动作序列: 引导读者设计复杂的运动路径,例如“前进一段距离 -> 停止 -> 旋转90度 -> 再前进”,培养结构化编程思维。 第三模块:传感器的集成与环境感知 当车辆能够移动后,下一步是让车辆具备“感知”环境的能力。本模块引入了iPOE A2平台上集成的关键传感器,并展示如何将传感器数据反馈到程序逻辑中。 超声波测距模块应用: 这是实现避障功能的核心。读者将学习如何读取超声波传感器返回的距离值。随后,我们设计一个核心算法:如果距离小于设定阈值,则立即停止并执行转向操作。 红外循迹传感器应用: 针对线路跟随任务,讲解如何使用红外对管阵列来检测地面黑白线的反射率差异。我们将通过逻辑判断积木块,编写程序让小车沿着预设的黑线路径行驶。 光线传感器与LED反馈: 探索如何利用环境光强变化来触发特定事件,例如光线过暗时点亮车灯(LED)。 第四模块:进阶机电整合——Arduino底层逻辑的渗透 虽然主要使用图形化界面,但本书不回避向读者揭示底层的Arduino代码逻辑。在适当的时机,我们将展示mBlock自动生成的C/C++代码片段,帮助读者理解图形化积木块背后实际执行的命令。 函数与自定义模块: 学习如何封装常用代码片段(如“做一个90度转弯”),提高程序的复用性和可读性。 条件判断与循环的高级应用: 结合传感器数据,设计更复杂的决策树,例如“如果前方有障碍物,先向左转尝试,如果左边也堵塞,则向右转”。 串口通信基础(调试工具): 利用mBlock的串口监视器功能,实时查看传感器读取到的原始数据,这对于程序调试至关重要。 第五模块:综合项目实战 本模块将所有学到的知识点整合起来,完成几个富有挑战性的综合项目。 1. 自动避障小车: 集成超声波传感器,实现稳定、高效的自主导航和路径规划。 2. 循迹寻宝车: 结合循迹模块和基本运动控制,设计小车沿着复杂线路到达指定目标点。 3. 遥控模式切换(可选硬件扩展): 演示如何通过蓝牙或红外模块,将程序逻辑切换为手动遥控模式,增强人机交互体验。 本书特色 完全可视化编程环境: 采用mBlock,确保即便是编程新手也能快速上手,无需记忆复杂的语法。 紧密贴合iPOE A2平台: 所有示例和项目都是基于该特定硬件设计的,确保读者在操作中“零配置”或“极少配置”就能成功运行代码。 详尽的图文步骤: 配备大量高清、彩色的硬件连接图和软件操作截图,确保每一步操作都清晰无误。 强调工程思维: 不仅教“如何做”,更引导思考“为什么这样做”,培养系统调试和逻辑优化的能力。 通过本书的学习,读者将不仅能熟练使用Scratch/mBlock进行创意编程,更能将虚拟的程序指令转化为驱动真实世界机械运动的强大力量,真正实现从“玩代码”到“控硬件”的飞跃。

著者信息

图书目录

微课1  四轮车机械结构探讨与建构
1-1  四轮车机械结构探讨
1-2  建构四轮车

微课2  控制系统Arduino 与图控程式Scratch(mBlock)
2-1  控制系统Arduino
2-2  图控程式Scratch(mBlock)

微课3  机电整合与蓝牙遥控四轮车
3-1  组装iPOE A2自走车机构与电控系统
3-2  编写蓝牙遥控程式
3-3  使用操控APP程式
3-4  进阶遥控程式

微课4  四轮车改装-车体设计与制作
4-1  应用雷射切割或剪纸
4-2  应用3D列印机
4-3  太阳能充电

微课5  汽车教练场设计与交通安全
5-1  使用mBlock 设计电脑互动模拟汽车驾训场地驾驶
5-2  实际场地图演练
 

图书序言

图书试读

用户评价

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哇,看到这本《轻课程 Scratch(mBlock)机电整合与Arduino控制轻松学:使用iPOE A2积木四轮车》,我真的太兴奋了!我一直对机器人和编程很有兴趣,但总是觉得市面上的一些教程太过于专业,很多术语我根本听不懂,或者需要买很多零散的零件,光是研究那些零件就头大了。这本《轻课程》光看书名就感觉很亲切,"轻课程"三个字真的说到我心坎里去了,表示它不会让我们这些新手望而却步。而且它强调"机电整合与Arduino控制轻松学",这听起来就是我一直想要的,能够把想法变成现实,看到机器人动起来,这其中的成就感一定非常棒。最让我眼前一亮的是它特别提到了"iPOE A2积木四轮车",这意味着它有一个很棒的平台,我们不需要从零开始搭建车体,可以直接在这个积木车上进行编程和控制,这样就能更快地进入到学习的核心——编程和控制逻辑。我之前也看过一些Arduino的入门书,但往往都是讲电路图和代码,很少有结合实物的,这让我觉得很抽象。这本《轻课程》结合了Scratch(mBlock)的图形化编程,我听说Scratch非常适合初学者,用拖拽模块的方式就能编写程序,这对于我这种对代码感到恐惧的人来说简直是福音!而且mBlock是基于Scratch的,还增加了对硬件的控制功能,简直是为Arduino量身打造的。这本书的出现,让我看到了学习机器人和编程的希望,期待它能带我开启一段有趣的旅程。

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作为一个刚开始接触Arduino和机器人编程的上班族,我一直在寻找一本能够帮助我快速上手、并且能看到实际成果的书。市面上的Arduino教程,很多都要求有很强的电子基础,看那些电路图和元器件手册,简直让我头晕眼花。而这本《轻课程 Scratch(mBlock)机电整合与Arduino控制轻松学》的出现,让我眼前一亮。它主打“轻课程”和“轻松学”,这对我来说就是定心丸。Scratch(mBlock)的图形化编程,意味着我不需要去记忆复杂的C++语法,只需要通过拖拽积木块就能完成编程,这大大降低了我的学习压力。更让我惊喜的是,它直接提供了“iPOE A2积木四轮车”作为载体,我可以直接在上面进行编程和实验,而不需要自己去挑选各种零件、焊接电路。这意味着我能够更快地体验到“机电整合”的乐趣,看到我编写的代码让这台四轮车跑起来、做出各种动作。这本书似乎是将编程、硬件和趣味性完美结合的典范,让我相信,即使是零基础的普通人,也能通过它来学习到有用的技术,甚至可能开启我对科技领域的新爱好。

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最近我一直在关注人工智能和机器人技术的发展,觉得这个领域实在是太酷了,但总觉得离自己很远,要么就是需要高深的数学知识,要么就是需要买一大堆昂贵的设备。这本《轻课程 Scratch(mBlock)机电整合与Arduino控制轻松学:使用iPOE A2积木四轮车》的出现,一下子拉近了我与这个领域的距离。我一直对编程很感兴趣,但对传统代码编程总是有畏难情绪,听说Scratch(mBlock)是非常适合初学者的图形化编程工具,能够以非常直观的方式来学习编程逻辑,这对我来说简直是量身定做。更重要的是,它强调“机电整合”和“Arduino控制”,这意味着我不仅仅是写代码,还能看到这些代码如何控制真实的物理世界。而“iPOE A2积木四轮车”的出现,更是让我看到了一个完整的学习闭环:有现成的硬件平台,有易于上手的编程工具,还有对硬件的控制学习,这让我觉得,我真的有可能自己动手做出一个能够动的机器人来。这本书让我觉得,学习机器人和编程不再是遥不可及的专业技能,而是可以通过有趣的实践来掌握的,它为我打开了一扇通往科技世界的大门,让我充满期待,想要一探究竟。

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这本书的出现,真的是解了我好几年的燃眉之急!我一直想给家里的小孩找一本真正能引导他们进入科技世界的书,但市面上充斥着各种“编程启蒙”,有些根本就是换个名字的填鸭式教学,孩子学了之后除了记住几个概念,根本不知道怎么去创造。而这本《轻课程》的切入点就非常巧妙,它没有一开始就堆砌一大堆复杂的硬件知识,而是通过Scratch(mBlock)这样一个有趣且直观的平台,让孩子在玩乐中学习编程逻辑。这对于培养他们的逻辑思维和解决问题的能力非常有帮助。而且,它还结合了“机电整合”和“Arduino控制”,这不仅仅是停留在软件层面,而是让他们看到代码如何与现实世界互动,如何让一个简单的四轮车动起来、转向、避障等等。这其中的过程,绝对能激发孩子无穷的创造力和探索欲。我特别看好它提到的“iPOE A2积木四轮车”,这意味着整本书的学习路径会非常清晰,有一个明确的实操载体,孩子不需要为零件的选购和组装烦恼,可以直接上手操作,学习效果也会更加立竿见影。这本书的定位非常准确,既有“轻课程”的易上手性,又有“机电整合”和“Arduino控制”的深度,相信一定能让孩子在玩中学,在学中创,真正体会到科技的魅力。

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我是一位在科技教育领域工作多年的老师,一直在寻找一套能够真正帮助学生理解和掌握机器人编程的教材。市面上很多教材要么太理论化,要么太侧重于单一的技术点,很难做到系统性地将编程、硬件和实际应用结合起来。这本《轻课程 Scratch(mBlock)机电整合与Arduino控制轻松学:使用iPOE A2积木四轮车》简直是为我们这种一线教师量身定做的。它首先利用Scratch(mBlock)的图形化编程,极大地降低了编程的门槛,让学生能够快速建立对编程的兴趣和信心,这是非常关键的第一步。接着,它引入了“机电整合”的概念,让学生理解软件控制如何驱动硬件,这是机器人技术的精髓所在。而Arduino的加入,更是为学生提供了强大的硬件控制平台,让他们能够实现更复杂的控制逻辑和功能。更重要的是,书中提到的“iPOE A2积木四轮车”作为一个现成的、易于搭建的机器人平台,极大地简化了硬件准备的流程,让教学的重点能够完全聚焦在编程和控制算法的设计上,这对于提高教学效率和学生学习效果至关重要。这本书的编排方式,我预测会是循序渐进,从基础的编程指令到复杂的传感器应用,再到完整的机器人项目,一步步引导学生深入,相信一定能培养出一批优秀的未来科技人才。

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