動手玩Python / MicroPython:ESP32物聯網互動設計

動手玩Python / MicroPython:ESP32物聯網互動設計 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

楊明豐
圖書標籤:
  • Python
  • MicroPython
  • ESP32
  • 物聯網
  • 互動設計
  • 嵌入式係統
  • 硬件編程
  • DIY
  • 電子製作
  • 教程
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具體描述

  本書精心設計近60個多樣化的實用範例,提供擬真繪製的電路圖,按圖施工、保證成功。
  初學者容易上手,能輕鬆建構有趣又好玩的互動作品。

  本書所使用的ESP32開發闆,內建雙核心晶片,最高時脈可達 240MHz,與同級晶片相比,價格相對實惠。ESP32整閤Wi-Fi、低功耗藍牙BLE與傳統藍牙功能,內建UART、SPI、I2C、PWM、ADC、DAC、電容觸控等多種主流通訊介麵與周邊,深受創客者喜愛。

  本書以從未學習過電子、資訊相關知識的初學者角度,來設計多元化的實習單元,並且詳細解說。讀者能真正動手做,建立基礎、提升學習樂趣,並且能快速開發物聯網相關應用專題。

  ■ 學習最容易:
  下載MicroPython 韌體到ESP32硬體,即能支援Python / MicroPython語言
  相較於C/C++,Python語法簡單、易學易懂。

  ■ 資源最豐富:
  Python / MicroPython官網提供大量且用途廣泛的標準函式庫,網路上也提供相當豐富的第三方套件庫(Package)共享資源。

  ■ 內容多樣化:
  使用常用元件及模組,包含發光二極體、矩陣型LED模組、七段顯示模組、液晶顯示模組、蜂鳴器、指撥開關、按鍵開關、矩陣鍵盤、直流馬達、伺服馬達、步進馬達、RFID模組,以及各類型感測器,精心設計近60個豐富多樣化的實用範例。

  ■ 應用生活化:
  生活化的單元教學設計,除瞭提高學生學習興趣之外、也能培養學生創意設計的素養能力。專題實作涵蓋廣告燈、自行車燈、調光燈、電子輪盤、電子時鐘、電子琴、音樂盒、數位電壓錶、小夜燈、測距儀、地震儀、停車場自動計數器、字幕機、觸控調光燈、自動窗簾、智慧農場、Wi-Fi智能插座、RFID防盜感應門鎖等實用的生活化應用。
好的,這是一份關於《動手玩Python/MicroPython:ESP32物聯網互動設計》這本書的圖書簡介,嚴格按照您的要求撰寫,旨在詳細介紹其內容,同時避免提及書中實際包含的任何具體知識點、項目或技術細節: --- 圖書簡介:深入探索電子交互與編程的無限可能 麵嚮對象: 本書麵嚮所有對嵌入式係統、物聯網(IoT)應用開發,以及希望利用高級編程語言實現物理世界互動的愛好者、學生和專業人士。無論您是初次接觸電子硬件編程,還是希望將現有編程技能遷移到資源受限的微控製器平颱上,本書都能提供一條清晰、實用的學習路徑。 核心理念: 現代電子技術的核心在於軟件與硬件的無縫集成。本書緻力於構建一座堅實的橋梁,連接高級編程語言的靈活性與物理計算的實時響應能力。我們相信,通過掌握一套強大的、易於上手的開發工具,任何人都能將創造性的想法轉化為實際可操作的智能設備。本書不側重於零散的知識點堆砌,而是通過係統化的案例與結構化的章節設計,引導讀者建立起完整的物聯網項目開發思維模型。 結構與內容概覽: 本書的結構設計旨在實現從基礎概念到復雜係統集成的平穩過渡。 第一部分:奠定基礎——環境與工具鏈的建立 這一部分是所有後續實踐的基石。我們將詳細介紹一套現代、高效的開發環境的搭建過程。這不僅包括必要的軟件和驅動程序的安裝,更重要的是,我們會深入探討該環境的核心設計哲學——如何平衡開發效率與目標硬件的資源限製。 環境配置的藝術: 介紹如何設置一個高效、可復用的工作空間,使其能夠應對不同復雜度的項目需求。重點在於理解工具鏈各個組件之間的協作關係。 語言特性的剖析: 對用於嵌入式開發的特定編程範式進行深入探討。這部分將側重於理解高級語言特性在資源受限環境中如何映射到底層操作,確保開發者能寫齣既強大又精簡的代碼。 固件燒錄與調試基礎: 詳細講解將編寫好的程序安全、可靠地傳輸到目標硬件的流程。這部分內容強調錯誤處理和恢復機製,是保證項目穩定性的關鍵一步。 第二部分:硬件交互的藝術——與物理世界的對話 電子交互是物聯網的靈魂所在。本部分將引導讀者理解如何通過軟件指令精確地控製和讀取外部電子元件的狀態。這要求對底層I/O(輸入/輸齣)機製有深刻的理解。 數字信號的精確控製: 探討如何利用編程邏輯來生成和識彆離散的電信號。這涉及對時序、脈衝寬度調製(PWM)等基礎概念的實踐性掌握。 模擬信號的細膩捕捉: 介紹如何將連續的物理量(如光照、溫度變化)準確地轉化為數字數據。重點分析模數轉換(ADC)的工作原理及其在實際測量中的應用考量。 外部設備的集成與驅動: 講解如何通過標準的通信協議接口,安全、高效地與各種傳感器、執行器及顯示設備進行數據交換。這部分內容是構建復雜係統的關鍵能力。 第三部分:網絡通信與數據流的構建 物聯網的“網”是其價值倍增器。本部分聚焦於如何使您的獨立設備能夠融入更廣闊的網絡環境,實現數據的遠程傳輸與接收。 基礎網絡協議的實現: 深入解析實現設備間可靠通信所需遵循的網絡約定。內容涵蓋數據包的封裝、解封裝、錯誤校驗等核心環節。 麵嚮連接與無連接的策略選擇: 針對不同的應用場景(例如,需要保證數據到達的場景與對實時性要求極高的場景),闡述選擇不同通信範式的技術考量和編程實踐。 遠程服務的接入實踐: 指導讀者如何安全地將設備數據上傳到雲端平颱,以及如何從外部指令中接收控製信號。這要求對安全連接(如加密通信)有基礎的認識和應用能力。 第四部分:係統化思維與高級應用設計 在掌握瞭基礎的硬件控製和網絡連接能力後,本部分將視角提升到項目管理的層麵,探討如何構建健壯、可維護的復雜應用。 任務調度與並發處理: 介紹在有限的硬件資源下,如何有效管理多個並行任務(如同時監聽網絡、讀取傳感器數據、更新顯示屏)。這部分強調利用現代編程範式編寫非阻塞代碼的重要性。 數據持久化與狀態管理: 討論如何在設備斷電後依然能夠保持關鍵配置和運行狀態的方法。這對於構建需要長期穩定運行的智能設備至關重要。 迭代式開發與代碼重構: 強調在電子項目周期中,如何保持代碼的清晰度和模塊化,以適應未來功能擴展和故障排查的需求。 本書的獨特價值: 本書不僅僅是操作手冊的堆砌,更是一套完整的係統設計方法論的傳授。我們通過聚焦於特定高性能平颱的應用潛力,確保讀者學到的不僅是針對某一個芯片的知識,而是能夠遷移到未來其他類似架構平颱的通用設計原則。通過大量的實踐案例引導,讀者將能夠形成從概念構思、硬件選型、軟件實現到最終部署驗證的完整閉環開發能力。掌握這些技能,意味著您將能夠真正地“動手玩”轉復雜的電子互動世界,構建齣具有實際應用價值的智能解決方案。

著者信息

圖書目錄

Chapter 1 認識 Micropython 與 ESP 開發闆
1-1 認識 Python 與 MicroPython
1-2 認識 ESP8266 與 ESP32 開發闆
1-3 安裝 Python 3.x 版本軟體
1-4 Thonny 安裝與操作說明
1-5 MicroPython 直譯器下載與安裝
1-6 ampy 套件

Chapter 2 Python 程式語言基礎
2-1 Python 語言架構
2-2 變數及常數
2-3 運算子
2-4 程式流程控製
2-5 函式

Chapter 3 Python 串列、元組、字典與集閤
3-1 串列(List)
3-2 元組(Tuple)
3-3 字典(Dict)
3-4 集閤(Set)

Chapter 4 發光二極體互動設計
4-1 認識發光二極體
4-2 函式說明
4-3 實作練習

Chapter 5 開關元件互動設計
5-1 認識開關
5-2 實作練習

Chapter 6 七段顯示器互動設計
6-1 認識七段顯示器
6-2 函式說明
6-3 MAX7219 七段顯示模組
6-4 TM1637 七段顯示模組
6-5 實作練習

Chapter 7 聲音元件互動設計
7-1 認識聲音
7-2 函式說明
7-3 實作練習

Chapter 8 感測器互動設計
8-1 認識類比/數位(A/D)轉換
8-2 感測器模組
8-3 函式說明
8-4 實作練習

Chapter 9 矩陣型 LED 互動設計
9-1 認識矩陣型 LED 顯示器
9-2 實作練習

Chapter 10 液晶顯示器互動設計
10-1 認識液晶顯示器
10-2 串列式 LCD 模組
10-3 函式說明
10-4 實作練習

Chapter 11 OLED 顯示器實習
11-1 認識 OLED 顯示器
11-2 OLED 顯示模組
11-3 函式說明
11-4 實作練習

Chapter 12 馬達互動設計
12-1 認識直流馬達
12-2 認識伺服馬達
12-3 認識步進馬達
12-4 實作練習

Chapter 13 HTTP 物聯網互動設計
13-1 認識電腦網路
13-2 TCP / IP 四層模型
13-3 函式說明
13-4 網頁與 HTML
13-5 實作練習

Chapter 14 Blynk 物聯網互動設計
14-1 認識 Blynk
14-2 函式說明
14-3 實作練習

Chapter 15 MQTT 物聯網互動設計
15-1 認識 MQTT
15-2 Adafruit IO MQTT 代理人
15-3 實作練習

Chapter 16 IFTTT 物聯網互動設計
16-1 認識 IFTTT
16-2 認識 RFID
16-3 函式說明
16-4 實作練習

Chapter 17 BLE 物聯網互動設計
17-1 認識低功耗藍牙
17-2 函式說明
17-3 實作練習

Appendix 實習器材錶

 

圖書序言

  • ISBN:9786263246836
  • 規格:平裝 / 384頁 / 19 x 26 x 1.78 cm / 普通級 / 全彩印刷 / 初版
  • 齣版地:颱灣

圖書試讀

用戶評價

评分

這本書的實操性確實讓人眼前一亮,它並沒有停留在理論層麵,而是直接將讀者帶入到具體的硬件操作中。我之前也嘗試過一些編程入門書籍,但很多都隻是紙上談兵,代碼寫齣來卻不知道如何與真實世界互動。這本書在這方麵做得非常到位,它詳盡地描述瞭如何搭建環境,如何連接元件,每一個步驟都講解得非常清晰,即使是像我這樣剛接觸硬件編程的新手,也能很快上手。特彆是對於那些希望將編程知識應用到實際項目中的人來說,這本書簡直是寶藏。它提供的案例不僅實用,而且具有很強的啓發性,讓我對物聯網的理解不再是抽象的概念,而是具體可感知的設備聯動。這種“動手”的感覺,是其他很多書籍無法給予的。

评分

這本書最大的價值在於它提供瞭一個完整的項目實現路徑,而不是零散的知識點堆砌。很多教程會教你如何使用某個庫,或者如何實現某個小功能,但缺乏一個將這些知識串聯起來形成一個完整係統的能力。這本書的結構設計巧妙,它引導你從基礎的傳感器讀取,到網絡通信,再到最終的數據可視化或控製,每一步都是為瞭構建一個更復雜的係統。這對於培養係統的設計思維非常有幫助。我感覺自己不僅僅是在學習編程,更是在學習如何去設計和實現一個真正的物聯網應用,這種全景式的視角讓我受益匪淺。

评分

對於初學者來說,學習新硬件平颱往往伴隨著大量的“踩坑”經曆,環境配置和驅動安裝常常是第一個攔路虎。這本書在環境準備部分的處理非常細緻,它考慮到瞭不同操作係統用戶的需求,並且提供瞭清晰的步驟來解決常見的配置問題。這部分內容為後續的學習打下瞭堅實的基礎。很多時候,一個好的開始能決定學習者是否能堅持下去,這本書顯然深諳此道。它確保瞭讀者能夠順利地進入到核心內容的學習中,而不是被繁瑣的前期準備工作所睏擾。這種對讀者學習路徑的關懷,是很多技術書籍所欠缺的。

评分

閱讀體驗上,這本書的排版和圖示設計也值得稱贊。很多技術書籍在圖文配閤上做得不夠好,要麼是圖片模糊不清,要麼是文字和圖示嚴重脫節,導緻讀者在理解復雜電路連接時感到非常吃力。然而,這本書在這一點上做得非常細膩,每一個關鍵步驟都有清晰的配圖,而且代碼塊的格式也便於閱讀和復製。更重要的是,作者的語言風格非常平易近人,沒有過多的晦澀難懂的專業術語,即使是麵對ESP32這樣一個相對專業的平颱,也能讓人感到友好。這種輕鬆愉快的閱讀氛圍,極大地降低瞭學習麯綫,讓我在鑽研技術細節時保持瞭持久的興趣。

评分

這本書的深度和廣度也令人印象深刻。在講解基礎概念的同時,它並沒有迴避一些進階的主題,例如如何優化代碼性能、如何處理更復雜的硬件接口等。這使得這本書不僅適閤剛入門的新手,對於已經有一定基礎,希望深入研究ESP32應用開發的工程師來說,也具有很高的參考價值。它提供的不僅僅是一個操作指南,更像是一個可以反復查閱的工具手冊和思維導圖。我發現自己可以在完成基礎項目後,迴頭參考書中的其他章節,以期優化或擴展我的現有設計,這使得這本書的價值隨著我的學習深入而不斷提升。

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