乐学电子技术-DIY传感器玩mBlock（青少年STEAM活动核心系列丛书）_张子红著_9787302538936

随着教育部将STEAM 写入《义务教育小学科学课程标准》中，以及国务院《新一代人工智能发展规划》等文件的发布，STEAM 教育已驶往发展的快车道。支持学生开展STEAM 活动的脚手
架，也是STEAM 课程的核心，是程序设计、电子技术和结构设计三部分。学生在STEAM 活动中设计的解决实际问题的方案以及测试环节，都可以通过“程序设计+ 电子技术+ 结构设计”的方式
制作出来。
《好玩的Scratch》一书，属于“程序设计+ 电子技术+ 结构设计”框架中的“程序设计”部分。
本书是在《好玩的Scratch》的基础上，通过“图形化的mBlock+开源电子”的方式，以及通过让学生自己制作传感器，逐步引导学生，进入奇妙的电子技术世界。
本书的重点是通过引导学生亲自动手实践来掌握电子制作的相关技术，阅读完本书后，学生将能够使用mBlock 软件编写程序。然后通过运行mBlock 程序，可以“看见”电子元件和电路的运行效果，进而理解电子元件和电路的作用。
本书共15 章，前4 章介绍基础知识，第5 ～ 15 章，每章都介绍一个独立项目，每个项目都包括项目分析、硬件制作、软件分析制作、优化迭代、拓展应用和相关资料等。
本书可作为中小学和培训机构的创客社团教材、创客教师的研习教材以及开源硬件爱好者的入门教材。

STEAM 核心课程包括程序设计、电子技术和结构设计三部分。在《好玩的Scratch》一书的基础上，学生通过学习和使用Scratch 软件，掌握了程序运行的常见流程。《乐学电子技术——DIY 传感器玩mBlock》一书，是在《好玩的Scratch》的基础上，通过“图形化的mBlock+ 开源电子”的方式，让学生自己制作传感器，
逐步引导学生进入奇妙的电子技术世界。
本书配套资源包括：项目的示例程序；用于加工底板的SolidWorks 原文件、底板截图和激光切割DXF 文件；虚拟电子元件搭建的Fritzing 原文件。这些丰富的配套资源非常方便老师们开展教学。
本书的重点是自己动手，掌握电子制作相关技术。同时，结合mBlock 软件，理解电子元件和电路的作用。
本书共15 章，前4 章分别介绍准备工作、Arduino 简介、电子技术基本知识、常用的工具和材料等内容。
从第5 章起，由易到难，从使用一个电子元件制作传感器开始，逐步增加难度。
每章介绍一个独立项目，每个项目都包括项目分析、硬件制作、软件分析制作、优化迭代、拓展应用和相关资料等内容。
每章传感器的制作方式包括三种：一是使用套装硬件，即使用厂家生产的整套电子元件制作传感器；二是使用电子元件，纯手工DIY 传感器；三是使用电子元件，在面包板上制作传感器。
在制作好传感器的基础上，再设计和制作mBlock 端的游戏，最后是测试、优化和迭代。
最有特色的是所配的“相关资源”，这一部分使用浅显易懂的语言，以帮助学生看懂电子元件的说明文件，进而达到学生通过看电子元件的技术文档，自己就能掌握电子元件的使用方法。
本书的特点：
（1）本书是STEAM 三大核心课程（程序+ 电子+ 结构）中的电子部分。
（2）本书是电子技术入门的最佳载体。通过mBlock 软件，读者可以“看见”电子元件和电路的运行效果。
（3）掌握项目制学习方法：基于实际问题，分析需求，设计背景、角色和算法。
（4）训练逻辑思维：从分析项目入手，用百度脑图，分别按程序流程和对象两种思维方式分析项目。
（5）培养创新能力：通过一个个好玩、实用的案例，让读者在理解的基础上，先仿照，再创造，进而逐渐形成创新力。在完成项目基本功能的基础上，进行拓
展，以激发创新思维。
本书的内容安排：
第1 章　准备工作
第2 章　Arduino 简介
第3 章　电子技术基本知识
介绍万用表的使用方法，认识电压、电流、电阻、直流电源、电池、电容以及各种开关和负载（如马达、LED 灯、蜂鸣器），并且学习串联、并联等知识。
第4 章　常用工具和材料介绍27 种常见创客工具和18 种材料的使用方法。
第5 章　反应速度测试仪（按键传感器）设计和制作按键传感器，并在mBlock 软件中设计和制作一个反应速度测试仪。
第6 章　按键赛马（按键传感器）设计和制作按键传感器，并在mBlock 软件中设计和制作一款“按键赛马”游戏。
第7 章　抽奖机（触摸传感器）设计和制作触摸传感器，并在mBlock 软件中设计和制作一台抽奖机。
第8 章　投票器（按键传感器）设计和制作按键传感器，并在mBlock 软件中设计和制作一个投票器。
第9 章　迷宫（旋转电位器）设计和制作旋转电位器，并在mBlock 软件中设计和制作一款“迷宫”游戏。
第10 章　抢滩登陆战（旋转电位器+ 按键）设计和制作旋转电位器+ 按键传感器，并在mBlock 软件中设计和制作一款“抢滩登陆战”游戏。
第11 章　坦克大战（按键传感器）
设计和制作4 个按键+ 两个按键传感器，并在mBlock 软件中设计和制作一款“坦克大战”游戏。
第12 章　雷电（按键传感器设计和制作4 个按键+ 两个按键传感器，并在mBlock 软件中设计和制作一款“雷电”游戏。
第13 章　神箭手（直滑式电位器+ 按键）设计和制作直滑式电位器+ 按键传感器，并在mBlock 软件中设计和制作一款“神箭手”游戏。
第14 章　快快接礼物（直滑式电位器）设计和制作直滑式电位器，并在mBlock 软件中设计和制作一款“快快接礼物”游戏。
第15 章　深海潜行（超声波传感器）设计和制作超声波传感器，并在mBlock 软件中设计和制作一款“深海潜行”游戏。
附录1　各项目底板尺寸图
附录2　配套的全套DIY 底板
附录3　配套的套装硬件
附录4　配套的全套DIY 电子元件
附录5　原文件下载
适合阅读本书的读者：
● 创客教师
● 中小学学生
● 小学、初中、高中、大学教师
● STEAM 研发机构
● STEAM 课程培训机构
● Scratch 爱好者
● Scratch 培训机构教师
● 硬件开发工程师
说明：为了页面效果和便于学习，本书在介绍网页制作过程中使用了一些网图片。因图片版权无法查找，故未能及时与图片著作权人取得联系，在此深表歉意。如若侵犯了您的权益，请您及时与我们联系，我们将按市场价格支付图片使用费用，谢谢！
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张子红
2020 年4 月

第1 章准备工作 / 1
第2 章 Arduino 简介 / 7
第3 章电子技术基本知识 / 19
3.1　万用表和电压、电流、电阻 / 20
3.2　开关 / 36
3.3　负载 / 40
3.4　串联、并联 / 43
第4 章常用工具和材料 / 45
第5 章反应速度测试仪（按键传感器） / 60
5.1　项目分析和制作硬件 / 62
5.2　制作硬件 / 62
5.3　设计软件 / 75
5.4　优化迭代 / 78
5.5　拓展应用 / 81
5.6　相关资料 / 82
第6 章按键赛马（按键传感器） / 85
6.1　项目分析和制作硬件 / 87
6.2　制作硬件 / 87
6.3　设计软件 / 93
6.4　测试、优化和迭代 / 98
6.5　拓展应用 / 99
第7 章抽奖机（触摸传感器） / 101
7.1　项目分析和制作硬件 / 102
7.2　套装硬件制作抽奖机手柄 / 103
7.3　设计软件 / 106
7.4　测试、优化和迭代 / 110
7.5　拓展应用 / 111
7.6　相关资料 / 112
第8 章投票器（按键传感器） / 115
8.1　项目分析和制作硬件 / 117
8.2　制作硬件 / 119
8.3　设计软件 / 126
8.4　拓展应用 / 129
第9 章迷宫（旋转电位器） / 131
9.1　项目分析和制作硬件 / 133
9.2　制作硬件 / 134
9.3　设计软件 / 139
9.4　测试、优化和迭代 / 143
9.5　拓展应用 / 143
9.6　相关资料 / 144
第10 章抢滩登陆战（旋转电位器+ 按键） / 153
10.1　项目分析和制作硬件 / 155
10.2　制作硬件 / 156
10.3　设计软件 / 166
10.4　测试和优化 / 173
10.5　拓展应用 / 174
10.6　相关资料 / 175
第11 章坦克大战（按键传感器） / 182
11.1　项目分析和制作硬件 / 183
11.2　制作硬件 / 185
11.3　设计软件 / 195
11.4　测试、优化和迭代 / 201
11.5　拓展应用 / 205
第12 章雷电（按键传感器） / 207
12.1　项目分析和制作硬件 / 208
12.2　设计软件 / 210
12.3　测试、优化和迭代 / 217
12.4　拓展应用 / 218
第13 章神箭手（直滑式电位器+ 按键） / 220
13.1　项目分析和制作硬件 / 222
13.2　制作硬件 / 223
13.3　设计软件 / 231
13.4　测试、优化和迭代 / 236
13.5　拓展应用 / 237
13.6　相关资料 / 237
第14 章快快接礼物（直滑式电位器） / 246
14.1　项目分析和制作硬件 / 247
14.2　制作硬件 / 248
14.3　设计软件 / 255
14.4　测试、优化和迭代 / 260
第15 章深海潜行（超声波传感器） / 262
15.1　项目分析和制作硬件 / 264
15.2　制作硬件 / 265
15.3　设计软件 / 275
15.4　测试、优化和迭代 / 279
15.5　拓展应用 / 281
15.6　相关资料 / 281
附录1　各项目底板尺寸图 / 288
附录2　配套的全套DIY 底板 / 294
附录3　配套的套装硬件 / 297
附录4　配套的全套DIY 电子元件/ 299
附录5　原文件下载 / 301

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