前言

2016年我寫了《Arduino+3D打印創(chuàng)新電子制作》，該書中的項(xiàng)目使用開源硬件Arduion和3D打印技術(shù)來(lái)進(jìn)行創(chuàng)意制作。隨著時(shí)間的推移，開源硬件市場(chǎng)上已不再是Arduino獨(dú)步天下，各種新的開源硬件層出不窮，例如簡(jiǎn)單易用的micro:bit、基于ESP32的掌控板等；軟件編程方式也不再只有“令人生畏”的代碼模式，而是涌現(xiàn)出很多圖形化編程軟件，Mind+就是其中之一；而在作品結(jié)構(gòu)件的加工方面，激光切割也已走入創(chuàng)客教育領(lǐng)域，它以造物時(shí)間短、精度高的優(yōu)勢(shì)完勝3D打印技術(shù)。本書中使用了雷宇激光的LaserMaker建模軟件，我們借助它不僅可以快速完成模型的設(shè)計(jì)，而且可以完成模型的切割。于是我們就有了以開源硬件和激光切割展開創(chuàng)意制作的思路：使用開源硬件（Arduino、micro:bit、掌控板）作主控，使用LaserMaker激光建模設(shè)計(jì)和切割結(jié)構(gòu)件，以圖形化或文本方式進(jìn)行編程。這種組合的造物方式既縮短了造物的周期，也降低了造物的難度。

章節(jié)設(shè)計(jì)

本書的序章教你如何使用LaserMaker設(shè)計(jì)、切割模型，使你可以快速入門。書中收錄的16個(gè)制作項(xiàng)目分為創(chuàng)意生活、科學(xué)探究、數(shù)據(jù)物聯(lián)、AI創(chuàng)新四大部分。創(chuàng)意生活介紹的是從生活實(shí)際需求出發(fā)設(shè)計(jì)、制作出的4個(gè)項(xiàng)目；科學(xué)探究介紹的是4個(gè)與學(xué)科教學(xué)相關(guān)的項(xiàng)目，展示如何通過開源硬件制作教學(xué)實(shí)驗(yàn)儀器，為日常教學(xué)服務(wù)；數(shù)據(jù)物聯(lián)介紹的是4個(gè)含有物聯(lián)網(wǎng)功能的項(xiàng)目，它們將采集到的數(shù)據(jù)上傳到物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)，便于進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，又能實(shí)現(xiàn)對(duì)本地設(shè)備的遠(yuǎn)程控制；AI創(chuàng)新介紹的是4個(gè)以哈士奇（HuskyLens）人工智能攝像頭為基礎(chǔ)，通過對(duì)標(biāo)簽、人臉、物體的識(shí)別制作出的關(guān)于機(jī)器視覺的項(xiàng)目。

本書從簡(jiǎn)單的項(xiàng)目講起，逐步推進(jìn)，讀者可在閱讀的同時(shí)掌握相關(guān)技術(shù)，最終利用所學(xué)技術(shù)完成自己的創(chuàng)意制作項(xiàng)目。

本書的意義

（1）開源硬件主控板可以連接不同類型的電子模塊，可以讓學(xué)習(xí)者在制作過程中掌握傳感器的應(yīng)用方法，做到觸類旁通，而非只學(xué)會(huì)運(yùn)用本書中介紹的相關(guān)硬件。

（2）編程通常是項(xiàng)目制作的難點(diǎn)，本書中的項(xiàng)目大多使用Mind+進(jìn)行圖形化編程，降低了難度，這對(duì)于入門編程教學(xué)來(lái)說(shuō)非常重要。同時(shí)Mind+具有代碼模式，可在圖形化編程和代碼編程之間無(wú)縫銜接，滿足不同層次用戶的需求。

（3）開源硬件+圖形化編程，既能幫我們通過簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)完成任務(wù)，也能夠?qū)⒓夹g(shù)應(yīng)用與生活中的實(shí)際問題結(jié)合起來(lái)。

（4）不管是信息技術(shù)還是通用技術(shù)，在很多學(xué)校中都只是停留在理論設(shè)計(jì)階段，學(xué)生將設(shè)計(jì)物化的機(jī)會(huì)少之又少。本書以開源硬件+激光切割的思路，為技術(shù)學(xué)科教學(xué)實(shí)踐提供了一個(gè)參考，同時(shí)也實(shí)現(xiàn)了單一學(xué)科向綜合學(xué)科演進(jìn)和知識(shí)的融合。

應(yīng)用場(chǎng)景

本書可為創(chuàng)客提供創(chuàng)意靈感和制作方案，也可以供學(xué)校科技社團(tuán)參考。

致謝

本書能夠出版要感謝雷宇激光和DFRobot的鼎力支持。

感謝我的同事李巖老師在簡(jiǎn)易熱成像裝置、非接觸式快速測(cè)溫打印系統(tǒng)這兩個(gè)項(xiàng)目中做出貢獻(xiàn)。我的學(xué)生朱子瑋、張培欽、馮彥博、紀(jì)涵予、唐羽萱參與了本書中智能消毒牙刷架，水質(zhì)采樣監(jiān)測(cè)、垃圾清理船，基于視覺識(shí)別的智能嬰兒床，視覺識(shí)別智能分類垃圾桶這4個(gè)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)與制作，在此一并表示感謝。

由于我的水平有限，書中難免會(huì)有疏漏，讀者在閱讀過程中若發(fā)現(xiàn)不足之處，敬請(qǐng)指正。我的電子郵箱是519911704@qq.com。

陳杰
2021年9月