前言

2016年我寫了《Arduino+3D打印創(chuàng)新電子制作》，該書中的項目使用開源硬件Arduion和3D打印技術(shù)來進行創(chuàng)意制作。隨著時間的推移，開源硬件市場上已不再是Arduino獨步天下，各種新的開源硬件層出不窮，例如簡單易用的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，它以造物時間短、精度高的優(yōu)勢完勝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，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)計和切割結(jié)構(gòu)件，以圖形化或文本方式進行編程。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

本書的序章教你如何使用LaserMaker設(shè)計、切割模型，使你可以快速入門。書中收錄的16個制作項目分為創(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際需求出發(fā)設(shè)計、制作出的4個項目；科學(xué)探究介紹的是4個與學(xué)科教學(xué)相關(guān)的項目，展示如何通過開源硬件制作教學(xué)實驗儀器，為日常教學(xué)服務(wù)；數(shù)據(jù)物聯(lián)介紹的是4個含有物聯(lián)網(wǎng)功能的項目，它們將采集到的數(shù)據(jù)上傳到物聯(lián)網(wǎng)平臺，便于進行數(shù)據(jù)分析，又能實現(xiàn)對本地設(shè)備的遠程控制；AI創(chuàng)新介紹的是4個以哈士奇（HuskyLens）人工智能攝像頭為基礎(chǔ)，通過對標(biāo)簽、人臉、物體的識別制作出的關(guān)于機器視覺的項目。

本書從簡單的項目講起，逐步推進，讀者可在閱讀的同時掌握相關(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)會運用本書中介紹的相關(guān)硬件。

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

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

（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)計階段，學(xué)生將設(shè)計物化的機會少之又少。本書以開源硬件+激光切割的思路，為技術(shù)學(xué)科教學(xué)實踐提供了一個參考，同時也實現(xiàn)了單一學(xué)科向綜合學(xué)科演進和知識的融合。

應(yīng)用場景

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易熱成像裝置、非接觸式快速測溫打印系統(tǒng)這兩個項目中做出貢獻。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、垃圾清理船，基于視覺識別的智能嬰兒床，視覺識別智能分類垃圾桶這4個項目的設(shè)計與制作，在此一并表示感謝。

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

陳杰
2021年9月