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1. Arduino是一款国际流行的开源硬件，本书创造性地将Arduino与乐高积木完美的结合在一起，学生通过制作机器人既可以学习机械结构和程序设计的知识，又可以学习电子电路的知识和多种传感器的使用方法和科学原理。2. 本书是以授课的方式，通过大量的机器人实例制作和搭建图片让学生去学习机器人知识，适用于中小学教师将它作为校本课程的教材进行课堂教学，同样，本书也适用于初学者学习Arduino的使用方法和智能机器人的制作。3. 机器人的学习应该是可持续的，如何让学生能够从乐高式积木式的学习过渡到工业机器人的制作或者是创新作品的研发，*终培养出创新型的人才，这是我们教育者需要思考的问题，学生对于机器人的学习应该是系统的，可持续的。因此，本课程将乐高积木与*的创客工具Arduino相结合，让学生利用Arduino继续深入学习机器人的知识，从而能够独立开发和制作属于自己的机器人作品。
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| 內容簡介： |
本书使用全球领先的Arduino与乐高结合进行机器人制作，使学生能够巧妙地搭建机器人的机械结构； 运用ArduBlock图形化语言进行程序编写，从而提升学生学习程序的兴趣； 使用多种传感器制作不同功能的机器人，在制作过程中让学生学习机器人制作的相关知识。
本书以授课的形式，通过大量的机器人实例和搭建配图讲解机器人机械结构搭建和程序设计知识。详细讲解齿轮、连杆等机器人基本机械结构的原理和应用，并且鼓励学生想象、思考，从而建构自己的机器人。
本书主要讲解Arduino的使用方法，包括一些电子电路知识、传感器的原理和知识，让学生在制作机器人的同时，理解和掌握更多的科学知识和原理。
本书适用于有一定乐高积木搭建基础的机器人初学者和开源硬件Arduino的创意机器人开发人员，既可以作为机器人初学者的学习用书，也可以作为中小学教师校本机器人课程的参考教材。
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| 關於作者： |
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高山 北京市第二中学信息技术高级教师 北京市东城区信息技术学科带头人北京市科技创新大赛十佳科技教师北京市青少年机器人竞赛十佳教练员2014年获全国信息技术优质课展评一等奖2015年获第三届全国机器人教学展评课一等奖 2014年高山老师出版的《乐高EV3机器人初级教程》受到广大读者的喜欢，销量进入京东前500。
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| 目錄：
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目录
第1课神奇的Arduino
第2课会发光的LED灯
第3课高尔夫球手
第4课探照灯
第5课捕鼠器
第6课智能温控风扇
第7课胆小的蜘蛛
第8课智能拐杖
第9课智能竹节虫
第10课避障机器人
第11课循线小车
第12课相扑机器人
第13课会走路的机器人
第14课太空运输机器人
第15课红外遥控机器人
附录A【我问你答】参考答案
附录B搭建参考
表B1会发光的LED灯搭建步骤
表B2高尔夫球手搭建步骤
表B3捕鼠器搭建步骤
表B4智能温控风扇搭建步骤
表B5胆小的蜘蛛搭建步骤
表B6智能拐杖搭建步骤
表B7智能竹节虫搭建步骤
表B8红外遥控机器人搭建步骤
表B9机器人套装组件清单
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| 內容試閱：
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前言
Arduino是一款国际流行的开源硬件，本书创造性地将Arduino与乐高积木完美地结合在一起，学生通过制作机器人，既可以学习机械结构和程序设计的知识，又可以学习电子电路的知识及多种传感器的使用方法和科学原理。2014年笔者出版了《乐高EV3机器人初级教程》一书，获得了读者的一致好评，进入京东销售排行前500名。机器人的学习应该是可持续的，如何让学生从乐高式、积木式学习过渡到工业机器人制作或者创新作品研发，最终培养出创新型人才，这是教育者应始终思考的问题。学生对于机器人的学习应该是系统的、可持续的。本书的课程将乐高积木与全球最新的创客工具Arduino相结合，让学生利用Arduino继续深入学习机器人的知识，帮助他们将来独立开发和制作属于自己的机器人作品。本书共15课，笔者以授课的方式由浅入深地讲授利用Arduino与乐高制作机器人的知识和方法，并通过大量机器人实例制作和搭建步骤图解让学生亲自制作和体验。本书适合中小学教师作为校本课程教材进行课堂教学，也适用于初学者学习Arduino的使用方法和智能机器人的制作。本书穿插了笔者很多的制作经验和技巧，希望能给初学者一些启发和帮助。如果您有任何关于机器人方面的问题，欢迎共同探讨，可以发送邮件至22012372@qq.com。
2017年3月
第3课高尔夫球手高尔夫球作为一项高雅绅士的运动（如图31所示），得到了很多人的喜爱。随着科技的发展，试想如果有一个高尔夫机器人陪你打高尔夫球，岂不是一件很有意思的事情！
图31打高尔夫球
课程目标
了解直流电机的工作原理；
理解分支结构程序的编程方法；
掌握按钮的使用方法。任务描述
制作一个智能高尔夫机器人，它可以挥杆并击球，你可以通过一个按钮控制机器人的挥杆。
【动手制作】1. 高尔夫球手手臂制作手臂的制作直接利用直流电机连接十字轴，再连接球杆，球杆的搭建如图32所示。
图32机械手臂
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FansMaker使用的电机是直流电机，直流电机是指能将直流电能转换成机械能，使电机轴可以进行旋转的电机。如图33所示，FansMaker电机使用12V直流减速电机，转速为200rmin。
图33直流减速电机
2. 电机的安装（1 安装电机与电机底架为了更好地将电机与积木零件安装到一起，先将电机与电机底架进行安装，如图34和图35所示。用两个长螺丝钉将电机和电机底架连接起来。
图34电机底架
图35电机与底架安装
抛砖引玉
这里注意不要拆掉电机上已有的两个螺丝，这样做可能会损坏电机的减速系统。电机上有两个预留的螺丝口，我们拿两个新的螺丝固定上即可。电机是通过程序设计实现转动的，不要用手直接转动电机，这样做有可能会损坏电机。
（2 安装电机轴连接器电机的D型输出轴与轴连接器进行安装，安装方法是将轴连接器小孔一端连接电机输出轴并用螺丝固定，如图36和37所示。
图36轴连接器和螺丝
图37电机输出轴的连接
（3 连接电机与球杆将轴连接器大孔一端连接乐高十字轴并用螺丝固定，如图38所示。如果你觉得金属螺丝会损坏乐高十字轴，也可以使用顶丝或者尼龙螺丝钉代替，如图39所示。
图38手臂与轴连接器连接
图39尼龙螺丝连接
（4 将手臂连接到高尔夫球机器人的躯干部分用两根长螺丝将电机与躯干部分进行连接，将螺母拧紧使电机固定在高尔夫机器人身体上，如图310所示。
图310手臂与轴连接器连接
3. 安装电机驱动板
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电机驱动板
FansMaker电机驱动板采用大功率电机专用驱动芯片L298P，可直接驱动直流电机，电机驱动板可以同时控制2个电机M1和M2。如图311所示。
图311电机驱动板
1 电机与电机驱动板的连接利用鳄鱼线将电机与电机驱动板相连，一端的金属线丝连接电机驱动板，另一端的鳄鱼夹夹在电机上，如图312所示。
图312鳄鱼线与电机驱动板连接
抛砖引玉
图313电机驱动板连接
电机驱动板与电机的连接线除了鳄鱼线外，还可以使用飞机头测试线或直接将线焊接到电机上。测试使用电机时，可以使用鳄鱼线或飞机头测试线，如果长时间使用电机不必进行拆卸，可以直接将电线焊接到电机上进行使用，如图313所示。电机驱动板上M1和M2两个电机口如何压紧电线丝呢？这里注意逆时针方向是松，顺时针方向是紧。先松开螺丝，放入电线丝，最后拧紧螺丝就可以了。
2 电机驱动板与Arduino的连接将电机驱动板直接插到Arduino主控板上，如图314所示。
图314电机驱动板的连接
抛砖引玉
从图314中发现在主控板下面有一个金属板，这是主控板的固定架，利用固定架就可以将主控板固定在乐高积木上面，固定支架使用铜柱与主控板连接。一般情况下，使用2~3个铜柱就可以了。
4. 电池的安装
图315锂电池
Arduino通过USB下载线连接计算机，USB输入电压是5V，电机输出口的电压在3V左右由于Arduino主控板的电路设计原因，如果要直接驱动12V的直流减速电机，你会看到电机的速度非常的慢，不能达到完成任务的要求。因此，我们可以加入外接电源保证控制电路的供电和直流减速电机的正常工作。我们选用7.4V锂电池进行供电，它在充满电的情况下电压是8V左右，如图315所示。
抛砖引玉
锂电池有两个连接端口，公头端口插到电机驱动板上，母头端口是充电端口，当锂电池使用一段时间后要进行充电，充电后再使用。为了使用安全，应选择带电路保护的锂电池，不要将这两个头连接到一起，防止电池被损坏。
【程序设计】1. 控制电机转动，挥动球杆
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控制电机的接口是10、11、12、13，控制M1电机的是接口10和12，其中12口控制电机方向，10口控制电机转速； 控制M2电机的是接口11和13，其中13口控制电机方向，11口控制电机转速。电机方向用HIGH和LOW控制，电机转速在0~255范围内设置，255为最大速度，0为停止。
控制电机M1挥杆1s，然后收杆，程序如图316所示。
图316控制电机挥杆程序
抛砖引玉
电机转速的控制最大为255，如果设置的数值超出255，实际的数值是对256进行取余。例如设定300，那么取余数得到44，你设定的数值实际是44。
2. 安装按钮，编写程序控制电机的转动上面的程序可以达到挥杆和收杆的效果，但是循环执行，我们无法控制。为了可以人为地控制挥杆，加上按钮装置，如图317所示。
图317挥杆按钮
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按钮
按钮可以按下和松开，按下时指示灯会亮。我们利用按钮的按下和松开控制手臂击打高尔夫球。按钮也可以看作是传感器，按下按钮时，针脚的值返回1，不按按钮时针脚的返回值为0。
要使用按钮，我们要先插上传感器扩展板，如图318所示。按钮通过导线连接到数字口3上。
图318控制电机挥杆程序
加上按钮后的程序设计如图319所示。
图319按钮控制电机挥杆程序
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图320条件语句
在程序中需要判断的时候需要用到条件分支语句，如图320所示。条件满足，则执行执行后面的语句； 条件不满足，则执行否则执行后面的语句。
抛砖引玉
条件表达式的结果是逻辑值，条件满足时结果为真，条件不满足时结果为假。如果条件表达式是个数值，那么是0时是假，非0时是真。由于按钮的值只有0和1，因此，我们在条件表达式中直接放上读取3口针脚值就可以了，如图321所示。
图321直接读取3口针脚值
完成效果高尔夫球手完成效果如图322所示。
图322制作的高尔夫球手
我问你答1. 如果电机设置模拟端口速度为900，那它实际的速度应该是多少？
2. 编写程序的3种程序结构是什么？
【知识拓展】舵机
舵机是由直流电机、减速齿轮组、传感器和控制电路组成的一套自动控制系统，如图323和图324所示。通过发送信号输出旋转角度。舵机与普通直流电机的区别主要在于： 直流电机是圆周转动提供动力，而舵机只能在一定角度内转动，普通直流电机无法反馈转动的角度信息，而舵机则可以。
图323各种舵机
图324舵机包含的零件
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