Arduino Projects to Save the World

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出版者:Apress
作者:Emery Premeaux
出品人:
页数:256
译者:
出版时间:2011-12-7
价格:USD 39.99
装帧:Paperback
isbn号码:9781430236238
丛书系列:
图书标签:
  • hacking
  • arduino
  • Programming
  • Arduino
  • Apress
  • 2011
  • Arduino
  • DIY
  • Electronics
  • STEM
  • Programming
  • Robotics
  • Environmental Science
  • Renewable Energy
  • Internet of Things
  • Open Source Hardware
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具体描述

Arduino Projects to Save the World shows that it takes little more than a few tools, a few wires and sensors, an Arduino board, and a bit of gumption to build devices that lower energy bills, help you grow our own food, monitor pollution in the air and in the ground, even warn you about earth tremors. Arduino Projects to Save the World introduces the types of sensors needed to collect environmental data--from temperature sensors to motion sensors. You'll see projects that deal with energy sources--from building your own power strip to running your Arduino board on solar panels so you can actually proceed to build systems that help, for example, to lower your energy bills. Once you have some data, it's time to put it to good use by publishing it online as you collect it; this book shows you how. The core of this book deals with the Arduino projects themselves: * Account for heat loss using a heat loss temperature sensor array that sends probes into every corner of your house for maximum measurement. * Monitor local seismic activity with your own seismic monitor. * Keep your Arduino devices alive in the field with a solar powered device that uses a smart, power-saving design. * Monitor your data and devices with a wireless radio device; place your sensors where you like without worrying about wires. * Keep an eye on your power consumption with a sophisticated power monitor that records its data wherever you like. Arduino Projects to Save the World teaches the aspiring green systems expert to build environmentally-sound, home-based Arduino devices. Saving the world, one Arduino at a time. Please note: the print version of this title is black & white; the eBook is full color. What you'll learn * Help the environment by using Arduino * Install and use environmental sensors * Use low-energy or solar energy sources for your Arduino board to avoid loading conventional energy grids * Build an Arduino-based seismic monitor to protect your home * Measure energy flows inside your home using temperature sensor arrays * Pull together your environmental data in an energy consumption monitor Who this book is for * Programmers excited by Arduino * Arduino users looking for green projects * Embedded systems engineers interested in Arduino Table of Contents * Saving the World: One Sensor at a Time * Spider Temps: A Temperature Measurement Tool with Six Legs * Jungle Power: Keeping an Arduino Alive on Solar, Batteries, and Super Capacitors * Tele-sensation: Wireless Communication for Long-Distance Measurement * Contributing to the Hive Mind: Submitting Your Data to Pachube * The Mass Effect: Measuring Earthquakes with This Seismometer * Staying Current: Keeping track of your power usage

《Arduino Projects to Save the World》并非一本关于特定拯救世界项目的技术手册,而是一本旨在激发读者利用Arduino平台进行创新实践、解决现实世界挑战的指南。本书的核心在于“赋能”,它提供了一个坚实的起点,让读者能够理解Arduino的强大功能,并将其应用于构建能够对社会、环境产生积极影响的解决方案。 本书首先会带领读者深入了解Arduino的起源、核心原理以及其开源生态系统。我们将探索Arduino微控制器是如何工作的,从基础的数字和模拟输入输出,到更复杂的传感器集成和通信协议。内容将涵盖如何安装和使用Arduino IDE,编写和上传代码,以及理解不同型号Arduino板的特性和适用场景。这部分内容旨在为读者打下坚实的技术基础,让他们能够自信地驾驭Arduino硬件和软件。 接着,本书将转向实际应用,通过一系列精心设计的项目,展示Arduino如何在不同领域发挥其潜力。这些项目并非是宏大而遥不可及的“拯救世界”的最终方案,而是更侧重于“小步快跑,解决痛点”的理念。我们关注的是那些看似微小,但累积起来能够产生显著改变的领域。 例如,在环境保护方面,本书将介绍如何利用Arduino构建智能化的环境监测系统。这可能包括: 空气质量监测器: 使用各种传感器(如PM2.5、CO2、VOCs传感器)来实时监测室内或室外的空气质量,并将数据可视化,帮助人们了解并改善呼吸环境。 水质监测系统: 集成pH、浊度、溶解氧等传感器,用于监测水源地的水质变化,为环境保护和资源管理提供数据支持。 太阳能充电控制器: 设计一个高效的太阳能充电控制器,优化太阳能板的能源采集效率,并将其用于为物联网设备或其他小型电子设备供电,减少对传统能源的依赖。 土壤湿度传感器与自动灌溉系统: 构建一个能够感知土壤湿度并根据需要自动启动灌溉的系统,在节约宝贵水资源的同时,提高农业生产效率,尤其适用于干旱地区或家庭园艺。 在社区互助与安全方面,本书将探索如何利用Arduino构建实用的工具: 智能紧急呼叫系统: 设计一个简单易用的紧急呼叫装置,当检测到特定情况(如摔倒、火灾烟雾)时,能够自动向预设的联系人发送求助信息,为老年人或独居者提供安全保障。 位置追踪与寻物器: 集成GPS模块,构建一个简单的位置追踪设备,可以用于追踪贵重物品、宠物,甚至在紧急情况下提供人员定位信息。 简易的家庭安防系统: 利用门窗传感器、运动传感器和蜂鸣器,搭建一个基础的家庭安防系统,提高居家安全感。 在教育与可持续发展领域,本书将引导读者思考如何通过Arduino传播知识和理念: 互动式科普模型: 设计一些能够展示科学原理的互动模型,例如展示温室效应、可再生能源发电原理的模型,用于学校教学或公众科普活动。 能源消耗监测装置: 制作一个能够监测家庭或办公室电器能耗的装置,通过可视化数据,帮助用户了解能源使用情况,并养成节能习惯。 本书并非提供一个“一劳永逸”的拯救世界方案,而是强调“创新思维”和“解决问题的能力”。每一个项目都会详细阐述其背后的科学原理、所需的电子元件、具体的接线方法以及核心的代码逻辑。我们还将探讨如何根据实际需求对项目进行修改和扩展,鼓励读者进行个性化的创新。 此外,本书还会深入探讨“可持续性”和“负责任的技术应用”。这意味着在项目设计和实施过程中,我们将考虑能源效率、材料的可回收性、以及技术对环境和社会的长远影响。我们会讨论如何选择更环保的电子元件,如何优化代码以降低功耗,以及如何避免技术滥用。 “拯救世界”在这里是一个广义的概念,它意味着用技术的力量去解决我们身边的实际问题,去改善我们的生活环境,去提升社会的福祉。本书的目标是点燃读者心中那份用科技改变世界的火花,让他们相信,即使是微小的创意和努力,通过Arduino这样一个强大的平台,也能汇聚成一股不可忽视的力量。 本书的结构将是循序渐进的,从基础概念到复杂项目,并辅以清晰的图示和代码示例,确保不同技术背景的读者都能从中受益。最终,本书希望培养的是一批具备创新精神、解决问题能力和责任意识的Arduino爱好者,让他们能够运用所学知识,在各自的领域内,以自己的方式,“拯救”属于他们自己的“世界”。

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读后感

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用户评价

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这本书的排版和图文配合简直是一场视觉盛宴,这在技术书籍中是相当少见的。很多技术书,内容是硬核的,但阅读体验却是一场灾难,充满了密集的文字和模糊不清的电路图。但《Arduino Projects to Save the World》则完全不同。每一个关键步骤,无论是面包板的接线图还是最后的成品展示,都采用了高清彩图,并且图注清晰明了,让你在对照实物操作时几乎没有歧义。特别是当涉及到传感器和执行器的连接时,作者甚至会用不同颜色高亮关键的信号线和电源线,这种对细节的把控,极大地降低了初学者的挫败感。我过去因为看不懂那些简陋的黑白示意图而放弃了好几个项目,但这本书完全避免了这种困扰。它不仅仅是一本指导手册,更像是一位经验丰富的导师在你旁边,用最直观的方式手把手地教你。这种对用户体验的重视,无疑提升了整本书的实用价值和收藏价值。

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我必须承认,这本书在探讨“可持续性”和“社区互助”这两个主题时,展现出了远超预期的哲学深度。它不仅仅是教你如何用Arduino做东西,更是在潜移默化中,灌输一种利用技术解决集体问题的理念。书中有一个关于“社区闲置物品共享追踪系统”的章节,这个项目的出发点就非常巧妙——它利用RFID标签和一台低成本的Arduino网关,来管理和追踪社区内借出的工具或设备,减少重复购买和资源浪费。这个案例的复杂性不在于技术本身有多难,而在于它要求读者思考如何将一个电子项目融入到一个社会化的管理流程中。作者在项目介绍的引言部分,用非常富有感染力的文字描述了这种“微小的技术改变如何促进人与人之间的信任和协作”,这使得整个阅读过程充满了使命感。它成功地将冰冷的电子元件与温暖的人文关怀连接起来,这比单纯的电子工程书籍要深刻得多。

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如果你是一个习惯于快速原型开发的人,这本书中关于模块化设计和API调用的讲解,绝对会让你爱不释手。作者非常注重代码的复用性和系统的可扩展性,书中反复强调的“抽象层设计”理念,使得读者在构建复杂系统时,可以像搭积木一样,轻松地替换或升级某个子模块,而不需要重写整个代码库。例如,在介绍“智能宠物喂食器”时,它提供了基础的定时喂食功能,但作者随后展示了如何通过增加一个简单的重量传感器模块,就能轻松升级到“实时监测剩余饲料并自动订购”的功能,这种平滑的升级路径设计,体现了作者对实际应用场景的深刻洞察。这本书没有把每一个项目都设计成“一锤子买卖”的终极方案,而是提供了一个稳固的起点,鼓励用户在这个起点上进行迭代和创新,这对于那些希望将个人项目商业化或扩展成小型服务的创客来说,无疑是最好的指引。

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说实话,我拿到这本书时,内心是抱持着一丝怀疑的,毕竟“拯救世界”这个词汇听起来未免有些夸张和空泛。然而,深入阅读后,我发现作者的立意其实非常接地气,它不是鼓吹宏大的叙事,而是聚焦于那些日常生活中被忽视的痛点。举例来说,书中关于“智能水资源管理系统”的介绍,让我这个住在干旱地区的人眼前一亮。它没有停留在简单的水位监测,而是结合了土壤湿度数据和本地降雨预测API,设计出了一套可以动态调整灌溉策略的系统。这种将物联网(IoT)的理念与现实农业/园艺需求紧密结合的案例,其说服力远超那些纯理论的探讨。我对其中关于低功耗设计的章节印象尤为深刻,作者细致地分析了不同休眠模式对电池寿命的影响,并给出了实战中的优化建议,这表明作者对硬件的理解是全方位的,而不是停留在软件层面。这本书更像是一本技术白皮书和项目手册的完美结合体,它教会你如何思考问题,并用最经济、最高效的方式去实现解决方案。

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这本书简直是为那些心怀大志,又对电子制作充满热情的动手一族量身打造的宝典!我原本以为市面上那些“创客”书籍大多不过是些老掉牙的LED闪烁或者基础传感器应用的小打小闹,但这本书完全颠覆了我的预期。它真正做到了将我们日常生活中那些看似微不足道的小问题,通过巧妙的Arduino编程和硬件集成,转化为切实可行的“拯救世界”的方案——当然,这里的“拯救世界”更偏向于改善我们周遭的小环境。比如,书中有一个章节专门讲解了如何搭建一个高精度的空气质量监测网络,不仅仅是显示读数,更是引入了数据可视化和异常报警机制,这对于关注小区环境质量的居民来说,简直是太实用了。作者在讲解复杂概念时,那种深入浅出、层层递进的叙述方式,让人感觉即使是刚接触嵌入式系统的新手,也能轻松跟上节奏。更难得的是,每完成一个项目,都会附带一个“拓展思路”的小节,鼓励读者根据自己的需求进行二次开发,这种培养独立思考能力的设计,远比单纯的教程更有价值。我尤其欣赏它在代码结构上的规范性,注释详尽,逻辑清晰,这对于日后维护和升级项目至关重要。

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