作者：兰海越 赵满明 杨琳
出版社：人民邮电出版社
格式: AZW3, DOCX, EPUB, MOBI, PDF, TXT
创客电子入门(创客教育)试读：
前言
欢迎来到“电子世界”，在这里，你的生活中处处有电子。准备好了吗？带上铝箔，自己动手制作一个“验钞鼠”，做一名电子创客吧！怎么，不过瘾？那就拿上电烙铁，再制作一个电子温度计吧。《创客电子入门》这本书适合学生入门学习电子技术，也适合有一定相关基础的学生阅读。其中有无需焊接的“电子徽章”，它从最基础的导体讲起，让你逐步认识什么是电路，什么是元器件，其制作所用的铝箔就是超市里最常见的那种，安全、方便。在学习的过程中，你们会慢慢发现，电子其实离我们并不远，只要认真观察，你同样能有所创造。
当然，如果你已经是个电子创客了，也可以尝试更有创意的制作。本书中也包含了需要焊接制作的创意作品，它会带你学习如何将元器件焊接在线路板上，会带你认识更多种类的元器件，还会带你更深入地学习电路原理和电子技术必备的测量方法。
本书的最后部分还特意增设了关于3D打印电子作品外观的内容，引导小创客们融汇贯通地使用新工具、新技术来完成自己的创意作品。
总之，做好准备，让我们一起进入“电子”世界吧！序
国务院总理李克强2015年1月28日主持召开国务院常务会议，确定支持发展“众创空间”的政策措施，为创业创新搭建新平台。随后国务院将“万众创新”、“人人创新”当作鲜明主题来推动实施，力争让全社会形成创新驱动的强大力量。如今，这股创造风潮正在席卷中国，“创客空间、众创空间、创业咖啡、创新工厂，甚至科技媒体等，都是众创空间的具体表现形式。”
2015年，创客火了，创客教育也跟着火了。
从北京、深圳、温州等地开始的这场“教育和创客的碰撞”正在风行全国。
毫无疑问，没有李克强总理推动“大众创业，万众创新”的“双创”政策，不可能有今天的创客教育。
目前创客空间在全国各地蓬勃开展，但随之也出现了一些不同声音，比如担忧发展过快，基础不牢等问题。回望中国改革开放的发展历程，每一次成功的改革都有一个共同的特点——发端于边缘，立足于民间，只要这次创客教育的热潮，能够扎根教师的教育教学实际，普及到学生的家庭当中，那么创客教育就一定是安全的。换言之，那么多的专家学者、一线教师、学生和学生家长还有产业界人士都投身到创客教育当中来的同时，只要将创客教育落实到学生的家庭中，让每个家庭成为创客教育的最终落脚点，让创客的生活方式浸透到那些发自内心想成为创客的孩子身上，那么普及创客教育就一定是一件天大的善事，一件值得所有人为之付出的事业。
著名哲学家雅斯贝尔斯在他的《什么是教育》中写道：“教育的本质意味着：一棵树摇动一棵树，一朵云推动一朵云，一个灵魂唤醒一个灵魂。”
北京景山学校沙有威老师在谈到创客教育时说：“我认为创客教育是‘唤醒孩子创新意识的教育’。这里我没有用‘培养’而用‘唤醒’，其意义在于对孩子以往被禁锢的创新意识的唤醒，‘唤醒’也体现创客教育中教师的作用。”
向所有关注和支持创客教育的专家领导，向无私为创客教育奉献的一线教师，向伴着创客教育成长的教育从业者，致敬!第1课“验钞鼠”——初识并联电路学习目标（1）认识纽扣电池、按钮开关以及紫色发光二极管（LED）；（2）了解发光二极管（LED）单向导电的特性；（3）认识电路原理图，初识并联电路；（4）学习铝箔的导电性能；（5）根据原理图进行电路的连接，锻炼分析和解决实际问题的能力。学习内容一、认识紫色发光二极管1. 紫色发光二极管的电路符号
紫色发光二极管是发光二极管的一种（符号见图1.1），也是由长度不同的两条引脚引出，长引脚为正极，短引脚为负极，如图1.2所示。图1.1 发光二极管符号图1.2 紫色发光二极管2. 紫色发光二极管的特点
紫色发光二极管能够发出波长为400nm的近紫外光，颜色呈紫色，可使荧光物质发光，常用它来识别钞票是否伪造。3. 紫色发光二极管的种类与作用
按照体积来区分，我们常用的紫色发光二极管有Φ3mm的和Φ5mm的，这里说的是发光二极管的直径。当然也有一些异型的。按照安装方式来分，有直插的，也有贴片的。直插型主要用于对焊接工艺要求不高的电路，贴片型主要用于集成度较高的小型设备中。二、元器件清单三、工作原理
图1.3所示是一个并联电路，通过观察该电路图，我们可以发现，图中有两个紫色发光二极管，这两个发光二极管的正极（长引脚）是连在一起的，它们的负极（短引脚）也是连在一起的。电路中的开关起到导通或断开电路的作用：当按钮开关被按下时，电路导通，电流可以正常流过按钮开关；当按钮开关抬起时，电路断开，此时电流无法正常流过按钮开关。当电流可以正常流过按钮开关时，电路中的两个紫色LED会被点亮，当电流无法正常流过按钮开关时，电路中的两个紫色LED是熄灭的。所以说，通过按压按钮开关我们就可以轻松控制电路中LED的点亮和熄灭了。图1.3 电路原理图四、制作过程1. 检测元器件
我们可以使用万用表测量发光二极管。将万用表的挡位选择为“二极管挡”，将红色表笔接在发光二极管的长引脚上，黑色表笔接在短引脚上。如果发光二极管发光，说明该发光二极管是好的。2. 连接元器件（1）在验钞鼠电路中我们使用铝箔作为导线，所以我们先要制作导线。制作方法比较容易，就是把长条铝箔卷成（或搓成）铝箔条，效果如图1.4所示。图1.4 制作好的铝箔导线（2）取一只紫色发光二极管，将它的长引脚（正极）缠绕上铝箔条，铝箔条要预留出足够长度，以方便后面电路的连接，效果如图1.5所示。图1.5 用铝箔导线连接元器件（3）将紫色发光二极管的短引脚（负极）缠绕上另一根铝箔条，铝箔条要预留出足够长度，以方便后面电路的连接，效果如图1.6所示。图1.6 用铝箔导线连接好的发光二极管（4）使用同样的方法，将另一个紫色发光二极管的两个引脚分别缠绕上铝箔条。如图1.7所示。图1.7 用铝箔导线并联的两个发光二极管（5）将两个紫色发光二极管的正极（长引脚）一端与按钮开关的其中一个引脚连接在一起，效果如图1.8所示。图1.8 按原理图连接开关（6）将按钮开关的另一个引脚缠绕上铝箔条，效果如图1.9所示。图1.9 发光二极管与开关连接好的状态（7）将连接好的线路放入验钞鼠套件背面的凹槽里，同时将开关的一端（上一步中的开关引脚）与电池正极相接，两个发光二极管负极（短引脚）一端与电池负极相连，效果如图1.10所示。图1.10 连接好的电路（8）确认电路连接正确后，可按动开关，看看LED是否可以正常亮、灭。如果LED亮、灭正常，则电路连接正常，否则重新检查电路连接情况。将材料袋中的贴画按照“验钞鼠”的形状剪下来，贴在背面，这样电路就不会露出来了，效果如图1.11所示。（9）系上绳子，这样既可以当“项链”使用，还可以当验钞机使用。可以拿这个“验钞鼠”照射100元人民币的正面，如果显现出平时看不见的数字“100”，钞票就是真的，否则是假的。这样，“验钞鼠”的制作就完成了，效果如图1.12所示。这个制作的外观涂色什么的就由小朋友们来发挥想象啦。图1.11 贴好贴纸的状态图1.12 制作完成的验钞鼠五、扩展思考与实践（1）当“验钞鼠”的其中一只眼睛不发光时（或许其中的一个LED出现故障），那么是否会影响到另外一只眼睛正常发光呢？动手改一改现有的电路，验证自己的答案。（2）如果验钞鼠的眼睛被反接（LED的长引脚连接电池的负极，LED的短引脚连接电池的正极），那么验钞鼠的眼睛可以正常发光吗？动手改一改现有的电路，验证自己的答案。（3）思考一下这个“验钞鼠”除了可以验钞外，还有没有其他的功能，比如是否可以用来照明，如果我们要制作一个小手电，如何修改之前的电路呢？动手改一改现有的电路，做成一个小手电。参考答案（1）当“验钞鼠”的其中一只眼睛不发光时（比如其中的一个LED出现故障），那么是否会影响到另外一只眼睛正常发光呢？动手改一改现有的电路，验证自己的答案。
答：因为这个电路为并联电路，根据并联电路特性，一条电路中的发光二极管不工作并不影响另一条电路上的发光二极管。（2）如果“验钞鼠”的眼睛被反接（LED的长引脚连接电池的负极，LED的短引脚连接电池的正极），那么“验钞鼠”的眼睛可以正常发光吗？动手改一改现有的电路，验证自己的答案。
答：发光二极管反接，不能正常发光。（3）思考一下这个“验钞鼠”除了可以验钞外，还有没有其他的功能，比如是否可以用来照明，如果我们要制作一个小手电，我们将如何修改之前的电路呢？动手改一改现有的电路，做成一个小手电。
答：可以把使用的紫色发光二极管换成白色的高功率发光二极管，就能实现简单的照明功能了。第2课“金牛座”——开关与串联电路学习目标（1）认识微动开关；（2）通过制作金牛座电路，了解两个开关在电路中的作用；（3）熟悉发光二极管的使用方法，通过练习加深理解二极管的单向导电性；（4）掌握如何使用铝箔连接电路，了解串联电路的连接方法，并通过该制作锻炼解决实际问题的能力。学习内容一、认识微动开关
微动开关是一种施压触动的快速开关，又叫灵敏开关。其工作原理是：外机械力通过传动元器件（如按钮、杠杆、滚轮等）将力作用于动作簧片上，能量积聚到临界点后，产生瞬时动作，使动作簧片末端的动触点（常开触头）与定触点（常闭触头）快速接通或断开。1. 微动开关的符号
微动开关的两端有电极引线，按下触片，电路接通，松开触片，电路断开。符号和外形如图2.1和图2.2所示。2. 微动开关的特点
微动开关采用金属簧片触发，按键按下一次后，微动开关内的金属簧片前端银点同下方接触脚触发一次，造成电路导通并传送出一个电信号，之后再复位。微动开关的触点间距很小，具有动作行程短、按动力小、通断迅速等特点。图2.1 微动开关符号3. 微动开关的种类与作用图2.2 微动开关外形
微动开关的种类繁多，它们的内部结构就有成百上千种：按体积大小分，有普通型、小型、超小型；按防护性能分，有防水型、防尘型、防爆型；按分断形式分，有单联型、双联型、多连型；按分断能力分，有普通型、直流型、微电流型、大电流型；按使用环境分，有普通型、耐高温型（250℃）、超耐高温陶瓷型（400℃）。还有一种强断开微动开关（当开关的簧片不起作用时，外力也能使开关断开）。
实际上微动开关最常用于鼠标按键，鼠标外壳按键的作用只是方便使用者按下微动开关，如今微动开关已不只用于鼠标，也可用于制作各种玩具。二、元器件清单三、工作原理
电池选用电压为3V的纽扣电池。电路中使用两个轻触开关，它们串联在电路中。发光二极管采用直径为5mm的白色发光二极管，可发出七色彩光。当两个限位开关的触片同时被触发时，串联电路导通，发光二极管与电池接通，从而被点亮，如图2.3所示。图2.3 电路原理图四、制作过程1. 检测元器件
首先取出七彩发光二极管，将它的正极连接纽扣电池的正极，同时将负极连接纽扣电池的负极，如果能正常发光，说明纽扣电池和发光二极管都是好的。
再用万用表的电阻挡检测微动开关，微动开关不按时1号和3号引脚通路，按下时1号和2号引脚通路（导通时电阻几乎为零，断开时电阻应“无穷大”），微动开关引脚如图2.4所示。图2.4 微动开关引脚图2. 连接元器件（1） 首先，拿出铝箔，如图2.5所示，将它揉搓成条状作为导线使用。（2）取出发光二极管（LED），将二极管的两个引脚分别与导线连接，导线要留出足够的长度，如图2.6和图2.7所示。图2.5 铝箔导线图2.6 铝箔导线连接到发光二极管正极图2.7 连接好铝箔导线的发光二极管（3）取出电池，将电池的两个引脚分别与导线连接，如图2.8所示。图2.8 连接好导线的电池（4）取出按钮开关，将电池的两个引脚通过导线与轻触开关的中间引脚相连接。如图2.9所示。图2.9 连接按钮开关（5）将发光二极管正极端连接的导线与电池正极一端的轻触开关相连；二极管负极端连接的导线与电池负极一端轻触开关相连，如图2.10所示。图2.10 用轻触开关将LED与电池相连接（6）将连接好的电路放入木板槽中，测试该电路可以正常工作后，用贴纸将电路封装起来，如图2.11和图2.12所示。图2.11 放置好电路的木板槽图2.12 贴好贴纸的状态（7）取出金牛座的手臂，在金牛座手臂上连接拉线，如图2.13所示。图2.13 装好拉线的“金牛座”手臂（8）取出木轴，用木轴将“金牛座”手臂安装到套件槽相应位置；将金牛座前面板安装好，并用胶水固定，如图2.14和图2.15所示。图2.14 安装手臂图2.15 安装前面板（9）系上项链绳，只要拽一下绳子，“金牛座”的两条手臂就会抬起，将轻触开关闭合，“金牛座”的肚子就能发出七彩的光了，如图2.16所示。（10）看看我们做好的金牛座，是不是还不够鲜艳好看呢？对！就是缺少颜色的点缀，现在的“金牛座”外壳只有木纹色，怎么能够满足我们的审美观呢？那就让我们拿起画笔，涂上我们喜欢的颜色
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