创客智能电子制作 21个超级DIY项目 本书特色
“i创客”谐音为“爱创客”，也可以解读为“我是创客”。创客的奇思妙想和丰富成果，充分展示了大众创业、万众创新的活力。这种活力和创造，将会成为中国经济未来增长的不熄引擎。本系列图书将为读者介绍创意作品、弘扬创客文化，帮助读者把心中的各种创意转变为现实。
本书汇集了多位创客在开源制作项目上的成果，从硬件到软件，内容丰富。书中不仅包括充满奇趣的创意小制作，如用胶卷相机改装的数码相机、电视游戏机、梦幻光立方、3D旋转显示装置、盗梦陀螺、体感遥控直升飞机等；也包含有一定实用性和技术含量的智能硬件和设备，如核辐射探测仪、蓝牙手表、激光投影键盘、微型激光雕刻机、并联臂3D打印机、微型四轴飞行器等。本书操作步骤清晰、图片简明、可操作性强，内容不仅适合创客空间作为开办工作坊活动的参考，也适合爱好者个人参照DIY。
创客智能电子制作 21个超级DIY项目 内容简介
本书汇集了多位创客在开源制作项目上的成果，从硬件到软件，内容丰富。书中不仅包括充满奇趣的创意小制作，如用胶卷相机改装的数码相机、电视游戏机、梦幻光立方、3D旋转显示装置、盗梦陀螺、体感遥控直升飞机等；也包含有一定实用性和技术含量的智能硬件和设备，如核辐射探测仪、蓝牙手表、激光投影键盘、微型激光雕刻机、并联臂3D打印机、微型四轴飞行器等。
新鲜有趣，科技感十足
掀起头脑风暴，全面解放创造力
21个让你赞叹不已的超级DIY项目，助你从爱好者晋级高手
用胶卷相机改造的数码LOMO相机、怀旧风电视游戏机、4×4×4梦幻光立方、3D旋转立体显示装置、核辐射探测仪、磁悬浮“盗梦陀螺”、用静态军模改造的遥控模型、蓝牙手表、低成本激光3D扫描测距仪、低成本激光投影虚拟键盘、微型激光雕刻机、并联臂3D打印机、蜡质耗材3D打印、Kinect人机交互、体感遥控直升机、微型四轴飞行器、树莓派平板电脑、基于STM32的可编程图形计算器、智能化高空探测器、空气质量在线检测系统、智能股票盒子
创客智能电子制作 21个超级DIY项目 目录
01 从胶卷到数码，LOMO 相机华丽
变身..................................... 1
1.1 从思考里得出灵感 ...................1
1.2 改装过程................................... 2
1.3 参与和分享才是*重要的........... 3
02 70 后的电视游戏机制作分享.... 5
2.1 准备工作................................... 5
2.2 弹道的计算............................... 6
2.3 游戏画面的绘制......................... 7
2.4 游戏逻辑................................... 8
2.5 游戏的文字和声效..................... 8
2.6 硬件电路................................... 9
2.7 改进.......................................... 9
03 洞洞板上的4×4×4 梦幻光
立方................................... 12
3.1 制作步骤..................................13
3.2 程序设计思路...........................16
04 3D 旋转显示装置................. 20
4.1 显示原理................................. 20
4.2 装置组成..................................21
4.3 硬件制作..................................21
4.3.1 电源供给和接收板.......................... 21
4.3.2 显示板..................................................... 23
4.3.3 控制板..................................................... 24
4.3.4 电机.......................................................... 25
4.3.5 底座盒..................................................... 26
4.4 程序部分................................. 26
4.5 安装调试................................. 26
4.6 需要改进的地方...................... 27
4.7 后记........................................ 27
05 核辐射探测仪DIY................ 28
5.1 放射现象及其探测技术............. 28
5.2 盖革计数器............................. 29
5.2.1 掀起“盖革计数管”
的盖头来................................................ 29
5.2.2 听，那是来自核辐射的声音.... 30
5.2.3 剂量换算“没那么简单”......... 31
5.3 基于Arduino 的电路及
程序设计................................. 33
5.3.1 电力，你要hold 住....................... 33
5.3.2 整形，脉冲可以更美的............... 34
5.3.3 Arduino 闪亮登场......................... 34
5.3.4 Arduino 扩展板的制作.............. 35
5.3.5 程序，可以很简单.......................... 36
5.3.6 Arduino 的供电.............................. 36
5.4 外壳设计与总装...................... 37
5.4.1 面板设计及开孔............................... 37
5.4.2 面板元器件的安装.......................... 38
5.4.3 主控板和电池盒的固定............... 38
5.4.4 盖革管探头及固定.......................... 39
5.4.5 总装.......................................................... 39
5.5 见证奇迹的时刻....................... 40
5.6 关于辐射剂量.......................... 40
5.7 写在*后..................................41
06 磁悬浮“盗梦陀螺”............. 42
07 让静态军用车辆模型动起来....47
7.1 悬挂系统的改造....................... 47
7.2 履带动力系统的改造................ 49
7.3 炮塔系统的改造....................... 50
7.4 灯光系统的制作...................... 53
7.5 控制系统的制作....................... 54
7.6 固定系统的制作...................... 55
7.7 涂装............................... 55
7.8 后记........................................ 55
08 模仿然后超越，做自己的蓝牙
手表！................................ 57
8.1 硬件设计................................. 57
8.1.1 平台的选择.......................................... 57
8.1.2 屏幕的选择.......................................... 58
8.1.3 蓝牙模块................................................ 58
8.1.4 中文字库芯片..................................... 59
8.1.5 硬件连接................................................ 59
8.2 软件设计..................................61
8.2.1 Arduino 程序.................................... 61
8.2.2 手机APP.............................................. 61
8.3 项目总结................................. 62
09 自制低成本激光3D 扫描测
距仪................................... 63
9.1 激光扫描仪/ 雷达简介............. 63
9.1.1 市场现状............................................... 63
9.1.2 低成本的方案..................................... 64
9.2 原理和算法............................. 65
9.2.1 使用单点激光进行三角测距.... 65
9.2.2 决定单点激光测距性能的
因素.......................................................... 66
9.2.3 2D 激光雷达的原理和性能制约
因素.......................................................... 67
9.2.4 3D 激光扫描的原理....................... 67
9.2.5 激光光点像素坐标确定和
求解.......................................................... 69
9.2.6 摄像头校正.......................................... 71
9.2.7 校正和求解三角测距所用
参数.......................................................... 71
9.3 设备设计..................................71
9.3.1 核心元件原型..................................... 71
9.3.2 安装考虑................................................ 73
9.4 机械和结构部分...................... 73
9.4.1 对摄像头的改装............................... 73
9.4.2 制作激光器、摄像头的固定
平台.......................................................... 74
9.4.3 底座和舵机安装............................... 74
9.4.4 电子系统的制作............................... 75
9.4.5 米字LED 数码管的驱动............ 75
9.4.6 扩充RP USB Connector.............. 76
9.4.7 制作角度手工控制面板............... 77
9.4.8 总装.......................................................... 77
9.5 固件以及PC 通信................... 77
9.5.1 固件实现的功能............................... 77
9.5.2 HID-USB 设备的模拟及与PC
通信........................................................... 77
9.5.3 舵机驱动逻辑..................................... 78
9.5.4 数码管驱动逻辑............................... 78
9.6 图像处理和渲染...................... 79
9.6.1 图像处理................................................ 79
9.6.2 渲染点云................................................ 79
9.7 校正........................................ 79
9.7.1 摄像头校正.......................................... 80
9.7.2 测距参数校正..................................... 80
9.8 结果和讨论..............................81
9.9 下一步工作............................. 83
9.9.1 进行多视角扫描，并合成为
一个全局点云..................................... 83
9.9.2 提高扫描精度和速度.................... 83
9.9.3 基于3D 点云进行物体识别..... 83
10 低成本激光投影虚拟键盘自制
攻略...................................84
10.1 简介....................................... 84
10.2 原理分析............................... 84
10.2.1 产生键盘画面.................................. 85
10.2.2 识别键盘输入事件....................... 86
10.2.3 判断并产生对应的按键
事件....................................................... 89
10.2.4 系统框图............................................ 90
10.3 激光投影键盘的制作过程....... 90
10.3.1 元器件选择....................................... 90
10.3.2 摄像头改装....................................... 91
10.3.3 电子系统的制作............................ 92
10.3.4 总体安装............................................ 92
10.4 视觉算法的设计和程序的编写...94
10.4.1 前期视觉处理................................. 94
10.4.2 兴趣点提取....................................... 95
10.4.3 手指坐标计算和校正................. 95
10.4.4 按键映射和校正............................ 96
10.4.5 键盘事件模拟注入....................... 97
10.4.6 检测手指对桌面的压力与多点
触摸板应用....................................... 98
10.4.7 程序总体界面和完成图............. 99
10.5 讨论和下一步工作................. 99
10.5.1 成本分析............................................ 99
10.5.2 性能评价.........................................100
10.5.3 下一步工作....................................100
11 谁都可以做微型激光
雕刻机.............................. 102
11.1 电机驱动电路的制作..............102
11.2 电机驱动电路的测试.............103
11.3 木质机身的设计与制作..........104
11.4 设计思路...............................106
11.5 整机测试...............................107
11.6 未来的改进...........................109
12 1000 元自制并联臂
3D 打印机..........................110
12.1 结构篇.................................. 111
12.2 控制篇.................................. 114
12.2.1 系统工作流程............................... 114
12.2.2 底层电路的设计......................... 115
12.2.3 程序设计.......................................... 117
12.3 总结..................................... 118
13 用蜡质耗材进行3D 打印......119
13.1 蜡质打印耗材的制作............. 119
13.2 打印蜡模并失蜡铸造金属
物品............................................121
13.3 用蜡质耗材制作PCB.............123
14 Kinect 人机交互入门......... 125
14.1 我将带领大家做什么.............125
14.2 Kinect 的硬件构成及原理.....126
14.3 需要的基本器材及准备.........127
14.4 开发平台搭建.......................128
14.4.1 SimpleOpenNI 0.27 版本
Processing 平台搭建.............. 128
14.4.2 SimpleOpenNI1.96 版本
Processing 平台搭建.............. 129
14.5 实例测试..............................130
14.6 基础教程..............................130
14.6.1 用Kinect 绘制深度图............. 130
14.6.2 绘制人体躯干............................... 131
14.6.3 3D 空间中两点距离的
计算与应用.................................... 132
15 体感遥控直升飞机的制作.... 135
15.1 通信......................................135
15.2 间接控制遥控器....................136
15.3 数字电位器的使用方法.........136
15.4 搭建测试平台.......................138
15.5 上位机程序及Kinect 算法
设计.....................................140
16 自制微型四轴飞行器........... 143
16.1 元器件准备...........................143
16.1.1 控制芯片—
STM32F103C8T6................... 143
16.1. 2 六轴陀螺仪加速度计—
MPU6050...................................... 144
16.1.3 无线模块—微型NRF24L01
模块..................................................... 145
16.1.4 电机驱动模块—
AP2306AGN............................... 145
16.1.5 电机和螺旋桨............................... 145
16.1.6 电池.................................................... 146
16.1.7 PCB 设计........................................ 146
16.1.8 电机保护底座............................... 147
16.2 完成效果..............................147
16.3 知识储备..............................148
16.4 控制原理..............................148
16.5 自制遥控器...........................148
16.5.1 元器件准备.................................... 148
16.5.2 改造方法.......................................... 149
16.6 软件编程思路.......................150
16.7 调试及试飞...........................150
16.7.1 调试.................................................... 150
16.7.2 试飞.................................................... 150
17 用树莓派DIY 平板电脑.......151
17.1 准备...................................... 151
17.1.1 树莓派主板.................................... 152
17.1.2 触摸液晶屏.................................... 152
17.1.3 USB 无线网卡............................. 152
17.1.4 纯铜散热片.................................... 153
17.1.5 TF/SD 卡........................................ 153
17.1.6 HDMI 超软排线........................ 153
17.1.7 充电宝............................................... 153
17.1.8 RJ45 延长线................................. 153
17.1.9 USB 集线器................................... 153
17.1.10 GPIO 扩展延长线.................. 153
17.1.11 开关................................................. 154
17.1.12 ABS 板.......................................... 154
17.1.13 铜柱、螺丝、螺母................. 154
17.1.14 双面胶、胶布、胶水........... 154
17.2 设计.....................................154
17.3 制作外壳..............................154
17.3.1 切割垫板.......................................... 155
17.3.2 钢尺.................................................... 155
17.3.3 雕刻刀、工具刀......................... 155
17.3.4 手钻.................................................... 155
17.4 安装.....................................156
17.5 液晶显示屏部分的安装.........156
17.5.1 树莓派主板部分的安装......... 157
17.5.2 供电部分的焊接......................... 158
17.6 感受.....................................159
18 设计一个基于STM32 的
可编程图形计算器.............. 160
18.1 硬件选型& 外壳设计............162
18.2 电路设计..............................163
18.3 焊接PCB............................167
18.4 驱动编写..............................167
18.5 软件移植..............................169
18.6 成果.....................................170
19 高空漫步计划
——给地球拍张大头照.........171
19.1 项目的缘起........................... 171
19.2 方案的设计与器材的选择...... 171
19.2.1 气球的填充气体的选择......... 171
19.2.2 回收方式的选择......................... 171
19.2.3 搭载系统的设计......................... 172
目录
xi
19.2.4 图像传输模块的选择.............. 172
19.2.5 回收设备
（GPS 追踪器）的选择........ 173
19.2.6 气球的选择.................................... 173
19.2.7 地面接收设备的选择.............. 173
19.2.8 机载电池的选择......................... 173
19.3 探测器的制作及调试.............173
19.3.1 机载模块的组装与
电路连接.......................................... 173
19.3.2 地面接收系统的组装.............. 174
19.3.3 远距离图像传输实验.............. 174
19.3.4 测试降落伞.................................... 174
19.3.5 探测器的*终组装与
系统验收.......................................... 175
19.4 气球的放飞...........................176
19.5 设备的回收与分析................176
19.6 项目总结..............................178
19.6.1 成功经验.......................................... 178
19.6.2 不足之处.......................................... 179
19.6.3 未来设想.......................................... 179
20 空气质量在线检测系统........ 180
20.1 项目简介..............................180
20.2 空气质量检测节点
——Smart AirBox...............180
20.3 设计过程.............................. 181
20.3.1 设计思路......................................... 181
20.3.2 硬件架构......................................... 181
20.3.3 PCB 设计........................................ 182
20.4 焊接过程................................184
20.5 BLE 以太网网关..................186
20.5.1 设计思路......................................... 187
20.5.2 硬件设计......................................... 187
20.5.3 焊接过程......................................... 191
20.5.4 测试过程......................................... 191
20.6 程序设计..............................192
20.6.1 Smart AirBox 部分................ 192
20.6.2 BLE Gateway 部分................ 194
20.7 思路扩展..............................198
21 智能股票盒子
Smart StockBox............. 199
21.1 项目简介...............................199
21.2 Smart StockBox.................199
21.3 设计过程............................. 200
21.3.1 设计思路..........................................200
21.3.2 硬件架构..........................................200
21.3.3 PCB 设计........................................ 201
21.4 焊接组装步骤...................... 204
21.5 程序下载与测试................... 205
21.6 BLE 智能网关..................... 205
21.7 处理智能网关的嵌入式网页....206
21.8 处理智能网关的服务器通信....208
21.9 处理股票盒子的显示............. 211
创客智能电子制作 21个超级DIY项目 作者简介
《无线电》于1955年创刊，是国内电子及无线电通信类报刊中创刊最早、发行量*的知名科普杂志，累计发行量超过3亿册。《无线电》杂志坚持“科普 创新 实践 分享”的理念，为读者提供涵盖创意制作项目、电子科普知识、工具仪表信息、爱好者及行业活动资讯等丰富的内容，同时为读者提供相关图书、套件等形式多样的衍生产品，并积极组织、承办丰富多彩的科普活动。
