本書基于 Grove Arduino 入門套件、幾個擴展模塊，以及圖形化編程軟件 Codecraft，通過 28 個有趣項目帶讀者入門 Arduino 開源硬件，內容組織：01 章（第 1~14 課），每課通過一個或多個任務，帶領讀者逐步學習 Grove Arduino 入門套件中 10 個最常用的電子模塊，并生動地講述相關背景知識—LED 燈、蜂鳴器、OLED 顯示屏等；02 章（第 15~19 課），首先介紹產品原型的設計啟蒙，然后制作4個較為復雜的項目，如智能加濕器、遙控電風扇、自動報警器等，提升讀者的綜合運用能力；03 章邀請了 5 位資深創客分享他們制作項目的經歷和感悟，如宇樹科技的王興興制作機器狗的經歷、肯綮科技的余運波研發動力外骨骼的故事等。
書中所有項目均提供了源程序，方便讀者參考學習；還為復雜項目提供了可用于激光切割的文件，讀者可用它燒刻出適合項目的木質結構件。背景知識包括生活常識和很多物理學科知識點，方便老師進行學科融合教學。
本書適合零經驗、期望快速入門開源硬件的個人愛好者，也適合學校或培訓機構教學。

推薦序一
可編程硬件曾是專業工程師上天入地的利器，但需要全面的軟硬件知識和很高的研發成本。Arduino?平臺通過對底層硬件的簡化和封裝，極大地降低了可編程硬件的門檻，使這些工具成為了大眾的玩具，催生了各種創意和創業項目，是全球創客運動的重要組成部分。我也正是通過?Arduino入門，研發了?OpenCat?系列機器人，走上了全職創業的道路。
雖然?Arduino?有著非常活躍的全球社區，但國內的用戶并沒有太多接觸它的窗口。矽遞科技是較早把?Arduino?引入國內的公司，其定義了一套?Grove?標準接口，方便各種傳感器和執行器的接入；而在軟件端，矽遞科技又開發了一套積木式圖形編程界面?CodeCraft，進一步簡化了程序的語法細節，保留了對編程思想的提煉。本書綜合介紹了這兩個體系，方便零基礎的用戶入門。
這本書首先帶你用代碼點亮一盞燈，這與我們的祖先學會用火同樣意義重大——你將馴服看不見摸不著的電子，把它納入能被理性操控的實體，并開發它蘊藏的巨 大能量。但相比于火的狂放不羈，電子漫游于錯綜復雜的電路，顯得低調而神秘。在后續的章節里，你將通過它的視角，了解電路是如何感知周圍環境、傳遞信號，并反作用于環境的。你將使用電路能理解的編程語言，把邏輯的碎片嵌入敏捷、準確、 不知疲倦的程序中，教它代你理解、判斷、重復、表達。一方面，個人所能操縱的邏輯單元得以無限擴增，加速對現有資源的利用；另一方面，寶貴的創造力得以從 簡單的重復中解放出來，探索未知領域的寶藏。
編程是一項實踐性很強的技能，本書由淺入深的內容安排可以幫你邁出忐忑的第一步。軟硬件結合的呈現方式特別適合把抽象的邏輯過程具象化，而豐富的示例 則可以給你帶來啟發，利用各種功能模塊的排列組合解決實際的問題。歷史的進程伴隨著信息的創造和傳播，未來的藍圖由公理和邏輯展開。我們曾束縛于貧瘠的想象，文明起源于偶然的幾次電擊。祝大家學得開心，玩得高級！

李榮仲?博士
Petoi?& 派拓藝創始人
2021 年 4 月 30 日


推薦序二
當下有大量計算機編程語言和硬件開發平臺 可供初學者選擇，其中赫赫有名的就有Arduino
平臺。對STEM教育（科學、技術、工程和數 學教育）而言，最大的挑戰就是如何養成終身學習的習慣，以此不斷培養自己的能力和技能。矽遞科技設計的 Grove Arduino 入門套件和Codecraft軟件開發平臺，是一個很好的組合，可以滿足新手、中級和專家級學習者的需求，如下表所示。

對于新手來說，圖形化編程平臺 Codecraft 簡單易學。入門套件上微控制器和模塊已經通過電路板連接，解決了模塊間接線的問題，使學習者能夠專注于開發Arduino 程序。
當學完本書的課程后，就可以順利進入下一階段——在設計中添加更多的模塊和外部元件，開發復雜的 Arduino 程序。

致教育工作者 / 教師：
相信矽遞科技的?Grove?Arduino?入門套件和?Codecraft?軟件開發平臺，能成為你向學生教授?STEM?技能的利器。鼓勵學生在編程過程中，多單擊?CodeCraft 中的代碼按鈕，以查看由開發工具自動生成的?Arduino?程序。讓學生嘗試解釋每一行代碼都在做什么，有助于幫助他們更快地成為中級和專業的?Arduino?開發人。
與他人分享你的課程和成功案例，并充分利用全球資源。

致家長：
鼓勵孩子與你分享他們所學到的知識，引導他們提出好問題和富有挑戰性的想法。當然，最好能和他們一起學習?STEM?技巧！

致學生：
保持好奇心！積極實踐！當你創造的東西和你預期的不一樣時，恭喜你，這是你學到新東西的大好時機！如果你遇到問題，可以向你的朋友、家人、同學、老師請教或者上網搜索，要相信周圍有很多資源可以幫助你。最重要的是，希望你能利用這次經歷中學到的新技能，繼續挑戰自己，創造出更棒的項目。
積極地為自己的項目拍攝照片或視頻、撰寫說明、繪制草圖或流程圖……要不遺余力地通過各種在線平臺與他人分享你的項目記錄，讓你的創造力成為他人的靈感。有朝一日，你或許就會創造出一個偉大的?Arduino?庫或示例程序，被其他制作者廣為使用或借鑒。開源的精髓，就是和你身邊甚至是世界各地的人們共同努力，創造一個更美好的世界。

致矽遞科技和 Codecraft 團隊：
你們精心設計的產品和書讓全世界的學生和愛好者都能更容易地學習?Arduino?技能，無論是新手還是專家。衷心感謝為此付出巨大努力的工程師、軟件開發人員、課程編輯、產品經理、制造技術人員和所有使這一切成為可能的人們。

謝謝你們 !
Wayne Seltzer
科羅拉多大學博爾德分校 CU 科學探索中心講師，ATLAS 研究所 BTU 實驗室總監
科羅拉多大學 STEM 教育網站 buildarobotk12.com 的指導老師，STEM 技術專家兼顧問
博爾德谷學區終身學習社區、咨詢委員會的社區代表


推薦序三
親愛的發明家們，很高興有機會寫這篇推薦序。作為既是老師也是學生的我，對借助技術和教
育改善人類生活，并使世界變得更美好的力量深感著迷。
我們的世界每時每刻都在變得更加緊密相連，
更加自動化，更加復雜。但這個過程充滿坎坷，且極具挑戰。我們每解決一個“舊世界”的問題，就會冒出一個“新世界”的問題，挑戰我們的頭腦和想象力。是的，未來蘊藏著過去從未有過的令人不安的問題，但它也提供了令人難以置信的機遇。 其中一些機遇可以在地球上獲得，但借助科學和技術，人類現在可以探索更為高遠的邊界。
就在幾天前，美國國家航空航天局（NASA）的“毅力號”火星探測器登陸火星，經過 7 個月，4.8 億千米的星際旅行，以每小時 39600 千米的速度飛抵火星，并準確地降落在杰澤羅隕石坑內。這輛火星車搭載了一系列神奇的技術：可視光譜相機、激光成像儀、地下實驗雷達成像儀、火星環境動態分析儀、利用火星二氧化碳制造氧氣的裝置、紫外光譜儀和 X 射線光譜儀，以及各種通信儀器，一臺可以做出決策控制所有火星車操作并與地球上的隊友進行通信的計算機，等等。它甚至還配備了一架無人機，這是火星上的第一架飛行器 !
你能想象嗎？
一個由科學家和工程師組成的團隊創造了一臺機器，前往另一個星球進行實驗，以獲得關于我們這個世界的更多認知。這個單一的任務包含了無數的問題，這些問題中的每一個都必須利用現有的和新的技術來解決。
在這個過程中，我們學到了很多東西，人類探索太空的腳步又邁進了一步。毅力號的任務是科學和工程學的奇跡之一，我們用技術來解決平凡的日常問題，并擴大我們在宇宙中的影響力。我們用技術來治療、保護和哺育我們的身體，連接和娛樂我們的心靈，并塑造我們的環境。
世界正變得更加復雜。由于教育和技術的發展，世界也正在變得更大。我們可以用宇宙飛船到達火星（甚至更遠），而且可以想象一個更安全、更繁榮和充實的世界。科學技術是用來建設這樣一個世界的工具。
無論你是想成為未來太空任務工程團隊的一員，還是想研究地球上的問題，旅程都是從當下開始的，始于卑微第一步。它可能是學習如何讓一個 LED 燈閃爍，學習如何讓蜂鳴器發出一個音符，或者如何將信息打印到屏幕上……
不積跬步，無以至千里。將漫游車送往另一個星球，發明互聯網，或者建造第一輛自動駕駛汽車……都是由充滿激情的工程師們在數千年的時間里所做出的難以計數的努力累積而成的。
在個人層面上，每一步都建立在前人的努力之上，結果是成為一個更好的工程師，能夠解決更復雜和更重要的問題。 你想成為那個工程師嗎？
Grove Arduino 入門套件可以幫助你邁出這最初的幾步。這些工具可以幫助你更快地學習，減少錯誤。雖然錯誤是有用的，因為它們提供了獨特的學習機會，但我也相信，太多的錯誤會產生相反的效果——會使學習者失去動力。
自學正變得越來越普遍，如今越來越多的人采用自學的方式，借助一本書或幾個視頻，無須老師的幫助。
作為一名教育工作者，當我幫助一名新生開始學習電子技術時，我的主要奮斗目標是讓學習曲線盡可能地平緩。很多學生容易在入門階段就選擇放棄，因為他們要學習的信息量太大。而學習是一項長期的工作，所以我們應積極進行各種嘗試和努力，以減少學生們早期放棄的風險，并幫助學生堅持足夠長的時間，以到達信和獨立的境界。今天的教育工具比以往任何時候都更為關鍵，諸如本書使用的Codecraft（基于 Scratch 3.0）或其他圖形化編程語言的創新都有助于實現這一目標。
對于任何想要從頭開始學習電子和編程的人來說，這本書是一個很好的選擇。即使你從來沒有寫過一行代碼，也可以創建自己的第一個電路并進行編程。本書向你展示了如何使用Grove Arduino 入門套件與圖形化的 Codecraft 網絡編程環境。你將學會如何控制燈光、屏幕、蜂鳴器、按鍵和各種傳感器。如果你想在十年后成為一名工程師，創造神奇的機器，創造未來，這些都是你需要邁出的必要的第一步。祝你在未來的旅途中一路順暢，并誠邀你釋放自己的創造力，無懼天馬行空。

Peter Dalmaris 博士
Maker Education Revolution 作者，Tech Explorationsa 的創始人
2021 年 2 月 20 日