特別策劃：首屆掌控板教學應用設計大賽
獲獎作品選登
玩轉 RGB 點陣屏——心知天氣
我想在課程設計中將正能量的傳遞進行融入，如何傳遞正能量呢？點陣顯示是一個很好的方式，故而本課程以 RGB 點陣屏的使用為載體，以生活中的真實項目進行驅動，以 STEAM 教育為形式，融入跨學科知識和焊接、3D 列印設計、Excel 應用等技能。課程的整體設計圍繞掌控板功能及 mPythonX 軟體特點，逐步呈現軟硬體用法，培養學生信息素養及創新能力。課程結構注重課程元素，突出教學目標，關注教學流程，重視教學評價。本課程由電子廣告牌、表情表決器、炫酷燈箱、物聯網音箱、歡樂五子棋、心知天氣 6 個項目組成，這裡受篇幅所限，僅介紹第 6 項目。
掌控次氯酸自動製作裝置
新冠肺炎疫情在全球爆發後，消毒抗疫用品曾一度短缺，如何用所學的科學知識抗疫實在是一個值得讓學生探究的課題。高濃度的酒精能殺死細菌，但是對於腸道病毒、諾如病毒等無包膜病毒並沒有殺滅能力。此外，若經常使用酒精進行清潔，容易刺激肌膚。
創客：Arduino新年紅包計數神器
新年到啦！相信很多人跟我一樣，雖然已經過了心安理得收紅包的年齡，但是內心對新年紅包的期待絲毫不會減少。所以在新春佳節來臨之際，我決定做一個尺寸大大的紅包箱擺在家裡，為親戚朋友提供方便快捷、簡單粗暴地向我砸紅包的渠道，降低他們因找不到我，錯過給我發紅包而留下遺憾的概率。同時為了省去每天數紅包的煩惱，我在紅包箱上加入了紅包計數功能，每天自動計算收到的紅包數量。如此人性化、便利化併兼具功能性及觀賞性的作品，實在是新年必備佳品，想想那不斷增長的紅包數字、堆積滿箱的紅包，真是做夢都會笑醒！
製作：倒流的水滴
在電影《驚天魔盜團 2》中，有一幕是本來下落的雨滴在魔術師的「命令」下，竟然開始「向上」飛起，可能很多觀眾認為這是電影特效，但實際上這是一個真實的科學表演秀。後來央視的大型科普節目《加油！向未來》就以生動有趣的方式詳細地展示了該效果背後的原理，有興趣的讀者可以找來當時的節目看一看。而這樣一個可以讓水滴「懸浮」或「倒流」的裝置，非常適合愛動手的朋友們製作。
製作：藍牙 +GPS T-Watch運動手錶
我喜歡跑步，也喜歡極客電子，兩個愛好的結合貫穿了這幾年我製作的很多「玩具」。從2017年開始，我陸續嘗試了幾個版本的運動手錶製作。從一開始基於microduino 644p的碩大手錶，到2019年基於ESP32的藍牙運動心率表，我嘗試了從光電式心率傳感器到GPS+藍牙心率帶等幾種形式。
製作：斐波那契時鐘
將斐波那契曲線和顏色結合在一起，就有了斐波那契時鐘，想讀出這個時鐘的時間需要一點技巧：鐘表面有 5 個區域，每個區域代表著不同的權值，比如最小的方塊權值為 1，最大的方塊權值為 5。
製作：巧用光譜傳感器測試家庭常用光源
看過《石紀元》的小夥伴可能會喜歡裡面這樣一句話：「在我們的時代裡，不存在黑暗！」自從愛迪生於1879年發明了世界上第一個具有實用價值的電燈泡，電燈已經有140多年的發展歷史。對於人類歷史來說，這只是短短的一瞬，但是這並不妨礙電燈成為人類歷史上最重要的發明之一。在此期間，人類對電燈進行了多次迭代，我將用DFRobot出品的AS7341可見光譜傳感器對家庭常用的幾種燈泡進行詳細對比。
製作：綜合環境空氣品質檢測儀
——2020 年 STM32 創客大賽獲獎作品
近幾年，大家越來越關心室內的空氣品質。經常會聽到身邊的朋友有這樣的疑惑：「我家剛裝修了，會不會甲醛超標？需要過多久才能住進去呢？」「我家新買了幾個家具，經常聞到一股奇怪的味道，會不會對人體有害呢？」「在家偶爾會感到頭暈、噁心，換個地方就好了，會不會是家裡的空氣品質不好呢？」我也經常遇到這樣的疑惑，所以打算設計一款室內使用的綜合環境空氣品質檢測儀，用來快速檢測室內的汙染物濃度和空氣品質情況。接下來，我介紹一下作品的開發平臺以及開發過程。
製作：DIY 原生 HomeKit空調紅外遙控器
本篇介紹一款適合 DIY 的原生支持HomeKit 的空調紅外遙控器，該遙控器可控制空調的開關、模式、溫度、風速、掃風、燈光，支持數十種空調型號，可添加至各種蘋果設備（iPhone、iPad、Mac、Apple Watch 等）的「家庭」App，可被Siri 控制，也可以接入 HomeKit 自動化。由於 HomeKit 協議定義的空調設備沒有燈光屬性，這裡額外增加一個「開關」設備當作空調的燈光控制。另外，靜音、強勁、經濟、經濟、過濾等高級空調控制功能在Web 網頁內可被控制，由於 HomeKit 協議未定義相關屬性，這些高級控制功能只能放在 Web 網頁中實現。
火腿：莫爾斯電碼仿真通聯機器人CWBot
開發實戰（3）
自然語言的預處理通常包括分詞、拼寫糾錯、詞類標註、命名實體識別、共指消解等，與語義識別理論和語句生成理論相比，預處理的內容顯得很瑣碎，但對於對話機器人而言，預處理是十分必要的，且需佔用大量的計算機資源。在介紹 NLP的詞法分析技術時，我已經結合 CW 報文的特點作了一些分析，為進一步排除影響CW 報文語義識別的一些特殊因素，這裡仍有必要進一步探討 CW 報文的預處理。
入門：漫話人工智慧（4）揭示智能本質
從這期開始，我們進入底層，從數學角度，相對完整地了解深度學習的本質。通常來說，一涉及數學，大部分人會感覺頭大，但深度學習本身就是數學模型，這個困難無法避開，我儘量用通俗的語言把問題描述清楚，少用公式、多用圖表，但沒有公式肯定不行。我試過，沒有公式，更說不清楚。下面，我們從最基本的感知機談起，因為感知機雖然簡單，但對於理解深度學習的本質極為重要。
入門：MSP430G2553 超低功耗單片機
零基礎入門 （2）
面向 MSP430 單片機編程的C430 語言（上）
C 語言語法簡單、語句緊湊、代碼可讀性好，學習難度也較低、調試工作量不算大。C 語言可操縱底層硬體地址，編程者無須深入了解單片機指令系統、寄存器分配、存儲器尋址方式，把編程細節交給編譯器處理即可，所以用 C 語言開發單片機無疑最為合適。C430 語言面向 MSP430 系列單片機，與標準的 ANSI C 語言同宗同源，但為了編寫出效率更高、功能更強的程序，C430 語言進行了一些細微修改。
入門：STM32入門100步（第31步）繼電器
講完了數碼管和 OLED 屏的顯示部分，接下來我們學習控制部分。控制部分最常用的元器件是繼電器。這一講，我們就來學習繼電器的原理和編程。
入門：新能源汽車研發設計知識概覽（2）
新能源汽車的分類與基本方案選擇
「新能源汽車」顧名思義是採用新的能源提供運行動力的汽車。這裡的「新」主要是相對於汽油、柴油等來自化石能源的傳統汽車而言。在過去的 1個多世紀裡，大量化石能源的應用將許多二氧化碳排放到地球大氣中，導致了全球變暖的重大困擾；在許多大城市，傳統燃油汽車的尾氣排放也帶來了令人不適的空氣汙染。除了這些威脅到地球生態平衡和人類健康的嚴重問題之外，化石能源在地球上的有限儲量，也意味著依賴傳統能源的交通方式終將不可持續。新能源汽車在這樣的背景下應運而生。
教育：用 RTL 電視棒學無線電
——從科普到科研
無線電在人們日常生活中的應用日益廣泛。從 5G、Wi-Fi 到共享單車、汽車鑰匙、無線滑鼠等，無線電的應用在極大豐富我們生活的同時，也越來越「黑盒化」，讓人覺得越來越神秘。在很多人心目中，對無線電波的觀察似乎是大學裡的科學家、華為的工程師用昂貴的設備、在高規格的實驗室中才能做的事情。那麼無線電到底是什麼？是否能用很低的成本看得見、摸得著？在學習無線電的過程中能否積累以後走向社會的高級技能和知識？本文介紹一款價格便宜的無線電接收設備——RTL電視棒，並介紹使用該設備觀察無線電信號的工具和方法，展望未來學習過程中能夠學到的無線電、通信、編程、信號處理、機器學習、數據挖掘技能，建議該設備在STEAM/ 創客教育中普及推廣，為國家培養更多無線電和計算機方面的人才。
教育：讓機器人教育走向開源、普惠（4）
不插電也好玩的Laserblock
Laserblock 是開源雷射切割積木結構件，廣泛用於機械結構搭建、開源機器人等開源硬體項目，具有相當高的可玩性和拓展性。在前幾期文章中，我們介紹了 Laserblock 的由來、樣式、組件及其名稱，介紹了利用 Laserblock 搭建純動力機械裝置的方法，還介紹了如何利用Laserblock 結構件與開源硬體實現交互。那麼在 UnPlug（不使用電源插座，在積木搭建中常被簡稱為不插電）的環境下，是否也可以利用 Laserblock 搭建一些好玩的裝置呢？本期將分別介紹靜態（剛連結）作品「張拉整體結構」和互動（鉸連接）作品「小雞啄米」，帶大家體驗在Unplug 的環境下利用 Laserblock 進行搭建的樂趣。
史話：用創意問候世界
科廷電子管收音機簡史（3）
從 1932 年到第二次世界大戰在歐洲爆發的短短幾年裡，科廷精品迭出，屢創佳績。儘管這一切因為第二次世界大戰的爆發戛然而止，但科廷在這段短暫的時光中創造的傑出作品將會永遠被世人銘記。在本篇中，我們將把注意力集中到 20 世紀 30 年代中後期科廷的幾款極富特色的機型上，來看一下這些作品究竟有哪些令世人著迷的地方。
2021年2月刊目錄
科普 · 創新 · 實作 · 分享
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