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欢迎使用 Make:感测器.

不久之后,你就可以制作一些小装置,用来侦测危险 气体到侦测物体的加速度.在本书中,你将使用感测器来测量物质的世界,将 测量的结果以数字来表示,并根貌问挡扇∫恍┎煌淖鞣. 例如,感测器可以用来测量热能、压力、光源、或加速度以及回报该参数值, 例如 22° C、1015 毫巴、检测出光源的存在、和2.3 g 的重力加速度(以光源为 例,请注意到,我们以一个布林值或 yes/no 逻辑值来表示该状况,而不只是单 纯的一个数字而已;

稍后你将会看到这类型应用的例) . 微控制器电路板是机器人、系统装置、或你所制作小装置的大脑.你会在微控 制器上执行自己编写的程式.在本书中,你将使用到两种很受欢迎的电路板: Arduino 和Raspberry Pi.无论选择哪一种电路板,都可以轻地编写软体程式 码与电子装置一起作业. 你的想法决定一切 如果你对电子的兴趣,它可以让你有一个很快可以学会一些基本常识,然后可 以设计自己的机器人、小装置、或实验项目的想法,那你就来对地方了.本书 将告诉你如何从一个简单的想法开始很快地把它付诸实现. 理论、技术、和基础常识都是很实用的东西,只要它们能够替你的创造力提供 应有的协助.不要自我设限,尽量尝试自己的想法,并且要有勇气在网路上发 布你的实验结果. 前言 xiv 前言 每章节都会介绍一个小型的实验项目,来教导你如何结合不同的技术领域.例如,你可以制作一个用指纹开启的木盒子,及可以变换颜色的半球体装置.这 些都是一些有趣的实验项目,同时也是为自己之后开始创造新事物提供一个很 好的跳板. 你在 Arduino 所学到的技术能够很容易应用於符合现实生活的实验项目.例如,我们用 Arduino 为芬兰的第一颗人造卫星,打造一个太阳感测器的原型 (如图 P-1 所示) . 图P-1 芬兰在

2014 年推出第一颗人造卫星,我们用 Arduino 设计制作了太阳感测器的原型 如何阅读本书 当你有一个新的想法时,你可以很快利用这本书来协助你制作自己的第一个原 型.与其花时间研究零组件的数,不如你可以轻地先挑一个感测器并使 用现成的面包板电路简图和程式码.你可以把感测器当作你制作实验项目的基 本元件,但是与 MECCANO 或乐高之类的基本配件不一样的地方是,Arduino 和Raspberry Pi 的应用方式几乎没什麽限制. 如果你知道想要测量的物体是什麽,你可以很容易地找到适用的感测器.本书 是安排现实生活中你可以量测的各种现象: xv 前言 ? 距离(第3章) ? 烟雾和气体(第4章) ? 触控(第5章) ? 动作(第6章) ? 光源(第7章) ? 加速度和角动量(第8章) ? 身分识别(第9章) ? 电力和磁力(第10 章) ? 声音(第11 章) ? 天气和气候(第12 章) 你也可以把 Make:感测器这本书拿来当作自造者咖啡桌旁的消遣用书:浏览看 看能从中得到一些什麽样的灵感,寻找新奇实验项目的想法. 如果想了解感测器是如何与 Arduino 和Raspberry Pi 连接,那麽你可以享受它 深入浅出的解说.所有感测器的程式码例都是独立的,完整展示与该感测器 的互动模式.熟悉本书所介绍的感测器,可以协助你将你的技术应用在新的感 测器上,甚至还包括那些尚未在市场上销售的机型. 替你挑选感测器时,我们选择了各种实用及富有趣味的感测器.我们不只是在 难易度上做选择,这代表你将会看到涉及多方面应用实例的挑战,包括将感测 器与 Arduino 和Raspberry Pi 连接. 在每一章节中,你将可以看到不同的实验、临场试验及测试实验项目: 1. 实验提供你一个如何使用 Arduino 和Raspberry Pi 与单一感测器的简洁操 作指引.你可以轻地将这些指引当作自己实验项目的基本元件,或直 接用来了解感测器的工作原理. 2. 临场试验让你操控感测器并且监测在它周围环境的变化.这将让你更深入 了解感测器的世界是怎麽一回事,以及它们真正的工作原理为何. 3. 当你真正用感测器所提供给你的数鲆恍┦笛槭,感测器会变得更加 有趣.在测试实验项目里,你将制作一个设备或感测器周围的小装置. 你将学习如何使用不同的输出方式,例如 RGB LED、电子纸、和伺服马 达.测试实验项目也可以拿来当作自己创新的起点. xvi 前言 输入,处理,输出 使用任何机器人或小装置时,有三件事你必须妥善处理:输入、处理和输出. 1. 由於大部分自己制作的装置都没有附带键盘或滑鼠,而感测器就是你的 输入装置.很快地浏览一下本书目录的内容,并记住,这些只是外面所 能看到作法的一小部分而已.有无数的感测器可以用来测量任何你能想 像的事物. 2. 在Arduino 或Raspberry Pi 执行时,处理作业会在你的程式里产生.在你 的程式中,你可以决定接下来要做些什麽. 3. 输出会影响到该装置周围的状况.你可以点亮 LED、接通伺服马达、或 播放声音.这些是三个最常见的输出类型,但是还是有其他的方式(例如,触觉的反馈譬如振动、在电子纸萤幕上显示内容、或开启家电产品) . 通讯协定 通讯协定定义了感测器如何与微电脑电路板联系,例如 Arduino 或Raspberry Pi 的通讯方式.该通讯协定定义了导线的连接方式,以及你的程式码应该如何 要求提供测量值. 虽然各种不同感测器的种类数量惊人,但是受欢迎的通讯协定的数量却是有限 的.当你进行各种实验和测试项目时,你将熟悉每一种通讯协定,但这里将提 供给你一个你会看到的概述. 你可以从表 P-1 得到一个一般感测器通讯协定的概述. 数位电阻 有些感测器的用途就像按钮一样,有两种状态,开(on)或关(off) .读 取这些感测器是很容易的.施加到微电脑的输入引脚的电压状态为高电平 时,用接通(on)状态来表示.通常这是代表 3.3 伏特或