《可穿戴電子學：設計、原型與穿戴你的交互式服裝》一書是寫給那些有興趣在身體上創(chuàng)造交互式接口或系統(tǒng)的讀者的。書中嶄新的可穿戴電子學技術可謂正對制作愛好者們的胃口。本書向讀者介紹了制作交互式電子電路需要用到的工具、材料和技術，以及如何將其融入到衣服或其他人體可穿戴的物件。本書圖文并茂，循序漸進地講解了可穿戴設備的具體實現(xiàn)過程。書中實例驅(qū)動，包含大量實際項目案例，詳細講解可穿戴設備由概念到原型的整個過程，便于讀者參考實現(xiàn)自己的項目。
前 言
關于本書“女王”—一款肌肉觸發(fā)式的動力學織物，社交人體實驗室創(chuàng)作身體是我們與外界交互的主要接口。那些穿戴在身體上的交互式系統(tǒng)可以和人親密接觸，或者位于顯眼的地方，毫不夸張地說有時就在你的臉上。它們放置在緊貼著皮膚的部位或者衣服里面，有時甚至讓人覺得，它們就是身體的一部分。這些特性使可穿戴電子技術成為令人興奮、充滿挑戰(zhàn)性而又鼓舞人心的工作領域。
從某個層面來說，本書確實是圍繞如何制作可穿戴電子產(chǎn)品展開講解。書中介紹了在創(chuàng)建交互式電子電路，并且把這些電路嵌入到衣服和其他可以穿著的物品上時所必需的工具、材料和技術。
然而從另一個層面來說，本書向你提出追問：“下一步是什么？”
我們生活的這個時代，可穿戴技術剛剛開始成為人們?nèi)粘Ｉ畹囊徊糠帧＿@種技術存在于我們的手腕和眼鏡上，監(jiān)測著我們的活動，把我們帶入虛擬的世界。但這僅僅是一個開始，它還有很多方面沒有顯露出來。
本書邀請你加入這場對話：討論關于可穿戴技術以及基于人體的技術的未來。我們需要什么？我們想做什么？我們應該避免什么？在過去的10～15年里，一些隨身的技術發(fā)生了顯著的改變。在未來十年中，我們可以期待穿戴在人體上和放置在衣服里面的技術在發(fā)展中取得的巨大進步。現(xiàn)在正是提出問題和表達見解的大好時機。本書將有望幫助你開始這一旅程。
本書為誰而寫本書寫給那些想要卷起袖子，制作一些可穿戴電子產(chǎn)品的人。包括學生、研究人員、創(chuàng)客、電子制作愛好者、時裝設計師、工程師、工業(yè)設計師、開發(fā)人員、服裝愛好者、藝術家和織物專家。
兩類人適合閱讀本書：
1）你已經(jīng)了解一些知識。這個知識的范圍比較寬泛。也許你曾經(jīng)在實驗室用Arduino讓一個LED閃爍過；也許你經(jīng)營著一家設計公司，為博物館生產(chǎn)大批量結實的交互式裝置，而現(xiàn)在有個客戶要求你做出一個可穿戴的原型。無論哪種情況，你所了解的知識已經(jīng)足夠讓你對所處的領域有所認知。本書會幫你基于現(xiàn)有的認知構建完整的知識框架，甚至還會帶你進入一些始料未及的領域！
2）談起電子技術和編程的時候，你有些不知所云。也許你是一個時裝設計師，意識到人與服裝的交互性應該引起你的特別關注；也許你是一位社會學家，正在開發(fā)一套數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，系統(tǒng)包含一些穿戴在人體上面的傳感器；也許你是一位藝術家，最近對自我跟蹤情有獨鐘。不論哪種情形，你都有可能對書中的很多內(nèi)容聞所未聞。如果是屬于這一類，我建議你：勇敢一點！對新事物有陌生感，或者剛開始難以理解，這都沒關系。本書可能是你了解一系列新鮮事物的敲門磚，而這些事物你甚至都沒意識到要學習。堅持下來—它真的很有趣！
需要了解什么本書涵蓋了制作可穿戴電子產(chǎn)品所需的大部分基礎知識，但是這是在假定你已經(jīng)熟悉焊接和基本手工縫制的前提下。如果不了解這些技能，請查看附錄C，從中可以學到更多。利用其中的一種方法可以實現(xiàn)書中的大部分例子，但我鼓勵你兩種都學。
本書如何組織本書將會帶你踏上旅途。從電路的基礎知識出發(fā)，終點是制作交互式無線可穿戴設備。從中你會學習材料、微控制器、傳感器、執(zhí)行器，以及這些東西如何融入可穿戴電子產(chǎn)品中。以下是各章概要。
第1章 電路本章介紹了電路的基礎知識，接著展示了搭建同一個電路的6種不同方法，每種方法使用了不同的導電材料。
第2章 導電材料這一章將深入介紹用于構建電路的導電材料。
第3章 開關開、關以及更多！本章概述了開關的基礎知識，以及如何自己制作開關。
第4章 電子織物套件本章概述了用于可穿戴電子項目的各種電子織物套件。
第5章 穿戴上你的電子設備制作電路是一回事，把電路穿在身上卻是另一回事。本章分析了設計可穿戴電子產(chǎn)品時需要考慮的各種因素。
第6章 微控制器電路的“大腦”來自這里。這一章介紹了利用微控制器搭建并運行電路所需要的相關知識，包括硬件和軟件兩個方面。
第7章 傳感器微控制器靠傳感器“傾聽”物理世界。本章介紹了使用傳感器數(shù)據(jù)的基本知識，同時列舉了應用于可穿戴環(huán)境下的各式各樣的傳感器。
第8章 執(zhí)行器執(zhí)行器—驅(qū)動事物！從發(fā)光到發(fā)聲，再到動作，本章將介紹應用在可穿戴電子設計中的執(zhí)行器。
第9章 無線收發(fā)是時候擺脫束縛了！本章介紹無線通信的3種方法，這樣你的項目就可以不受線纜的束縛進行數(shù)據(jù)收發(fā)。
附錄A 工具提供了電子學和縫紉的工具概覽，這些工具在你的工作室、創(chuàng)作室或?qū)嶒炇依锟赡軙玫健?br />
附錄B 電池加電！你能夠在這里找到為可穿戴電子項目選擇電池的細節(jié)。
附錄C 資源想多學點嗎？這里有一個資源列表，從中你可以了解到超出本書范圍的知識。
附錄D 其他巧妙的物品列出了一些可能有助于完成可穿戴產(chǎn)品制作的材料和工藝。
附錄E 選擇微控制器這是一個更為全面的用于可穿戴電子項目的微控制器選項列表。
關于標題本書確實涵蓋了如何制作可以穿戴的電子產(chǎn)品。更廣泛來講，它提供了一種非傳統(tǒng)意義上的構建電子項目的方法，其中涉及的工具和技術也可以應用于織物、掛毯、玩具，甚至更多！
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譯者序
前 言
第1章 電路1
1.1 電路基礎2
1.1.1 歐姆定律4
1.1.2 理解電阻6
1.1.3 串聯(lián)和并聯(lián)8
1.1.4 確定極性9
1.1.5 使用萬用表10
1.1.6 關于電路的更多信息12
1.2 構建電路12
1.2.1 鱷魚夾電路14
1.2.2 導線電路15
1.2.3 線路板電路19
1.2.4 面包板電路23
1.2.5 導電螺紋線電路26
1.2.6 導電布電路32
1.2.7 優(yōu)點及缺點34
1.3 結論35
第2章 導電材料37
2.1 傳統(tǒng)導體38
2.1.1 鱷魚夾38
2.1.2 導線38
2.1.3 線路板40
2.1.4 面包板40
2.2 導電螺紋線41
2.2.1 導電螺紋線的特性42
2.2.2 使用導電螺紋線43
2.2.3 導電螺紋線的類型44
2.3 導電布45
2.3.1 導電布的特性45
2.3.2 使用導電布47
2.3.3 導電布的類型47
2.4 其他導電材料49
2.4.1 導電棉紗49
2.4.2 導電纖維49
2.4.3 導電毛氈49
2.4.4 導電帶50
2.4.5 導電布膠帶51
2.4.6 導電鉤和毛圈搭扣51
2.4.7 導電涂料51
2.4.8 日常用品52
2.5 選擇導電材料53
2.6 實驗：可穿戴電路54
2.7 下一步是什么54
第3章 開關55
3.1 理解開關56
3.1.1 刀與擲56
3.1.2 開關的類型57
3.2 現(xiàn)成的開關58
3.2.1 觸覺按鈕58
3.2.2 自鎖按鈕59
3.2.3 撥動開關59
3.2.4 滑動開關59
3.2.5 微動開關60
3.2.6 傾斜開關60
3.3 自己制作開關61
3.3.1 三明治開關61
3.3.2 接觸開關63
3.3.3 橋接開關66
3.3.4 擠壓開關66
3.3.5 其他DIY開關67
3.4 實驗：社交開關67
3.5 結論68
第4章 電子織物套件69
4.1 LilyPad70
4.1.1 模塊71
4.1.2 實驗：使用Twinkle73
4.1.3 實驗：使用Tiny74
4.2 Flora75
4.3 Aniomagic76
4.3.1 模塊76
4.3.2 實驗：使用Sparkle77
4.4 更多思考80
第5章 穿戴上你的電子設備81
5.1 為什么要穿戴82
5.2 為什么能穿戴82
5.2.1 舒適性82
5.2.2 耐用性84
5.2.3 可用性86
5.2.4 美觀性86
5.3 設計一個可穿戴設備87
5.3.1 選擇一種樣式87
5.3.2 選擇材料91
5.3.3 選擇器件91
5.3.4 創(chuàng)建布局91
5.3.5 重復設計93
5.4 實驗：8小時可穿戴93
第6章 微控制器95
6.1 硬件96
6.2 軟件99
6.3 Hello World103
6.4 數(shù)字輸出106
6.4.1 電路106
6.4.2 代碼108
6.4.3 供電108
6.4.4 實驗：莫爾斯電碼消息109
6.5 數(shù)字輸入110
6.5.1 電路110
6.5.2 代碼111
6.5.3 實驗：按鈕作為控制器113
6.6 模擬輸入114
6.6.1 電路115
6.6.2 代碼115
6.6.3 實驗：傳感器作為開關117
6.7 模擬輸出117
6.7.1 電路118
6.7.2 代碼118
6.7.3 實驗：感知系統(tǒng)119
6.8 下一步是什么120
第7章 傳感器121
7.1 使用傳感器122
7.1.1 了解傳感器122
7.1.2 分壓電路124
7.1.3 使用I2C通信125
7.2 使用傳感器數(shù)據(jù)126
7.2.1 閾值126
7.2.2 映射129
7.2.3 校準131
7.2.4 約束132
7.2.5 平滑133
7.2.6 實驗：Wooo!襯衣134
7.3 感知什么135
7.3.1 彎曲136
7.3.2 壓力137
7.3.3 拉伸139
7.3.4 移動、方向和位置140
7.3.5 心率以及其他142
7.3.6 近距145
7.3.7 光照147
7.3.8 色彩148
7.3.9 聲音149
7.3.10 溫度150
7.3.11 自己制作傳感器153
7.3.12 實驗：感知身體155
7.4 其他傳感器156
第8章 執(zhí)行器157
8.1 光158
8.1.1 基本的LED158
8.1.2 可尋址LED162
8.1.3 光纖166
8.1.4 電致發(fā)光材料171
8.1.5 實驗：安全，可見175
8.2 聲音175
8.2.1 蜂鳴器175
8.2.2 揚聲器177
8.2.3 音頻文件181
8.2.4 實驗：可穿戴樂器185
8.3 動起來185
8.3.1 振動馬達186
8.3.2 伺服電機187
8.3.3 減速電機191
8.3.4 實驗：振動、轉(zhuǎn)動或者晃動201
8.4 溫度201
8.4.1 風扇202
8.4.2 加熱器203
8.4.3 實驗：這兒越來越熱了203
8.5 結論204
第9章 無線收發(fā)205
9.1 藍牙206
9.2 你好，XBee215
9.2.1 配置XBee215
9.2.2 實驗：XBee與Arduino222
9.2.3 實驗：XBee Direct Mode227
9.3 其他無線通信選擇230
9.4 展望230
附錄A 工具231
附錄B 電池238
附錄C 資源244
附錄D 其他巧妙的物品249
附錄E 選擇微控制器256
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