硬件交互是交互设计的一种重要呈现方式,通过硬件交互我们可以实现很多以往实现不了的人机交互方式。硬件交互也因其对硬件知识、编程知识、动手能力的要求较高,因此在作品集使用硬件交互技术可以显著增加申请的竞争力,建立申请壁垒。
UXD在硬件交互上拥有丰富的教学经验,并且鼓励同学们在设计中软件+硬件结合使用,软硬兼施最终实现多方式的交互。
常见的硬件交互微控制器陈列
硬件交互最重要的原件便是微控制器,他的尺寸较小,是具有低内存和可编程输入/输出的小型计算机。从根本上讲,微控制器是一台微型计算机,用于实现电子信号与电路信息之间的灵活切换。
计算机的所有功能最终都以二进制(0或1)开头。
输入=微控制器将读取二进制,输入常见的来源就是传感器。输出=微控制器将发送二进制文件,输出常见用途是控制电动机或LED。
Arduino是一个用于构建电子项目的开源平台,Arduino由一个可编程电路板(通常称为微控制器)和一个运行在计算机上的软件或IDE(集成开发环境)组成的,IDE用于编写计算机代码并将其上传到Arduino板上。
Arduino平台很受刚开始接触电子产品的人的欢迎,Arduino集成开发环境使用了C++的简化版本,使编程更容易学习。从根本上讲,微控制器是一台微型计算机。许多人将微控制器与Arduino相关联,但需要指出的是Arduino并不是一个微控制器,Arduino是一个横跨软件和硬件的完整平台。
Arduino制造像Arduino Uno这样的设备:
Arduino Uno
Arduino Uno也是一种基于Atmel ATmega328P单片机的分线板,Atmel的微控制器如下图所示,分线板将微控制器上的引脚“分线”成更大的设备(例如Arduino Uno)。更大的设备使微控制器易于使用。
对于Arduino Uno来说,分线板可以使你能够插入USB线,为其供电或对设备进行编程等。
Arduino和树莓派都是微型控制器,Paspberry Pi树莓派同样也是单片机,即建立在单个电路板上的完整计算机。
从技术上讲,笔记本电脑处理器也是单片计算机,只是功能强大的一台计算机。Raspberry Pi是笔记本电脑处理器的版本。就像笔记本电脑运行操作系统(Windows,Mac或Linux)一样,Raspberry Pi也运行Linux操作系统。
但是微控制器无法运行操作系统,微控制器也没有与计算机相同的计算能力或资源。微控制器将仅重复运行一个程序,而不是完整的整个操作系统。我们可以在Arduino程序中看到这一点,因为它需要两个重要的功能:Setup和loop。Setup将运行一次,loop并将无限期运行。
设置和循环
微控制器的存在是因为一些计算任务非常琐碎且需要简单的逻辑。例如,拨动开关或控制一些小部件(如LED灯)并不需要像发送电子邮件这样的日常任务所需的资源。我们之所以使用它们,是因为它们的低功耗和低内存使其非常低成本。单片机是当今物联网得以成功的原因之一。
你想用哪种微控制器取决于你想要解决哪个问题。如果处理一些简单的事情(打开或关闭东西,或读取传感器),几乎任何微控制器都可以做。如果你想玩游戏或有更复杂的想法,则需要更多的计算能力,因此需要升级到Raspberry Pi等单板计算机。
Adafruit和Sparkfun都有大量的工具包和硬件,有需要的同学们可以学习他们的教程。Losant也有一些很酷的工具包,拥有这些简单的元件,你就可以尝试自己进行硬件交互尝试啦。比如构建自己的门传感器 -在门打开时间过长时收到通知。
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