创客的工具（计算机篇）

   在计算机发明以前，尽管已经有很多电器设备和家电，但是所有的产品与智能控制系统从来是扯不上关系的；而在计算机发明之后的一个世纪里，铺天盖地打着智能控制旗号的产品层出不穷，其中真真假假难以辨识，今天我就为大家分享一些真正与智能控制相关的工具，或许大家在今后的消费中能够更加轻易地分辨真伪。


       在之前《创客的工具（电子篇）》中，我有介绍过开环控制系统和闭环控制系统的区别，在这里我再举个简单的例子说明一下：洗衣机就是一个开环控制系统，人们使用洗衣机的目的是想洗干净衣服，但洗衣机只是自顾自的转，转到一定的时间就停止，但最终衣服是否洗干净了，洗衣机不知道也不去理会，这就是开环控制的弊端：人们无法准确的得到他们想要的结果。我们再来看空调，现在家里用的空调大都包含了一个嵌入的闭环控制系统，人们使用空调的时候可以调节温度，也就是说空调首先检测人们设定的温度是否合理（例如冬天室内10度但你想开制冷16度，那么空调是不会工作的），其次在工作的同时通过一个温度传感器实时地监测温度，一旦达到设定的温度，空调会自动停止，这样就避免了室内温度过冷或者过热的情况，让人们真正达到了想要达成的目标。


       我认为，作为创客，在条件允许的时候应该尽量地使用闭环控制来确保产品的有效性。那么首先需要使用的一种工具就是传感器（推荐指数 5星），这个工具虽然以前推荐过，但是确实有必要在这里再次推荐，它是保证产品功能得以实现的必要工具之一。所以今后如果购买电器，不妨问一问店家“传感器有多少种、有多少个？”，一般来说传感器越多，控制系统就越复杂也越智能，带来的就是更优秀的功能。通过传感器的反馈信号，我们可以间接地了解产品的功能是否达成，达成状态是否精确。请注意我刚才使用了“间接了解”，也就是说人类是不能直接理解传感器的信号的，一般来说，为了缩小产品的体积，我们会使用各种微型电脑来接收传感器的信号并将其处理****类可理解的信息。微型电脑还有个名字叫做单片机，单片机是一个有着CPU和多种模块、多个接口的微型计算机，它不仅仅是一块芯片，其中还包含了软件程序，就像我们使用的个人电脑一样。知名的单片机非常多，功能和质量也非常棒，在这里我只推荐我自己使用最多的两种：Raspberry Pi（树莓派）和Arduino（推荐指数 5星），这两种单片机各自都有不同的版本，大家可以根据需求自由选用，可以说无论是RaspberryPi还是Arduino，单独使用都非常的棒，可以满足足够多的功能需求。更值得一提的是这两款单片机不仅各有优势而且相辅相成，Raspberry Pi是一个模块很多的计算机，它的优势在于它可以处理大量的、各种各样的信号和运算，而Arduino接收和传递数字信号非常迅速，毫无迟滞。所以如果我需要做一个比较大的控制系统，而其中包含了复杂的运算以及对于信号快速响应的需求，那么我可以使用Arduino接收信号传递给Raspberry Pi来进行处理再将处理后的信号交由Arduino进行输出，这将让我的系统更具有竞争力。需要提醒的一点是，我们在使用单片机的时候，必须会程序设计，在这里我不推荐新手一开始学习C/C++编程语言，我推荐Python汇编语言（推荐指数 5星），Python的语言和语法非常人性化，你会发现当你在使用Python的时候，就好像在使用英语与计算机沟通一般。当然在你逐渐掌握了计算机更加深入的知识之后，最好还是学习一下C/C++语言，因为这门语言的运行速度是Python无法比拟的，这使得C/C++在一些大型系统中的表现优于Python。还有一个不得不提的工具是Raspberry Pi中最常用的系统，大家都知道我们的个人电脑一般有两种系统，微软公司开发的Windows系统和苹果公司主打的IOS系统，而树莓派中最常用的系统是一个叫做Linux（推荐指数 4星）的系统，这是一个微小但实用的系统，它不仅仅用于树莓派，还多作为网站服务器的系统，所以它还是一个更加安全的系统。


       说到这，“创客的工具”的篇章就告一段落了，“创客的工具”分为三篇：《创客的工具（机械篇）》、《创客的工具（电子篇）》、《创客的工具（计算机篇）》，介绍了作为一个机械电子创客所需要学习和掌握的一些工具，希望通过使用这些工具能够让大家的生活更加富有创造性。那么在篇章的结尾，我想要强调一点的是，创客的工具远不止这些，这只是机械电子创客所需的部分工具，如果我在今后使用到很好的工具，也会即时向大家分享。可能有朋友会问“机械电子创客能够创造些什么呢？”答案是：“只要利用好了这些工具，几乎什么都可以做。”你可以利用计算机辅助制图和3D打印机制作简易书夹、收纳盒、台灯罩、航模等等；你也可以利用电子工具为自己的自行车添加一个电动机、或者带孩子们一起制作一个电动玩具车；通过使用计算机工具，你还可以让家变得更加智能化，比如给大门添加一个人脸、指纹识别锁，给窗帘和电灯添加语音控制开关，给电饭煲空调添加信号接收装置并远程遥控等等；但在我看来，机械电子创客的终极挑战是创造各式各样的机器人为人们执行一些繁琐而乏味的任务。

学习了~