创客科幻世界大冒险

虚构想象的“行尸走肉”世界“僵尸来袭”
玩转20例超酷Arduino、树莓派项目
打造超酷创客“幸存者”

阅读本书你将学到
使用绊倒绳和红外传感器监控“僵尸”移动
随时预警周围环境的监测系统
用于“僵尸”防御设备的多种供电项目

使“僵尸”分心的多种干扰器
帮助摆脱追赶的远程控制门锁
安静的火灾和烟雾报警器

呼唤“幸存者”的莫尔斯电码发射器
保证安全的静默触觉通信器

“行尸走肉”世界中“僵尸来袭”，玩转20例超酷Arduino、树莓派项目，打造超酷创客“幸存者”。
通过Arduino、树莓派、简单电路等硬件制作超酷有趣的创意电子项目。
将20例创客电子项目融入一个虚构的科幻“行尸走肉”世界背景中，激发创意与想象力，让创客电子项目更有用。通过项目详解，你将学到Arduino和树莓派的项目设计、制作与编程知识，电子元器件与工具的应用技能等创客知识，并会启发你创作出更多的有趣项目。

作者简介
西蒙?蒙克（Simon Monk），全球知名创客与科技作家，控制与计算机科学学士，软件工程博士。撰写包括Programming Arduino、Programming the Raspberry Pi、Hacking Electronics、Raspberry Pi Cookbook、Electronics Cookbook、Practical Electronics for Inventors等多本畅销创客图书。

原书前言
1　“世界末日”来临……… 1
　“僵尸” 的种类…………… 1
　　“僵尸” 真的死了吗… 3
　“僵尸” 会存在多久……… 3
　灾后生存法则……………… 4
　　避难所…………………… 5
　　水………………………… 5
　　食品和燃料……………… 6
　　和“僵尸” 战斗吧…… 6
　　着装很重要……………… 7
　　保持健康………………… 8
　做好准备…………………… 8
　其他幸存者………………… 9
　项目零件…………………… 9
　　汽车……………………… 9
　　五金商店……………… 10
　项目构建………………… 11
　　焊接…………………… 11
　　机械结构……………… 11
　　电子模块……………… 11
2　创造电能……………… 13
　功率与能量……………… 14
　电的类型………………… 14
　　低压直流电…………… 15
　　高压交流电…………… 16
　电池……………………… 17
　　一次性电池…………… 17
　　可充电电池…………… 17
　　电池充电……………… 18
　项目1: 太阳能充电器… 18
　　太阳电池板…………… 18
　　充电控制器…………… 19
　　材料清单……………… 19
　　开始构建项目………… 20
　　开始使用太阳能充电器 24
　项目2: 自行车发电机… 25
　　材料清单……………… 25
　　开始构建项目………… 26
　　使用脚踏式发电机…… 33
3　使用电力……………… 34
　用一块汽车蓄电池给设备充电………… 35
　　点烟器插座…………… 35
　　使用电力……………… 37
　　AC逆变器……………… 37
　项目3: LED照明灯…… 38
　　材料清单……………… 38
　　开始构建项目………… 38
　　使用照明……………… 40
　项目4: 电池监测器…… 40
　　材料清单……………… 41
　　开始构建项目………… 43
　　程序…………………… 44
　　使用电池监测器……… 47
4　“僵尸” 警报…………… 48
　项目5: 绊倒绳警报器… 49
　　材料清单……………… 49
　　开始构置项目………… 50
　　使用绊倒绳警报器…… 54
　项目6: PIR“僵尸” 探测器……… 55
　　材料清单……………… 55
　　开始构建项目………… 56
　　程序…………………… 58
　　使用PIR “僵尸” 探测器………59
　　淘到的PIR 传感器…… 59
5　树莓派监控系统……… 62
　关于树莓派……………… 63
　　树莓派系统…………… 64
　　材料清单……………… 64
　　系统供电……………… 65
　　为树莓派安装Raspbian操作系统…………… 65
　项目7: 使用USB网络摄像头监控“僵尸” ……… 66
　　材料清单……………… 66
　　开始构建项目………… 68
　　使用网络摄像头……… 73
　项目8: 无线“僵尸” 监控系统………… 73
　　材料清单……………… 74
　　开始构建项目………… 75
　　使用无线摄像头……… 79
6　检测大门打开及远程控制门锁………… 80
　项目9: 远程控制门锁… 81
　　材料清单……………… 81
　　开始构建项目………… 82
　　为电动锁添加无线功能来进一步节省时间…… 85
　项目10: 大门传感器…… 87
　　材料清单……………… 87
　　开始构建项目………… 88
　　程序…………………… 89
　　使用大门传感器……… 90
7　环境监测……………… 92
　项目11: 安静的火灾报警器…………… 93
　　材料清单……………… 93
　　开始构建项目………… 94
　　软件…………………… 100
　　使用火灾报警器……… 101
　项目12: 温度报警器… 102
　　材料清单……………… 102
　　开始构建项目………… 103
　　程序…………………… 105
　　使用温度报警器……… 107
8　为基地打造一个控制中心…………… 108
　项目13: 树莓派控制中心…………… 109
　　材料清单……………… 109
　　开始构建项目………… 110
　　程序…………………… 111
　　使用控制中心………… 116
　项目14: 蓝牙无线通信 116
　　材料清单……………… 117
　　开始构建项目………… 117
　　程序…………………… 120
　　使用带有蓝牙连接的控制中心……… 123
9　“僵尸” 干扰器……… 124
　项目15: Arduino闪光干扰器……………125
　　材料清单……………… 126
　　开始构建项目………… 127
　　程序…………………… 132
　　使用闪光干扰器……… 133
　项目16: Arduino动作和声音干扰器…… 134
　　材料清单……………… 135
　　开始构建项目………… 136
　　程序…………………… 141
　　使用运动和声音干扰器 144
10　与其他幸存者沟通… 145
　项目17: 树莓派无线电发射器………… 146
　　材料清单……………… 146
　　开始构建项目………… 147
　　程序…………………… 147
　　使用FM发射器……… 148
　　录制信息……………… 148
　　自动运行信号发射器… 149
　项目18: Arduino FM无线电跳频器…… 150
　　材料清单……………… 150
　　开始构建项目………… 151
　　程序…………………… 155
　　使用无线电扫描仪…… 157
　项目19: Arduino莫尔斯电码发射器…… 157
　　材料清单……………… 157
　　开始构建项目………… 158
　　程序…………………… 161
　　使用莫尔斯电码发射器 165
11　触感通信…………… 168
　项目20: 用Arduino实现静默的触觉通信…… 168
　　材料清单……………… 169
　　开始构建项目………… 170
　　程序…………………… 175
　　使用触感通信器……… 177
附录……………………… 179
　附录A 材料…………… 179
　附录B 基本技能……… 183
　附录C Arduino编程… 196

本书是写给喜欢创造，并且想在一个虚拟的、想像出来的、既没有电力又没有其他资源的“僵尸世界末日”中生存下来的人们。所以在这个虚拟、想象的科幻世界背景下，本书从一个可以通过太阳能或者踏板发电(使用废弃的汽车交流发电机)的项目开始讲起。一旦有了电力，你就可以开启监视和监听项目来保护你的基地。最后，你可以通过自己建立的通信设备去发现其他的幸存者或者与自己团队中的成员使用静默通信的方式实现联系。

创客关键技能
本书的项目不要求你会太多的技能，甚至不需要焊接，只需要你能够将电线和接线端子相互连接起来。附录B将为你提供一些你可能不是很熟悉的技巧，这些技巧在项目中会用得到。一些项目中可能需要有一定的木工技能和木工工具，这些工具一般是锯子、锤子和凿子。
本书中一些技术项目是使用树莓派(RaspberryPi)和Arduino作为控制板，这两款设备是非常简单易用的，同时功耗也非常低。第5章介绍了树莓派的基本用法，而附录C中介绍了Arduino的入门知识。

“末日生存项目”简介
尽管这些项目都是打算在“僵尸世界末日”来临了再用的，但是即使“僵尸”目前没有出现，大多数项目对我们也是有用、有趣的。许多Arduino项目实际可以只用一个Arduino来完成，即可以用一个程序去整合所有我们用到的功能。
“第1章‘世界末日’来临”向我们介绍了虚拟的“僵尸灾难”发生过后的世界的基本状况。在这个充满“僵尸”的世界中，我们将开展我们的生存项目。
“第2章创造电能”包含两个项目，“项目1：太阳能充电器”介绍了怎么利用太阳能对汽车蓄电池进行充电；“项目2：自行车发电机”描述了如何使用汽车发电机和自行车脚踏板为汽车蓄电池充电。
“第3章使用电力”包含两个项目?帮助你熟练使用汽车蓄电池和Arduino。“项目3：LED照明灯”让你用12V的电池点亮一串LED灯。接下来把你的Arduino用到“项目4：电池监测器”，以防止你在不知道的情况下把电池的电量用完。
“第4章‘僵尸’警报”包含两个项目?在你的基地附近安装报警装置，在“僵尸”入侵的时候发出警报，提醒你加强安全措施。“项目5：绊倒绳警报器”是一个技术含量比较低的警报器，在这个项目中要用到微动开关和汽车喇叭。“项目6：PIR‘僵尸’探测器”
是一个具有较高科技含量的“僵尸”探测器，项目中会用到一个红外运动传感器。
“第5章树莓派监控系统”可以让你远距离地监控“僵尸”的入侵。“项目7：使用USB网络摄像头监控‘僵尸’”介绍了如何使用网络摄像头实现监控功能，并且使用Python实现视频中运动物体的检测。“项目8：无线‘僵尸’监控系统”通过使用低成本的Wi-Fi网络摄像头扩大你的监控范围，让监控变得更加实用。
“第6章检测大门打开及远程控制门锁”帮助你让“僵尸”远离基地。“项目9：远程控制门锁”展示了如何实现通过机电门锁远程控制大门，以让你通过无线控制远程开关大门。“项目10：大门传感器”将会检测是否有人或者其他生物打开过你的大门。
“第7章环境监测”介绍的项目将会让你避免受到其他类型的伤害?在“僵尸灾难”后，“僵尸”不是你唯一要面对的生存威胁。“项目11：安静的火灾报警器”将介绍如何使用一个烟雾检测器和Arduino实现一个安静的火灾报警器。“项目12：温度报警器”将会实
时监控环境温度，并实现报警?从而防止管道爆炸或者其他灾难。
“第8章为基地打造一个控制中心”让你可以获得所有传感器以及监控系统的反馈信息，并且把所有的信息显示在一个显示屏上面。“项目13：树莓派控制中心”将会在显示屏上显示Arduino获得的门的开关状态、“僵尸”的移动状况、温度的变化以及电池的电量监测情况。你可以通过“项目14：蓝牙无线通信”实现树莓派和Arduino之间的无线通信。这样，你就可以把监控装置放得足够远，当危险来临时可以留给自己足够的反应时间。
“第9章‘僵尸’干扰器”将会告诉你怎么把“僵尸”的注意力从你的身上转移开，从而给你逃生的机会。“项目15：Arduino闪光干扰器”使用一次性的相机闪光灯来干扰“僵尸”。“项目16：Arduino运动和声音干扰器”使用与烟雾报警器中一样的喇叭实现声音干扰，以及使用伺服电动机挥舞旗帜实现动作干扰。
“第10章与其他幸存者沟通”将会教你如何在“僵尸”肆虐的城镇联系到其他幸存者。“项目17：树莓派无线电发射器”让你可以使用ＦＭ调频联系到其他幸存者。“项目18：ArduinoＦＭ无线电跳频器”会让你实现一个低成本的收音机用来捕获其他幸存者发出的信
息。“项目19：Arduino莫尔斯电码发射器”可以让你招募新的成员加入你的基地，或者警告其他人员与你们保持距离。
“第11章触感通信”是一个非常实用的项目，特别是你想协调一个团队进行补给运输的时候。这可能是本书中介绍的最酷的一个项目。“项目20：用Arduino实现静默的触觉通信”，当你按下一个设备上的按钮的时候?另一个设备就会振动(反之亦然)。这个项目使用一个Arduino、2.4GHz的RF模块和振动电动机。
现在你已经看到了所有的项目概述，这些项目可以将你从“僵尸世界”中拯救出来。现在你是不是已经开始想准备一些材料了。每个项目都有所需材料的详细清单以及数量。附录Ａ提供了每个项目中所需材料的详细信息。

在“僵尸”来临前下载资源
本书中用到的代码可在Github上获得，网址为https://github.com/simonmonk/zombies/。
在“灾难”来临之前，请务必访问这个网址，下载书中项目所必需的文件并保存在你自己的存储设备中。当“灾难”来临的时候，互联网可能就不能使用了。可能是因为互联网相关的工作人员都变成了“僵尸”，也可能是因为电力被破坏。但是，你可以提前下载这些文件，让你更容易地在“僵尸灾难”后生存下来。
当你下载保存好这些文件后，让我们来看一下在“灾难”过后可能会发生什么。