Dyrdymały

Dyrdymały

nie do końca poważne przemyślenia na różne tematy

Techno-Bełkot:

Lego XXI wieku

Arduino

Zaczął się sezon komu­ni­jny i jeśli macie w rodzinie komu­nistę ze smykałką do majsterkowa­nia oraz kom­put­erów – zaraz dowiecie się, jaki jest najlep­szy prezent, jaki może­cie mu spraw­ić. Z resztą zabawka przez­nac­zona jest dla dzieci w wieku od lat sześ­ciu do stu sześ­ciu, więc będzie nadawała się na prezent dla każdego majsterkow­icza. W tym także dla was, jeśli kręcą was takie rzeczy.

Ten cud­owny gadżet nazy­wa się Arduino. Nigdy wcześniej nie słyszeliś­cie tej nazwy? Po przeczy­ta­niu tego wpisu będziecie się zas­tanaw­iać jak to możli­we, że do tej pory Arduino nie było wam znane.

Włoska robota

Wszys­tko zaczęło się w 2005 roku, na włoskim uni­w­er­syte­cie w Ivrei. Stu­den­ci razem z wykład­ow­ca­mi postanow­ili stworzyć mini-kom­put­er, a dokład­niej: mikro-kon­trol­er do celów eduka­cyjnych. Miał on być na tyle tani, by każdego ucz­nia, stu­den­ta lub nauczy­ciela było na niego stać. A przy okazji nie chro­niony żad­ny­mi prawa­mi autorski­mi, tylko opar­ty na licencji open-source, by każdy mógł go w dowol­ny sposób mody­fikować lub rozbu­dowywać. Właśnie tak pow­stało Arduino.

Arduino UNO

Oto UNO – jeden z najpop­u­larniejszych mod­eli Arduino.

źródło: Arduino.org

Dzię­ki swo­jej cenie i otwartej licencji, niewiel­ka płyt­ka z charak­terysty­cznym logo szy­bko pod­biła świat. W obec­nej chwili ilość różnych wari­antów Arduino przypraw­ia o zawrót głowy – ist­nieją wer­sje mniejsze i więk­sze oraz takie wyposażone na przykład w żyroskop lub mod­uł WiFi.

Modele Arduino

Tak wyglą­da zaled­wie kil­ka, z wielu mod­eli Arduino!

źródło: Arduino.org

A co takiego potrafi Arduino? Nie jest to kom­put­er w trady­cyjnym tego słowa znacze­niu. Nie posi­a­da sys­te­mu oper­a­cyjnego, za jego pośred­nictwem nie obe­jrzymy fil­mu i nie posłuchamy muzy­ki (choć pewnie gdy­byśmy się upar­li – dało­by się to zro­bić). Arduino to mikro-kon­trol­er, co w dużym skró­cie oznacza, że moż­na go zapro­gramować do wykony­wa­nia oper­acji w sty­lu: „jeśli nacis­nę zielony guzik, zapal czer­woną lamp­kę”. Może się wydawać, że to niewiele, ale pomyśl­cie o klock­ach Lego – te także wyglą­da­ją niepo­zornie, ale za ich pomocą moż­na tworzyć cuda!

Szara eminencja zachwytu

Mogliś­cie nigdy wcześniej nie słyszeć o Arduino, ale pode­jrze­wam że nier­az widzieliś­cie je w dzi­ała­niu, zupełnie nie zda­jąc sobie z tego sprawy. Przykład­owo – na pewno nieobce są wam filmi­ki pokazu­jące zbu­dowane domowy­mi sposoba­mi robo­ty. O, takie jak ten:

A może obiły się wam o uszy gra­jące stac­je dyski­etek?

Jestem też pew­na, że oglą­dal­iś­cie przy­na­jm­niej jeden film sci­ence-fic­tion, w którym ktoś strze­lał do kos­mitów laserowy­mi dzi­ałka­mi:

Jak widzi­cie, Arduino moż­na spotkać na każdym kroku. A na pozór mało imponu­jące możli­woś­ci mikro-kon­trol­era – jak to, by po naciśnię­ciu guzi­ka zapal­iła się kolorowa lamp­ka – odpowied­nio użyte, mogą doprowadz­ić do wybu­dowa­nia niesamow­itych rzeczy.

Bez lutowania

Kiedy myślę o majsterkowa­niu w elek­trycznych rzeczach, przed ocza­mi sta­je mi obraz mojego taty, który albo łączy ze sobą kabel­ki i owi­ja je samo­przylep­ną taśmą izo­la­cyjną, albo coś lutu­je. W oby­d­wu przy­pad­kach, w wyko­na­niu taty czyn­noś­ci te wyda­ją się banal­nie proste, niemalże nat­u­ralne. Jed­nakże kiedy sama kil­ka razy próbowałam je wykon­ać – wcale nie było to takie łatwe. Zwłaszcza lutowanie – nie dość, że może się nie udać, to jeszcze po drodze moż­na się poparzyć, a nawet puś­cić cały dom z dymem. Nie dla mnie takie rzeczy!

W Arduino niczego lutować nie trze­ba. Kabel­ki wpina się do spec­jal­nych gni­azdek (równie łat­wo moż­na je stamtąd wyp­iąć). A potem, tak samo pros­to, podłącza je bezpośred­nio do urządzeń lub do pro­to­ty­powej płyt­ki stykowej, do której moż­na przyłączyć wiele różnych ele­men­tów. Dzię­ki temu nie tylko nie trze­ba z naraże­niem życia baw­ić się lutown­icą, ale także – jak w klock­ach Lego – każdą stwor­zoną przez nas rzecz moż­na roz­mon­tować i zbu­dować coś innego.

Arduino i płytka stykowa

Schemat Arduino z pro­to­ty­pową płytką stykową.

źródło: Arduino.cc

Nie tak straszne, jak się wydaje

Jeśli po przeczy­ta­niu zwrotów takich, jak „mikro-kon­trol­er”, „pro­gramowanie”, „pro­to­ty­powa płyt­ka stykowa” wpadliś­cie w panikę i stwierdzili, że Arduino nie jest dla was – weź­cie głębo­ki wdech i jeszcze raz pomyśl­cie o klock­ach Lego. Tam też wybu­dowanie wielu rzeczy było na pozór skom­p­likowane, ale do każdego zestawu dołąc­zony był schemat pokazu­ją­cy, jak krok po kroku złożyć daną kon­strukcję. Z Arduino jest bard­zo podob­nie – w internecie roi się od samouczków, tuto­ri­ali oraz gotowych schematów.

Jeśli chce­cie się czegoś nauczyć, a język ang­iel­s­ki nie spraw­ia wam prob­lemów, obow­iązkowo prze­jrzyj­cie ofic­jal­ny „podręcznik” dostęp­ny na stron­ie arduino.cc. Nato­mi­ast gdy­byś­cie prefer­owali mate­ri­ały szkole­niowe w języku pol­skim, pole­cam youtubowy kanał Elek­tro­Prze­wod­nik.

A jeśli nie chce­cie się uczyć, w internecie zna­jdziecie tysiące gotowych rozwiązań. Jedyne, co będziecie musieli zro­bić, to pod­piąć odpowied­nie ele­men­ty do Arduino oraz metodą kopi­uj-wklej wgrać na mikro-kon­trol­er odpowied­ni pro­gram. Co – uwierz­cie mi – jest banal­nie proste!

Lepsze, niż Lego

Jed­ną z rzeczy, które najbardziej frus­trowały mnie w dziecińst­wie były ceny klock­ów Lego. Czas minął i zbyt­nio się to nie zmieniło – ciekawe zestawy Lego Tech­nic potrafią kosz­tować tyle, co połowa mojej miesięcznej pen­sji. Więc podob­nie, jak w dziecińst­wie mogę o nich jedynie pomarzyć.

W przy­pad­ku Arduino cena nie jest ogranicze­niem. Przede wszys­tkim dzię­ki licencji open-source może­my kupić albo ory­gi­nal­ną płytkę Arduino, albo jej o wiele tańszy odpowied­nik. Nato­mi­ast więk­szość podze­społów jest sprzedawana za grosze. A pisząc o podze­społach mam na myśli takie bajery, jak czu­jni­ki światła, czu­jni­ki zbliże­niowe, czu­jni­ki tem­per­atu­ry, klaw­iatu­ry, wyświ­et­lacze, mini-sil­nicz­ki. Pode­jrze­wam, że za kwotę potrzeb­ną do zakupu jed­nego, wypa­sionego zestawu Lego Tech­nic, bylibyś­cie w stanie kupić tyle podze­społów Arduino, że dało­by się z tego wybu­dować statek kos­miczny.

Równie atrak­cyjne cenowo są zestawy star­towe (nazy­wane też startera­mi) – w tym przy­pad­ku za około sto zło­tych dostaniemy Arduino, pro­to­ty­pową płytkę stykową oraz masę kabelków, diodek i innych ele­men­tów (wystar­czy na wybu­dowanie mini statku kos­micznego dla chomi­ka).

Zestaw Arduino

Tak wyglą­da, kosz­tu­ją­cy mniej niż 100 zł, zaku­pi­ony przeze mnie starter Arduino.

(UWAGA: zestaw nie zaw­iera widocznego na zdję­ciu pudeł­ka z pomarańc­zowy­mi prze­gród­ka­mi, a samo Arduino nie jest ory­gi­nalne)

Arduino do szkół!

Sko­ro wspom­ni­ałam o frus­trac­jach z dziecińst­wa, równie moc­no rozczarowu­jące było to, że na fil­mach amerykańskie dzieci­a­ki przeprowadza­ły w szkole masę fajnych (częs­to wybu­chowych) ekspery­men­tów, a u mnie te same doświad­czenia były jedynie rozrysowywane przez nauczy­ciela na tabl­i­cy (pod warunk­iem, że nauczy­ciel był spoko i chci­ało mu się rysować).

Kiedy w moje ręce trafiło Arduino, moją pier­wszą myślą było: jaka szko­da, że czegoś takiego nie miałam w szkole. Bo widzi­cie, mój najwięk­szy prob­lem z przyswa­janiem wiedzy pole­ga na tym, że nie lubię uczyć się czegoś, co wyda­je mi się nieprak­ty­czne. Dlat­ego nie uważałam na lekc­jach fizy­ki doty­czą­cych elek­trycznoś­ci – infor­ma­c­je o Omach, Woltach i Amper­ach wydawały mi się czymś, co nie ma zas­tosowa­nia w życiu człowieka, który nie jest elek­trykiem. Podob­nie było z pier­wszy­mi lekc­ja­mi pro­gramowa­nia, jakie miałam na stu­di­ach – najpierw uczyli nas kodować, a dopiero potem (czyli częs­to w następ­nym semes­trze) pokazy­wali, do czego ta wiedza może się przy­dać. Gdy­bym w jed­nym i drugim przy­pad­ku miała pod ręką Arduino wiedzi­ałabym, jak zdobyte infor­ma­c­je zas­tosować w prak­tyce, przez co uczyłabym się ich z więk­szą chę­cią i kto wie – być może dziś byłabym mis­trzem robo­t­y­ki.

Czemu o tym piszę? Bo jeśli macie w rodzinie uczące się dziecko albo nauczy­ciela fizy­ki lub infor­maty­ki – Arduino będzie dla takiej oso­by wymar­zonym prezen­tem. Napiszę nawet więcej – gdy­bym była rodz­icem, z włas­nej kieszeni kupiłabym zestaw star­towy Arduino jako pomoc dydak­ty­czną dla szkoły. I optowała za tym, by szkoła zakupiła więcej takich starterów – tak, by na lekc­jach fizy­ki i infor­maty­ki, na każdej ław­ce zna­j­dowało się przy­na­jm­niej jed­no Arduino, dzię­ki które­mu nau­ka tych przed­miotów stała się mniej abstrak­cyj­na. Obstaw­iam, że korzyś­ci z takiego rozwiąza­nia były­by ogromne. A ilość uczniów, którzy zaczęli­by się intere­sować fizyką oraz pro­gramowaniem – gwał­town­ie wzrosła.

Na koniec

Wszys­tko, co napisałam powyżej, to zaled­wie szczyt góry lodowej. W internecie zna­jdziecie olbrzymie iloś­ci stron inter­ne­towych, forów, blogów i kanałów na YouTube poświę­conych Arduino. Mam nadzieję, że mój tekst zain­tere­sował was tem­atem. Może nawet przekon­ał do kupi­enia Arduino? Może już planu­je­cie, jak wybu­dować w garażu statek kos­miczny?

A jeśli nie przekon­ałam was (smuteczek…) i wciąż uważa­cie, że kodowanie, elek­tron­i­ka i Arduino nie są dla was, zapamię­ta­j­cie przy­na­jm­niej, co steru­je stac­ja­mi dyski­etek, które wygry­wa­ją na YouTube różnego rodza­ju melodie.