Περιεχόμενο
- Εξερεύνηση ηλεκτρονικών
- Arduino
- Φτιάξτε το δικό σας Arduino
- Προγραμματισμός του Arduino
- Επιλογές JavaScript
- Raspberry Pi
- ST4I (πρώην IoT)
- Πώς να μετατρέψετε ένα Arduino σε συσκευή ST4i
- Arduinos με ενσωματωμένο internet
- Η πλευρά του διακομιστή
- Το μέλλον
Ψηφιακός καλλιτέχνης Seb Lee-Delisle θα παραδώσει την αρχική ομιλία στις Δημιουργήστε το Λονδίνο στις 21 Σεπτεμβρίου. Το διήμερο συνέδριο θα περιλαμβάνει επίσης τον Anton & Irene, τον Zell Liew, τον Jaime Levy, τον Steve Fisher και πολλούς άλλους εξαιρετικούς ομιλητές. Πάρτε το εισιτήριό σας σήμερα!
Τα τελευταία χρόνια, η κοινότητα των κατασκευαστών έχει αναπτυχθεί εκθετικά. Ως εκ τούτου, είναι πολύ καλή στιγμή για να αρχίσετε να πειραματίζεστε με ηλεκτρονικά είδη. Όσο περισσότερα λαμπερά gadget μας είναι κλειδωμένα και ιδιόκτητα, τόσο περισσότερο θέλουμε να μάθουμε τι παράξενη μαγεία συμβαίνει μέσα.
Ως άμεση απάντηση, η κοινότητα υλικού ανοιχτού κώδικα έχει αναπτυχθεί και νέες πλατφόρμες πρωτοτύπων εμφανίζονται συνεχώς. Ποτέ δεν ήταν φθηνότερο ή ευκολότερο να αποκτήσετε υλικό για τα δικά σας έργα εισβολής.
Εξερεύνηση ηλεκτρονικών
Το ταξίδι μου με την ηλεκτρονική ξεκίνησε όταν ήμουν παιδί. Ο μπαμπάς μου έφερνε συχνά ηλεκτρονικά εξαρτήματα από τη δουλειά για να παίξω. Έμαθα για ψωμί, κάνοντας απλά κυκλώματα και κολλήσεις. Λατρεύω ακόμα τις φωτεινές λυχνίες ζαχαροπλαστικής. Γρήγορη προώθηση πριν από μερικά χρόνια, όταν μου είπαν ότι θα μπορούσατε να χρησιμοποιήσετε ένα Arduino για να συνδέσετε μεγάλα κουμπιά και κουμπιά στα παιχνίδια και τα έργα σας.
Άρα αγόρασα ένα. Και κατάλαβα ότι αυτό δεν ήταν απλώς μια διεπαφή υλικού για τον υπολογιστή μου, ήταν μια ανεξάρτητη συσκευή που μπορούσε να επεξεργαστεί τη λογική και να τρέξει κώδικα από μόνη της. Στην πραγματικότητα, ήταν ένας μικροσκοπικός αυτόνομος υπολογιστής. Πήρα μια μήτρα LED 8x8, έκανα ένα απλό σύστημα σωματιδίων και ήμουν δεμένος. Τα τελευταία χρόνια, έχω ενσωματώσει υλικό στα έργα μου ψηφιακής τέχνης όλο και περισσότερο. Αυτές οι ηλεκτρονικές συσκευές σάς επιτρέπουν να βγείτε από τον υπολογιστή και στον πραγματικό κόσμο.
Εάν θέλετε να συμμετάσχετε σε έργα υλικού, πιθανότατα είστε λίγο φοβισμένοι από όλες τις επιλογές σας. Δύο από τις μεγαλύτερες πλατφόρμες σε αυτήν την αρένα είναι οι Arduino και Raspberry Pi. Κάθε ένα έχει διαφορετικά πλεονεκτήματα και δυνατότητες.
Arduino
Το Arduino είναι ένα πρωτότυπο κύκλωμα πλακέτας που περιλαμβάνει ένα κεντρικό τσιπ και αρκετούς ακροδέκτες GPIO (General Purpose Input / Output) στους οποίους μπορείτε να συνδέσετε πράγματα. Μπορείτε να προγραμματίσετε κάθε GPIO να είναι είτε είσοδος (για ανάγνωση δεδομένων) είτε έξοδος (για έλεγχο πραγμάτων όπως φώτα και κινητήρες).
Αλλά μην αγοράζετε μόνο ένα Arduino - είναι πολύ καλύτερο να αγοράσετε κάποιο είδος εκκίνησης. Αναζητήστε ένα με ποικίλα εξαρτήματα, καλώδια βραχυκυκλωτήρα και ένα breadboard, μαζί με ένα καλό βιβλίο οδηγών με ασκήσεις για να ξεκινήσετε.
Υπάρχουν πολλά κιτ διαθέσιμα, συμπεριλαμβανομένου ενός από το Arduino. Το προσωπικό μου αγαπημένο είναι το Sparkfun Inventor's Kit, το οποίο συνοδεύεται από μια ωραία θήκη για να διατηρείτε τα έργα σας ενώ εργάζεστε. Έχει ένα εξαιρετικό εγχειρίδιο με καθαρά διαγράμματα και 16 παραδείγματα έργων για να ξεκινήσετε.
Υπάρχει μια απίστευτη ποικιλία από βιβλιοθήκες κώδικα Arduino, πόρους και πρόσθετα, συμπεριλαμβανομένων των «ασπίδων» που βρίσκονται στο πάνω μέρος του σκάφους και σας δίνουν επιπλέον δυνάμεις, όπως οδήγηση κινητήρων, έλεγχος οθονών LED, αναπαραγωγή μουσικής ή αποστολή πληροφοριών MIDI. Ακολουθούν μερικές από τις πολλές πλακέτες συμβατές με Arduino που μου αρέσουν ιδιαίτερα:
- Adafruit's Trinket - Αυτό είναι μικρό και φθηνό, με πέντε καρφίτσες GPIO. Εάν χρειάζεστε περισσότερες καρφίτσες και μνήμη, δοκιμάστε το Trinket Pro ή το Arduino Nano.
- Teensy 3.1 - Το Teensy 3.1 είναι πολύ γρήγορο και δυνατό και εξακολουθεί να είναι πολύ μικρό. Χρησιμοποιεί 3.3V αντί για το τυπικό 5V, οπότε μερικές φορές πρέπει να μετατρέψετε τις τάσεις σε ορισμένα εξαρτήματα. Αυτοί είναι οι εγκέφαλοι των Laser Light Synths και είναι πολύ καλοί στον έλεγχο χιλιάδων διευθύνσεων LED.
- Arduino Mega - Αυτό είναι πολύ πιο ογκώδες από το Trinket και το Teensy (αν και αυτό δεν λέει πολλά). Αλλά αν χρειάζεστε πολλές καρφίτσες και μνήμη, το Arduino Mega είναι για εσάς. Έχει το πρόσθετο πλεονέκτημα ότι είναι ένα γνήσιο Arduino, οπότε γνωρίζετε ότι τα χρήματά σας θα στηρίξουν τους ανθρώπους που δημιούργησαν το έργο. Επιπλέον, είναι συμβατό με τις περισσότερες ασπίδες Arduino.
Φτιάξτε το δικό σας Arduino
Το απίστευτο πλεονέκτημα του υλικού ανοιχτού κώδικα είναι ότι μπορείτε εύκολα να μετακινηθείτε από ένα εφάπαξ πείραμα σε κάτι που μπορείτε να φέρετε στην παραγωγή. Μπορείτε να πάρετε τη διάταξη κυκλώματος του Arduino, να προσθέσετε τα δικά σας εξαρτήματα και να κατασκευάσετε τα δικά σας προϊόντα. Αυτό μπορεί να μην φαίνεται σημαντικό όταν ξεκινάτε για πρώτη φορά, αλλά εάν λάβετε το σφάλμα, θα σχεδιάζετε και κατασκευάζετε τις δικές σας πλακέτες τυπωμένων κυκλωμάτων (PCB) πριν το γνωρίζετε.
Προγραμματισμός του Arduino
Το Arduino έρχεται με τη δική του γλώσσα IDE και προγραμματισμού με βάση το C, αλλά αν είστε συνηθισμένοι στο JavaScript θα πρέπει να φαίνεται αρκετά οικείο. Οι κύριες διαφορές είναι ότι είναι έντονα δακτυλογραφημένες, επομένως πρέπει να καθορίσετε τον τύπο δεδομένων που χρησιμοποιούν οι μεταβλητές και οι συναρτήσεις. Η εργασία με συμβολοσειρές και κείμενο μπορεί επίσης να είναι πόνος - είναι σίγουρα περισσότερο εμπλεκόμενη από τη χρήση JavaScript. Ο κώδικας καταρτίζεται μέσα στο IDE και στη συνέχεια προγραμματίζεται απευθείας στο τσιπ του Arduino μέσω καλωδίου USB.
Επιλογές JavaScript
Τι? Θέλετε να προγραμματίσετε μόνο σε JavaScript; Καλέστε με ντεμοντέ, αλλά πιστεύω ότι η εργασία σε πολλές διαφορετικές γλώσσες προγραμματισμού είναι καλή για τον εγκέφαλό σας. Αλλά μπορώ να καταλάβω γιατί οι προγραμματιστές JS μπορεί να διστάζουν να επενδύσουν χρόνο στην εκμάθηση μιας νέας γλώσσας μόνο για λίγο.
Τα καλά νέα είναι ότι μπορείτε να ελέγξετε ένα Arduino εξ ολοκλήρου σε JavaScript με μια βιβλιοθήκη που ονομάζεται Johnny-Five. Έχετε πρόσβαση σε όλες τις εισόδους και εξόδους του Arduino εξ ολοκλήρου μέσα από μια εφαρμογή Node.js στον υπολογιστή σας. Υπάρχει μια παγίδα - ο κώδικας εκτελείται στον υπολογιστή σας και στέλνει δεδομένα από και προς το Arduino, οπότε πρέπει να συνδεθεί στον υπολογιστή σας για να λειτουργήσει. Ωστόσο, εξακολουθεί να είναι ένας καλός, εύκολος τρόπος για να βουτήξετε τα δάχτυλά σας στο νερό.
Υπάρχουν δύο αναδυόμενες πλατφόρμες που εκτελούν πραγματικά JavaScript στον μικροεπεξεργαστή: Tessel και Espruino. Και οι δύο έχουν το δικό τους ελαφρύ διερμηνέα JavaScript και παρόλο που δεν έχουν τη διαθεσιμότητα και την παρουσία του Arduino, είμαι βέβαιος ότι η κοινότητα θα αναπτυχθεί γρήγορα.
Raspberry Pi
Το Raspberry Pi είναι ένας φτηνός υπολογιστής Linux που διαθέτει επίσης μια τράπεζα ακίδων GPIO, καθιστώντας τον μια εξαιρετική πλατφόρμα για ηλεκτρονικά πρωτότυπα. Έχει περάσει μόνο για λίγα χρόνια, αλλά ήδη έχει φέρει επανάσταση σε υπολογιστές χαμηλού κόστους.
Μια ισχυρή και ζωντανή κοινότητα κατασκευαστών έχει αναπτυχθεί και υπάρχει ένα ευρύ φάσμα περιπτώσεων, περιφερειακών και μαθησιακών πόρων. Το ολοκαίνουργιο Pi 2 είναι πιο γρήγορο και έχει περισσότερη μνήμη από τα προηγούμενα μοντέλα, με συμβατότητα προς τα πίσω και τον ίδιο παράγοντα μορφής με το προηγούμενο μοντέλο B +.
Σε αντίθεση με το Arduino, το Raspberry Pi μπορεί εύκολα να οδηγήσει οθόνες HDMI και να αναπαράγει μεγάλα αρχεία ήχου. Εάν είστε ήδη εξοικειωμένοι με το Linux και το Python ή το Node, θα είναι πολύ εύκολο να ξεκινήσετε. Δεν χρειάζεται καν να συνδέσετε ένα πληκτρολόγιο ή μια οθόνη στο Pi, μπορείτε ssh από τον υπολογιστή σας για να τον προγραμματίσετε. Και φυσικά το όλο πράγμα είναι συνδεδεμένο στο Διαδίκτυο μέσω της θύρας ethernet ή ενός προσαρμογέα USB Wi-Fi.
Ακριβώς όπως το Arduino έχει «ασπίδες», το Pi έχει «καπέλα» που κάθονται πάνω του και παρέχουν ειδικές επιπλέον δυνάμεις. Το αγαπημένο μου είναι το καπέλο Unicorn του Pimoroni - μια σειρά από εξαιρετικά φωτεινά LED που βρίσκονται πάνω από το Pi. Στην πραγματικότητα, το Pimoroni είναι μια καταπληκτική ιστορία επιτυχίας στο Ηνωμένο Βασίλειο με ένα υπέροχο απόθεμα από θήκες και εξαρτήματα Pi.
ST4I (πρώην IoT)
Δεν μπορείτε να χάσετε τη διαφημιστική εκστρατεία για το IoT ή το «Διαδίκτυο των πραγμάτων». Είναι τόσο γελοίο που μισώ ακόμη και χρησιμοποιώντας τον όρο. Το γεγονός ότι εταιρείες όπως η Microsoft έχουν έναν «Διευθυντή του Διαδικτύου των πραγμάτων» με κάνει να αναρωτιέμαι λίγο. Προτιμώ να χρησιμοποιώ τον δικό μου όρο: Πράγματα που μιλούν στο Διαδίκτυο, (STTTTi ή ST4I για συντομία). Είναι εξίσου γελοίο, αλλά τουλάχιστον είναι γελοίο μου.
Θα σας αφήσω σε ένα μικρό μυστικό για το IoT: κανείς δεν έχει καταλάβει πραγματικά τι είναι. Σίγουρα μπορούμε να ελέγξουμε τους θερμοστάτες μας και το χρώμα της λάμπας μας με το κινητό μας τηλέφωνο, αλλά συνεχίζουμε να χτυπάμε τα χέρια μας στο σκοτάδι προσπαθώντας να κατανοήσουμε πώς ακριβώς λειτουργεί. Όλοι γνωρίζουμε ότι θα είναι μεγάλο, δεν είμαστε σίγουροι τι θα είναι η εφαρμογή killer.
Αλλά εδώ είναι το θέμα των τεχνολογιών που βρίσκονται στα πρόθυρα να βρουν τη χρήση τους: είναι πραγματικά διασκεδαστικά να παίζουν. Όπως πραγματικά διασκεδαστικό. Είναι η ιδανική στιγμή για να φανταστείτε, να δημιουργήσετε και να παίξετε με αυτά τα πράγματα. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο συνέστησα το εργαστήρι μου ST4I - είναι δύο ημέρες πειραματισμού και μάθησης και συνοδεύεται από ένα κιτ γεμάτο πράγματα, συμπεριλαμβανομένου του Arduino με δυνατότητα Wi-Fi. Ρίξτε μια ματιά στο st4i.com για να μάθετε περισσότερα.
Πώς να μετατρέψετε ένα Arduino σε συσκευή ST4i
Ένα Raspberry Pi είναι ήδη δικτυωμένο, αλλά ένα Arduino χρειάζεται επιπλέον υλικό (και κώδικα) για να συνδεθεί. Μου αρέσει το Adafruit CC3000 Wi-Fi ασπίδα - βρίσκεται πάνω από το Arduino και συνδέεται με το Wi-Fi σας, και υπάρχουν πολλά παραδείγματα κώδικα για να σας βοηθήσουν να διαβάσετε δεδομένα από το Διαδίκτυο.
Arduinos με ενσωματωμένο internet
Υπάρχουν πίνακες συμβατές με Arduino που έχουν ήδη δυνατότητα διαδικτύου. Το αγαπημένο μου είναι το Linkit One, το οποίο διαθέτει ενσωματωμένο τσιπ Wi-Fi. Αλλά δεν είναι μόνο αυτό. Διαθέτει επίσης Bluetooth και GSM. Κολλήστε μια κάρτα SIM και θα πάρει αμέσως δεδομένα κινητής τηλεφωνίας. Εάν αυτό δεν ήταν αρκετό, συνοδεύεται από GPS και μια διεπαφή ήχου. Θα μπορούσατε να φτιάξετε το δικό σας smartphone χαμηλής τεχνολογίας με αυτόν τον πίνακα. Πραγματικά δεν έχω ιδέα γιατί θα το κάνατε αυτό, αλλά για κάποιο λόγο η ιδέα με ενθουσιάζει.
Η πλευρά του διακομιστή
Η σύνδεση σε ένα δημόσιο API είναι σχετικά εύκολη και αν θέλετε απλώς να ρυθμίσετε μια συσκευή καταγραφής δεδομένων, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε υπηρεσίες όπως το Xively και το data.sparkfun.com. Εάν θέλετε η συσκευή Arduino να ανταποκρίνεται σε πράγματα στο Διαδίκτυο, ο ευκολότερος τρόπος είναι να κάνετε δημοσκόπηση ενός API δεδομένων σε τακτά χρονικά διαστήματα (πείτε κάθε ένα έως πέντε λεπτά).
Αλλά αν θέλετε να ανταποκρίνεται άμεσα σε κάτι, μπορείτε να δημιουργήσετε μια μόνιμη σύνδεση υποδοχής στον διακομιστή. Αυτό είναι λίγο πιο δύσκολο, αλλά εργάζομαι στον κώδικα Node.js για να το κάνω αυτό. Είναι όλα ανοιχτού κώδικα, ώστε να μπορείτε να παρακολουθείτε το GitHub μου για να δείτε πώς ωριμάζει.
Το μέλλον
Με τις ενότητες δεδομένων κινητής τηλεφωνίας GSM να μειώνουν δραματικά την τιμή, θα είναι μόνο μερικά χρόνια έως ότου όλα έχουν τη δική τους σύνδεση στο Διαδίκτυο. Η ιδέα της προσθήκης Wi-Fi σε ένα gadget θα φαίνεται πολύ παλιά.
Από καιρό χαίρομαι που συνδέω φώτα, κουμπιά και απλές διεπαφές στα έργα μου και με την ανάπτυξη του δικτύου χάκερς και της κοινότητας των κατασκευαστών, υπάρχουν τόσες πολλές ευκαιρίες για να μάθω πώς να φτιάχνω πράγματα. Ήρθε η ώρα να μεταφέρουμε τη δουλειά που κάνουμε μέσα στον υπολογιστή στον πραγματικό κόσμο.
Αυτό το άρθρο δημοσιεύθηκε αρχικά στο τεύχος 266 (Μάιος 2015) του καθαρό περιοδικό.
Δημιουργήστε το Λονδίνο θα προηγηθεί μια μέρα εργαστηρίων, που θα καλύπτουν τη στρατηγική UX, το τρέξιμο σπριντ σχεδιασμού και περιεχομένου και την κατασκευή κλιμακούμενου στοιχείου απόκρισης. Θα εξετάσουν επίσης πώς να βρουν γρήγορα μια ιδέα και μια λύση σε ένα σύντομο πελάτη και να δημιουργήσουν μια πειστική παρουσίαση που πουλά την ιδέα σας είτε στην εσωτερική ομάδα είτε στον πελάτη σας μέσα σε λίγες ώρες.
Εάν αγοράσετε ένα συνδυασμένη κάρτα εργαστηρίου και συνεδρίου, εσύ θα εξοικονομήστε 95 £!
Σας άρεσε αυτό; Διαβάστε αυτά!
- Πώς το Internet of Things θα αλλάξει τη δουλειά σας
- Οι καλύτεροι συντάκτες φωτογραφιών
- Ο οδηγός του σχεδιαστή για εργασία από το σπίτι
