Strona korzysta z plików cookies w celu realizacji usług i zgodnie z Polityką Plików Cookies.

Aktualne wydanie

Jak zacząć naukę i zabawę z platformą Arduino

24-10-2019 Autor: Mariusz Rosiak
Nie trzeba kupować...

Pomoce dydaktyczne powinny być tanie, proste w obsłudze, a przy tym oferować ogromne możliwości rozbudowy. Powinny też umożliwiać tworzenie zarówno prostych, jak i złożonych projektów, „rozwijając się” wraz z uczniem. Wypisz, wymaluj: Arduino.

 

Niepozorna płytka drukowana z kilkoma złączami nie wygląda jak flagowy produkt giganta współczesnej elektroniki. Przypomina raczej element komputera, który ktoś wyciągnął z obudowy i zapomniał do niej schować z powrotem. Ale pomysł na działalność włoskiej firmy Arduino jest daleki od współczesnych kampanii marketingowych, designerskich wyścigów, prestiżowych cen czy izolacjonizmu systemowego twórców elektroniki użytkowej. Jest dokładnie odwrotnie. Celem jest niepozorny wygląd, wszechświat możliwości do odkrycia wraz z rozwojem użytkownika, otwartość kodu i projektu, a także przystępna cena. To wszystko okazuje się możliwe.


Projekt Arduino funkcjonuje już od lat, a ogromna rzesza fanów i entuzjastów tworzących coraz ciekawsze projekty, mnogość producentów dodatków i coraz nowsze zastosowania płytki dowodzą, że w technice, podobnie jak u Małego Księcia, sprawdza się niepopularna dziś sentencja: „najważniejsze jest niewidoczne dla oczu”. Czym jest zatem Arduino i jak zacząć z nim przygodę? W tym artykule spróbujemy przybliżyć podstawy działania tej platformy tym osobom, które jeszcze w szkole nie miały z nią styczności.

 

Zasada działania

 

Jeżeli poszukujemy małego komputera, który sterowałby czujnikami wejściowymi (wilgotność, temperatura, światło, GPS, żyroskop, RFID, potencjometry, klawiatury itd.) oraz wyjściowymi (wyświetlacz, internet, systemy plików, silniczki, sygnały itd.), możemy sięgnąć po mikrokontroler. Jest to układ scalony, który pobiera, przetwarza i wysyła sygnały według programu napisanego przez użytkownika. Zabawa i nauka z mikrokontrolerem do niedawna przysparzały amatorom elektroniki dwie podstawowe trudności. Po pierwsze taki mikrokontroler trzeba zaopatrzyć w układy umożliwiające bezpieczne i stabilne zasilanie oraz komunikację i zabezpieczające go przed łatwym zniszczeniem lub spaleniem. Po drugie programowanie mikrokontrolera wymagało do niedawna sporej wiedzy i umiejętności na dość abstrakcyjnym poziomie. Entuzjaści oczywiście radzili sobie z tym, ale przebrnięcie przez początkowe niepowodzenia i porażki wymagało dużej determinacji i zacięcia. Można było łatwo się zniechęcić.


Firmie Arduino Software udało się rozwiązać za użytkowników te dwa problemy i zaoferować produkt, w którym cała początkowa trudna praca została już wykonana. Prosto z pudełka wyjmujemy gotową płytkę, w której mikrokontroler działa w asyście mądrze zaprojektowanych układów. Możliwość komunikacji i programowanie mikrokontrolera zapewnia wyprowadzony port USB, który często zarządzany jest przez drugi mikrokontroler, wbudowany w Arduino. Z kolei do programowania Arduino używa się dedykowanego IDE (Integrated Development Environment; zintegrowane środowisko programistyczne) o takiej samej nazwie. W dodatku firma nie opatentowała rozwiązania ani w warstwie sprzętowej, ani w programowej. Płytka i przeznaczone dla niej oprogramowanie zostały udostępnione na otwartej licencji. To spowodowało, że dzieci, młodzież, dorośli, a nawet uczeni na całym świecie przyjęli Arduino z wielki entuzjazmem. Rozwiązanie szybko trafiło, pod okiem belfrów, do uczniów.

 

Wiele opcji dzięki otwartości

 

Dzięki nieskończonym możliwościom rozbudowy oraz wsparciu w wielu językach programowania (od Scratcha do C dla Arduino) platforma ta może służyć zarówno do nauki STEAM w szkole podstawowej, jak i do tworzenia poważnych elementów automatyki, np. inteligentnego domu zgodnie z koncepcją internetu rzeczy w szkołach na wyższym poziomie. Jedno urządzenie może służyć jako baza do nauki prostych pętli, podstaw elektroniki (obwody, diody, rezystory), a także jako płyta główna prostego serwera komunikującego się z odbiorcą i klientami przez internet. Mało tego, dzięki Arduino można samodzielnie tworzyć pomoce naukowe. Układy do mierzenia czynników zewnętrznych, stacje pogodowe, makiety działającego skrzyżowania ze światłami czy oscyloskop – to wszystko już wykonano przy użyciu Arduino.


Sztandarowym zastosowaniem Arduino jest tworzenie za jego pomocą łazików na kołach lub płozach. Programowanie zachowania łazika, jego rozbudowa o nowe moduły, współzawodnictwo i rozwój kreatywności są możliwe i osiągalne dzięki mądrym nauczycielom i odpowiednim pomocom. W jeszcze większym stopniu Arduino przyjęło się jako platforma do tworzenia pomysłowych i przydatnych projektów w życiu codziennym. Możliwość dokupienia tysięcy dodatkowych elementów, takich jak czujniki, kamery, wyświetlacze, potencjometry i moduły komunikacyjne, sprawia, że cały świat elektroniki i techniki stał się dostępny dla niemal każdego. Jak przystało na poważny projekt, Arduino ma wsparcie dla Linuksa, Windowsa czy Mac OS. Za komunikację na linii komputer–Arduino odpowiada wspomniane już darmowe oprogramowanie. Do dyspozycji mamy wiele gotowych przykładów wraz z opisami modyfikacji sprzętowych potrzebnych do tego, aby dany program zadziałał.

 

[...]

 

 

Mariusz Rosiak – nauczyciel informatyki w Szkole Podstawowej nr 25 w Rzeszowie. Zwolennik platform e-learningowych, rozwiązań open source i nowoczesnych form pracy z uczniami. Poza szkołą – web developer.


Pełna treść artykułu jest dostępna w papierowym oraz elektronicznym wydaniu pisma.
Zapraszamy do składania zamówień na prenumeratę.


« Powrót

______________________________________________________________________________________________________________________________________

Informacje o cookies © 2019 PRESSCOM Sp. z o.o.