TechnoStuff: PD, arduino, etc…

ardujino, kaj?f..%!?j..^$€

šopek arduinov

-> odprtokodna strojno-programska platforma za izdelavo fizičnih vmesnikov
> mikroračunalnik
> široka paleta izvedb in uporab ob malem številu dodanih komponent
> zaznavanja (vhodi) in krmiljenja (izhodi)
> analogni in digitalni načini delovanja
> periferna elektronika
> mehanika, robotika
> estetika in oblikovanje
> materiali in obdelava materialov

Platforma arduino je ena od najbolj zanimivih in razširjenih novih paradigm znotraj področja, ki povezuje področja kreativnosti s konkretnimi fizičnimi izdelki – to kar po našem mnenju opredeljuje pojem kreativnih industrij. Skupaj s široko paleto specifičnih izvedb glede na izražene potrebe in programsko osnovo je idealna platforma tako za prototipe/ enkratne primerke kot za končne izdelke. Odprtokodnost omogoča naprednemu uporabniku specifične adaptacije in prilagoditev na spremenjene zahteve. Z zelo razširjeno osnovo razvijalcev, ki svoja dognanja delijo, je mogoče z malo napora najti obstoječo rešitev in jo z malimi spremembami uporabiti za svoj namen. Platforma je lahko osnova za srce vseh naštetih produkcijskih paradnih konjev RogLaba-a: CNC stroj, 3D printer, in še mnogo drugih strojev.

Vse spodaj naštete točke/ področja so med seboj povezana v zaporedno/ vzporedni sklop predavanj/ predstavitev/ delavnic, ki skupaj tvorijo celoto, hkrati pa udeležencem omogočajo določeno stopnjo asinhronosti.

Osnovni cilj za mentorje celotnega sklopa je temeljit pohod od točke ideje do praktične izvedbe, ki jo imenujemo izdelek.

Za posamezne ciljne skupine udeležencev delavnic (mlajši, starejši) se lahko izvede poenostavljene kombinirane enodnevne tečaje, ki pa že privedejo do konkretnih rezultatov.

 

Nekaj primerov uporab:

Slovenski naci scratcher Naci-baci midi-scratcher (Borut Savski) je hitra domislica na podlagi konkretne ideje o izvedbi uporabniškega vmesnika in dodatnega igranja s simboli, ki pritiče kontekstu uporabe (“Novokomponirane slovenske ljudske pesmi”). Nastal je sredi leta 2011.  Za midi (MIDI = Musical Instrument Digital Interface) povezavo s synthesizerjem ali računalnikom. Preprosta izvedba z magnetki na obodu krožnikov in reed-releji (cevastimi releji) na osnovni ploščici  za zaznavanje bližine magnetka. Uporabljamo poenostavljeno miniaturno verzijo ploščice arduino (cheapduino, otantotto, …) z vezjem ATmega88 , kar je za midi serijski protokol povsem zadovoljiva rešitev.

cheapduino is at the heart of this motor block driver for OctopussyDrevo spoznanja iz leta 2010/ 2011Drevo spoznanja iz leta 2010 (Prenapeta struktura III; Borut Savski) – je bilo iz povsem analognega načina leta 2011 predelano na digitalni način. Pri tem smo takoj trčili ob temeljno razliko – medtem ko pri analognem načinu vse spremembe električnih veličin potekajo hkrati – sinhrono, se v digitalnem načinu vse dogaja v bolj ali manj kratkih zaporedjih, kar pomeni da se veliko “čaka” – sinhronost=hkratnost je izgubljena. Temu se izognemo s hitrim inkrementalnim pristopom zaznavanja in sprožanja sprememb, kar je že pol poti do vsiljenega prekinjanja (“interrupt”) bazičnih procesov. Tako se potem na nek način približujemo principu “vzporedja”. Arduino je od leta 2011 tudi srce Hobotničinega srca (Octopussy=Prenapeta struktura I; Borut Savski, leto 2009) – pred tem je bilo vezje analogno. Samostojna/ avtonomna uporaba z senzorjem glasnosti zvoka, IR (infra rdečim) senzorjem – zaznavanje človeškega telesa in z algoritmi za prenos reakcije/ interakcije na štiri močne motorje za torzijsko premikanje udov.

SonicPartner 2012SonicPartner (leto 2012; Stefan Doepner) je prenos avtorjevega obširnega znanja s področja robotike na platformo arduino. Roboti f18Institut so že dolga leta uporabljali mikrokontrolerje, razvili pa so celo lastno – precej bolj luksuzno opremljeno – hardversko platformo. Po zadnjih informacijah z njihovim hardverjem prehajajo na programsko platformo arduino.

Uvod v arduino

V uvodu se bomo seznanili s stvarmi, ki iz 8-bitnega mikroračunalnika AVR firme Atmel naredijo platformo imenovano arduino. Od harverja do softverja – z nekaterimi osnovnimi primeri programiranja (osnove programiranja)  in izvedbe krmiljenja (osnove elektronike).

standard arduino board and cheapduino

standardni arduino in cheapduino

Uvod (in nadaljevanja) z arduinom bodo potekala na podlagi zanimanja znotraj iniciative Cirkulacija 2 – predvsem zaradi cenovno ugodnega izdelovanja večih primerkov robotskih vmesnikov in laserskih krmilnikov. Kot osnova temu služi poenostavljena osnovna ploščica arduino (ottantoto, cheapduino, itd), ki jo je pred časom pokazal Marc Duissilier (“herr doktor”). Na ta način je bistveno pomagal pri prehodu od mistificiranega kupljenega objekta k samostojni izdelavi in praktični uporabi.

Borut Savski sem v zadnjih treh letih, od faze previdnega ogledovanja in postopnega seznanjanja s paradigmo, v zadnjih nekaj letih uspešno prešel na redno uporabo. S praktičnim prikazom upamo, da bo drugim članom in obiskovalcem nekaj tega napora in časa prihranjenega.

link do Uvoda v Arduino >>

Praxis = smisel = Cirkulino

Materializacija=konkretizacija je sugestija za dolgotrajnejši razvoj specifičnega vezja na podlagi katerega lahko poteka seznanjanje z vsemi nivoji dela.  Predlagana zasnova je t.i. sekvencer – naprava, ki modelira kroženje/ repeticije – torej neke vrste ura. Ob aktiviranih intervalih kroženja sproži impuls/ pošlje informacijo:

Repeticija/ kroženje = ritem

Primarni namen je uporaba v glasbene namene. Glasba ima svoje specifične veličine (ritem, melodija, harmonija, glasnost,…) in na njih želimo vplivati bodisi ročno ali avtomatsko. Avtomatsko je strojevo, kar pa ne pomeni da je nujno ponavljujoče se in predvidljivo. Velik del programiranja bo namenjen uvidu v možnost avtomatskega generiranja muzikalnih sprememb.

Drugi sklop razmislekov bo potekal na nivoju uporabniške izkušnje – kot vmesnik/ interface. Pri tem se uporablja simbolne estetske in pomenske kode. Ne bi želeli ostajati na obstoječih konvencionalnih rešitvah, ampak razpreti možnosti za  ponoven  razmislek in   redefinicijo. Ker imamo v rokah vse niti, to ne bo težko.

link do Cirkulino >>


Osnove elektronike

Osnovna elektronika za uporabo pri platformi arduino (fizični vmesniki poleg univerzalne platforme arduino potrebujejo še prilagoditev za posebne električne izvedbe – za to služi nekaj tipov elektronskih vezij, ki jih bomo predstavili in se z njimi podrobneje spoznali).

link na Osnove elektronike >>


Osnove programiranja za arduino

Ena od prednosti platforme arduino je poenostavljen način programiranja, ki poteka v višjem jeziku kot je bilo pri mikrokontrolerjih v navadi še pred nekaj leti. Pri nadaljnem študiju se uporabnik že lahko poslužuje množice primerov, ki so dostopni kot “open-source” na široko razvejani mreži uporabnikov na spletu.

link na Programiranje >>


Premična mehanika, prenosi, robotika

Mehanski vmesniki/ robotski deli (naslednja stopnja pri uporabi platforme arduino so t.i. mehatronski vmesniki, ki skrbijo za prenotvorbo električne energije v mehansko – premikanje. Premiki lahko služijo za prenos rotacijskega giba v horizontalni ali kakšen drugačen gib. V tem sklopu je predvidena predstavitev delovanja stružnice)

link na Robotiko >>

 

Estetika, industrijsko oblikovanje

Oblikovanje in izdelava končnega izdelka/ produkta (v tem sklopu se bomo seznanili z načrtovanjem in izdelavo tiskanih vezij za dodatne elektronske elemente, ki jih vsaka konkretna uporaba platforme arduino potrebuje. Pri tem je že zanimivo sodelovanje z industrijskim oblikovalcem, ki v največji meri upošteva ergonomijo uporabe in estetisko izvedbo produkta.

link na Estetiko >>

 

Materiali in obdelava

V ta sklop sodi tudi tehnologija izdelava ohišja naprave, za katero bomo najprej uporabili t.i. “vacuuform” termično preobikovanje plastičnih plošč (tudi “thermo forming”), ki je po našem trenutnem mnenju najbolj ekonomično, ker spominja na tiskanje.

link na Materiali >>