進度條

從藝術視覺音樂互動到自走車與真人密室逃脫,軟硬整合開發「Arduino」讓你創意不受拘束!

利用簡單C語言控制裝置的自造運動神器「Arduino」,讓不懂技術的人也可以輕易的做出很酷的互動裝置

作者: Vincent Ke 更新日期:

在Iot物聯網與感知裝置應用爆炸式起飛的時代中,相信大家都曾做過夢想家,想著有一天可以打造出具有獨樹一格的創新產品。而事實上像是倒車雷達,自動調節空調..等等,各種感知裝置早以充斥在我們的生活之中,而對各位夢想家,也就是先前提到的自造者(Maker)們而言 ,如何把裝置結合感知、運用、服務以及聯網,來打造全新的產品或服務,都是持續探討的重要課題。

 

 

 

 

但做夢的第一關,難免無法與技術脫節,當物件需要與感知裝置做連結時,其中的電路該如何串接、設計和技術該如何結合等,這些都可能成為夢想路上的一大殺手,更別提現在的教育體系之中,也沒有一個統一、完整或是標準化的課程,來做自造者的技術斷層做教育。

 

 

所以,不管你是設計師還是藝術家,「技術」難道永遠都是入行當Maker的一大殺手嗎?

 

 

那你一定要知道近年在創客運動中的自造者神器「Arduino」

 

 

(圖片來源:維基百科https://zh.wikipedia.org/zh-tw/Arduino#/media/File:Arduino_UNO_unpacked.jpg)

 


光看圖片,很多人以為他是個晶體電路板,其實嚴格來說,Arduino 是微控制器開發板 (micro-controller board),或是可以稱作控制板可能會白話一點。過去如果我們要設計一套完整的互動感知裝置,除了晶片、麵包版、感知器的焊接外,最困難的,是如何透過IC燒入器,把判斷這些裝置感知的邏輯程式燒入進去IC晶片,讓這些裝置邏輯化,智慧化。

 

 

這樣的過程不僅費時,更是需要具備相當程度的技術知識,才有辦法將一個感測互動裝置的核心從無至有的組裝出來,也許對科班出身的各位來說是小菜一疊,但許多具備創意及想法的自造者來說,他們可能是科學、建築、設計或是藝術領域的專家,若是要花費時間和資源去發展第二天賦,畢竟是一個不切實際的做法,更別提這樣的門檻對學生族群來說更是相當不友善。

 

 

 

 

在2005年的義大利 Ivrea學校,Massimo Banzi和David Cuartielles也因為該校學生遇到這樣的學習斷層,於是決定投入微控制器開發板的研發,目的就是為了讓不懂硬體技術的人,也可以輕易的做出很酷的互動裝置,於是,Arduino就因此誕生了。

 

 

而Arduino主要有三大分類:軟體、硬體以及擴充套件

 


硬體如同常見的"IC板",就不多做解釋;而軟體部份,舉凡如開發環境、編譯器、燒錄程式、板子與電腦連接的驅動程式等,都不需要在各自練功,只要在Arduino官網下載,這些功能都已經一應具全,而擴充套件如記憶體擴充、感應裝置擴充等,更是不計其數,要是更專業的,可是還有陀螺儀、GPS定位及加速控制等。

 

 

 

 

所以各種開發者不在需要自己動手做苦勞了,只要妥善運用Arduino,並接上各種電子裝置如LED燈、開關、馬達、喇叭;甚至是紅外線接發器、溫濕度感知器、LCD顯示裝至等,並透過藍芽或WIFI等通訊模組,讓互動互聯的感應裝置,結合一些自動控制,就可以做出各式各樣的自動應用,甚至還可以結合APP做遠端遙控。

 

 

 

而這些高應用性,也是因為Arduino具備開源性的關係,來提升了整體的擴充性及可用性。其中主要的程式部份是GPL受權,而在libraries上則是使用LGPL授權(Github),如果你要撰寫自己的程式則是沒有受限,因為LGPL的關係所以不需要開源,使用的語言是C語言。(啊,我們剛好有C語言課程。課程連結)。

 

延伸閱讀:

1. LGPL : 避免無謂的商業授權費,搞懂LGPL與GPL的不同

2. GPL : 是佛心還是惡霸條例,了解GPL開源許可證的風險與感染性

 

 

校正小編補充:

雖然Arduino是C語言開發的,但是他使用起來其實甚至比大學理工科大一所上的內容要簡單地許多,又因為是直接控制硬體裝置,可以直接看見反應比較符合人類的學習思維(人們對看得見反應的事物學習能力比較強,抽象則否)。所以即使是國高中科展現在也都很常出現Arduino的身影摟!

 

 


除了軟體開源之外,因為軟體開源並沒有包含硬體設計圖,所以Arduino硬體是透過「創用CC條款」進行開源,其中創用CC類似GPL的概念,有兩大項重點:姓名標示(BY)與相同方式分享(SA)。 當你以Arduino官方原始設計為參考基礎時,所延伸修改設計出來的系統板,是必須要標明Arduino字樣,並且使用相同的創用CC授權,讓你的設計也可以被其他人自由參考。

 

 

校正小編補充:


非程式的授權多半都是創用CC授權,圖片、文章、甚至是HTML版型!!

 

 

 

 

 

也就是說,當市面上販售的硬體有標註Arduino字樣時,也就是官方授權的衍生版本囉,但除了官方版外,如果你是自行研發出,並且全面相容的延伸版本,則就不需要使用相同的名稱囉,就像以Arduino Diecimilanove為基礎發展出的Freeduino,就沒有創用CC的限制。倘若若你是參考Freeduino,少了創用CC的規範,就可以做出全新的命名囉!

如果你是開發直接卡在上面的延伸版的話,則是沒有任何的商業與授權限制。

(官方論壇連結)

 

 

而開源的好處,就是讓使用者除了開發外,也可以在各個開源社區中,吸收其他人使用的寶貴經驗,來創造出更多的可能性。 而硬體除了開源外,價格與取得便利性也是Arduino 相當吸引人的地方。

 

 

 

 

從機器狗、四軸飛行器、甚至是隨著音樂閃爍的水舞燈光裝置,這些想法從自造者運動開始,已經大幅降低技術門檻了。而事實上目前也已有了上百件感應裝置是透過Arduino為核心運做的囉,甚至連NASA都開始一連串的Arduino計劃,大幅降低了進入太空科學的門檻。你有自造創意嗎?那就開始進入Arduino吧
 


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Vincent Ke

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