Wat is Arduino?

Bij een kijkje in een kast van een hobbyist zou je terecht kunnen afvragen waarom ze nog een ander ontwikkelboard nodig hebben. Hoewel Arduino nu deel uitmaakt van de lingua franca, vroegen velen zich af of het nodig was toen het werd bedacht. Eigenlijk was het nooit echt bedoeld voor technici, zoals je hierna zult ontdekken.

Het "Arduino-ding"

Een van de grootste uitdagingen van het werken in een branche is het zien van nieuwe kansen. Je raakt zo verstrikt in je eigen manier van werken, in die business, dat je zelfgenoegzaam wordt, misschien zelfs arrogant, en nieuwe ideeën te snel afwijst. Dat was het geval toen iemand me tegen het einde van de jaren 2000 over dit "Arduino-ding" vertelde. Ter verdediging, ik trainde destijds technici in het ontwikkelen van embedded software voor een breed scala aan applicaties. Mijn wereld was omgeven door ontwikkelboards voor microcontrollers, van universeel tot specifieke toepassingen. "Waarom", dacht ik, "zou je een board willen dat niet universeel of specifiek is?" Bovendien leek het concept barrières in de weg van de programmeur te plaatsen, in plaats van ze weg te halen, vanwege de beperkingen in het gebruik van toewijsbare pinnen en het verbergen van dingen zoals buffer instellingen van een seriële interface diep in de software.

Zelfs eenvoudig kan te ingewikkeld zijn

Zoals alle dingen, was de opkomst van Arduino het gevolg van een bepaald obstakel. Terwijl professionele technici goed werden geholpen door de ontwikkelingsboards en hulpmiddelen van de halfgeleiderindustrie, was dit niet voor iedereen het geval. Verschillende universiteiten, waaronder die waar Massimo Banzi (een van de Arduino-oprichters) werkte, boden cursussen "physical computing" aan. Dergelijke cursussen onderzoeken hoe systemen kunnen worden gebouwd die hun omgeving kunnen waarnemen en erop kunnen reageren en resulteren vaak in het bouwen van interactieve kunstwerken door elektronica kunstenaars.

Hoewel elke fabrikant van microcontrollers een aantal instaptools heeft, is hun veronderstelling altijd dat de gebruiker in C (of misschien zelfs in assembler) kan programmeren, een elektronica-achtergrond heeft en zou begrijpen wat te doen met een geïntegreerde ontwikkelomgeving (IDE ). Hoewel eenvoudig, waren deze voor veel technici nog niet eenvoudig genoeg.

De uitdaging voor dergelijke cursussen was altijd geweest om programmeerbare platforms te vinden die de kracht van een configureerbare, programmeerbare microcontroller in de handen van degenen legden die geen elektronica studeerden. Tot nu toe is voornamelijk de Parallax BASIC Stamp gebruikt. De prijs van het platform werd echter als te duur beschouwd voor studenten, vooral gezien het feit dat het slechts één onderdeel van het eindresultaat was en de prestaties voor sommige toepassingen achterbleven.

Een geniale inslag

De aanpak van het Banzi team was achteraf gezien een geniale zet. Door de functionaliteit van de verbindingen van het board te definiëren en de complexiteit van het gebruik te verbergen achter eenvoudig benoemde C++ functies, kan de kracht van een programmeerbaar platform nu door iedereen worden gebruikt. Ja, er zijn nog enkele gebruiksbeperkingen waarmee rekening moet worden gehouden, zoals spannings restricties op de pinnen, die van technische aard zijn; deze zijn echter beperkt en leiden niet af van de eenvoud van het gebruik van het platform.

Een deel van de eenvoud komt van de ontwikkelomgeving van de Arduino, iets dat veel te danken heeft aan de Processing en Wiring projecten. Processing is een ontwikkelomgeving die platformonafhankelijke (dwz Windows, Mac OS X en Linux) softwareontwikkeling ondersteunt en het gemakkelijk maakt om grafische uitvoer te ontwikkelen of grafische gebruikersinterfaces en interactie te creëren. In tegenstelling tot ontwikkelingstools zoals Visual Studio of Qt, hoef je geen programmeertalent te zijn of bedreven te zijn in het ontwikkelen van grafische interfaces; je kunt je concentreren op creatief zijn, wetende dat de complexe dingen allemaal op de achtergrond werken voor je.
  Ditzelfde ethos wordt toegepast op Arduino. Als je een I²C-sensor wilt toevoegen op het board, of gegevens opslaan op een SPI-flash, sluit je ze eenvoudig aan. Er zullen bibliotheken in de Arduino-omgeving zijn die de complexiteit van de interface voor je regelen. Niet alleen dat, er is waarschijnlijk al een voorbeeldproject beschikbaar dat je kunt aanpassen.

Wanneer kunst en elektronica elkaar ontmoeten

Dankzij de kracht en lage prijs van Arduino, en de kracht van de microcontrollers en de technologie erachter, zijn er enkele verbazingwekkende kunstwerken tot stand gekomen. Een kunstenaar die heeft geprofiteerd van de ontwikkeling ervan is Münze in hut werfen, gevestigd in Zuid-Californië. Zoals hij op zijn website stelt, is zijn “werk een weerspiegeling van ideeën en vragen die ik verbijsterend vind. Terwijl sommigen machines koud en onpersoonlijk vinden, vind ik [het] een gang naar verkenning en introspectie.”
  Een van zijn werken die emotioneel diep raakt is “Gimee”, geïnspireerd door het ontmoeten van daklozen tijdens het regelmatige hardlopen langs de rivier de Guadalupe. Een roestende metalen doos, misschien het resultaat van jarenlange blootstelling aan de elementen, heeft een enkele oog die de bewegingen volgt van degenen die hem passeren. Dit tragische tafereel gaat vergezeld van een klein blikje dat hij af en toe schudt, indirect een beroep doend op voorbijgangers om een ​​klein bedrag, misschien slechts een enkele munt, te doneren om de dagelijkse uitdagingen van deze arme kunstenaar te verlichten. Het is geïnspireerd op de inspanningen van Chris om geld in te zamelen voor een kunstorganisatie die hem aan de kant van de daklozen heeft geplaatst die hij regelmatig ziet zitten. Dit tot nadenken stemmende kunstwerk wordt aanzienlijk verbeterd door de automatisering die is toegepast met behulp van een Arduino.

Een ander fascinerend onderwerp is de applicatie “Sonic Body.” De bedoeling is om het 'orkest' dat het menselijk lichaam is, te delen, zodat gebruikers een interactie hebben met organen om 'muziek' te genereren. De gegenereerde audio is gebaseerd op echte audiosamples die van mensen zijn vastgelegd. Arduino ondersteunt de detectie van de applicatie wanneer bezoekers lichaamsdelen aanraken, erin knijpen en bewegen, en berichten naar het audiosysteem sturen om ervoor te zorgen dat het juiste sound over een achtergrondtrack wordt gelegd.

In beide gevallen spelen de elektronica en Arduino een verborgen rol op de achtergrond. Zonder hen waren deze ongelooflijke artistieke ervaringen misschien nooit tot stand gekomen.

Waarom "Arduino"?

Toen het concept van het eerste prototypeboard eenmaal was ingeburgerd, had het natuurlijk een naam nodig. Volgens de legende was de bar die Banzi en het team regelmatig bezochten, de Bar id Re Arduino, de inspiratie. Het is vernoemd naar Arduin van Ivrea uit de tweede eeuw die tussen 1002 en 1014 koning van Italië was. Net als Arduino, een project en bedrijf dat met vallen en opstaan zijn vruchten heeft afgeworpen, kreeg koning Arduin ook te maken met een reeks strijd in zijn pogingen om het Koninkrijk Italië onafhankelijk te houden van het machtige Heilige Roomse Rijk.
  Gelukkig heeft Arduino zichzelf nu ontwikkeld tot een constante voor ontwikkelaars, niet alleen in de gereedschapskist van de artiest, maar ook van de ingenieur. De snelheid waarmee concepten kunnen worden gecreëerd en de eenvoud van het implementeren van anders complexe technologieën, zoals Ethernet en Wi-Fi of zelfs de besturing van een servo, kunnen gewoon niet worden genegeerd. We hebben zelfs het punt bereikt waarop geïndustrialiseerde versies van Arduino gebouwd als programmeerbare logische controllers (PLC's) beschikbaar zijn in de vorm van de "Controllino”.

Ik ben bijvoorbeeld onder de indruk door het succes van de Arduino boards en de rijkdom aan uitbreidbare Shields die zijn ontstaan. Vroeger opgegroeid met de Commodore 64, iets dat mijn passie voor programmeerbare elektronische systemen heeft aangewakkerd, verwelkom ik met open armen elk platform dat interesse en enthousiasme opwekt voor de wereld van elektronica, halfgeleiders en programmeren. Als je meer wilt weten over het gebruik van Arduino, kijk dan op de uitvoerige introductie van Clemens Valens.

Vertaling: Hans Adams