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Arduino,将想法转化成实物

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Arduino板由意大利伊夫雷亚市的马西莫·班齐(Massimo  Banzi)和戴维·夸铁利斯(David  Cuartielles)所设计。他们的初衷是为学生的交互设计制作一款微控制器,因为当时市面上的原型系统都比较昂贵。最后他们制成了一个开源硬件,并采用了共享创意许可,使任何人都可以用Arduino来为他们能想到的任何事物制作控制器。Arduino采用的是一款非常流行的微控制器,吸引了全球大约有30万人使用,其中包括艺术家、设计师、发烧友,以及所有对创建交互式物品和环境感兴趣的人。

Arduino板在输入和输出时均采用多个数字接口和模拟接口,因此你不仅可以控制马达和许多其他装置,而且能感知到开关或光敏电池等简易物体上的输入。由于Arduino是开源硬件,所以你完全可以自制一个或者花30美元买一个预装的。这两种方式我都用过,自制的整个过程对我来说十分有趣,但需要掌握一定的焊接技术,并且能自行处理一些小型电子元器件。

我们可以用多款免费软件对Arduino编程。例如,Scratch有一个专为Arduino设计的版本,我们在研讨会上经常将其介绍给一些老师,因为对他们的学生而言,这款软件很容易掌握。这款软件可以免费下载,当然你也完全可以用其他软件编程。Arduino所使用的原生语言和C++极为相似,你可以将编译程序下载到Arduino板上,这也是免费的。

只需在网上简单搜索一下,你就会发现,用这款便宜的硬件所制成的各种装置简直数不胜数。由于Arduino能连接到各种马达(包括伺服马达)和传感器(温度、压力、光强等)上,所以你几乎可以通过Arduino板让一切变为交互式的。例如,有一款配件甚至能使Arduino控制房屋灯光的电源线。我之前还见过一个人制作了一个可以放在口袋中的无线射频识别芯片。有了这块芯片,当你两手提满购物袋、没法打开车的后备厢门时,就根本不用愁了。当你靠近车身时,Arduino会感知到你,然后自动打开后备厢门,而别人靠近车身则不管用。Arduino的实际运用十分广泛,可以制作一些有趣的装置,也可以制作实用性很强的装置,就看你想做什么了。

Arduino在教学中有用武之地吗?答案当然是肯定的。且不说工程类学科的实际操作项目中有大量能用到Arduino的地方,更关键的是,它提供了一个平台,而学生能利用这个平台自制各种装置,再通过这些装置去更好地理解数学、科学等相关科目的知识。假设学生想要测量同一个弹珠在一组不同倾斜度的斜面上滚落的速度,他就可以利用Arduino板控制光感传感器,每当弹珠滚过灯前,灯随即亮起或者熄灭,这样就可以测出弹珠在各灯之间滚落时所用的时间。通过使用多组传感器,Arduino板便能向计算机传入多组时间数据,计算机屏幕上进而呈现出一张图表,据此还能算出加速度。