Internet of Things

01.08.2017
5 min læsetid

Arduino: Sådan mestrer du minicomputeren

Den billige minicomputer Arduino har hastigt gjort sig uundværlig for både professionelle idé-udviklere og hobbyister med computersnilde. IDA Universe giver dig inspiration og vejledning til at udnytte minicomputerens enorme potentiale.

af Magnus Boye

En sensor til bistadet, stemmestyring til robotstøvsugeren eller en funktionsdygtig web-server.

Muligheder i minicomputeren Arduino er så godt som endeløse og kan bruges af både den garvede udvikler og den computerfortrolige amatør. Den populære platform har på få år gjort det både nemmere at sætte elektronik på sine ideer - uden at betale for specialdesignede computerchips. IDA Universe giver dig her en vejledning i at komme i gang med Arduino og en palette af projekter til inspiration.

Hvad er Arduino?

Arduino er en open source-platform baseret på hardware og software, der er nemt at bruge, skriver folkene bag teknologien. Mere konkret består Arduino-controlleren af et board med en række output og input pins, der kan bruges til at styre elektronik som motorer, LED-pærer, sensorer og LCD-skærme.

Alt sammen indeholdt på en enhed, der er på størrelse med et sæt spillekort og koster omkring 200 kroner.

Arduino er en såkaldt microcontroller, der i modsætning til en egentlig computer som regel kun kører et program ad gangen - og til gengæld er meget strømbesparende. Hvis dit elektronikprojekt har brug for en komplet minicomputer har Alexandra Instituttet lavet en guide til minicomputeren Rasperry Pi.

Som alle andre styringsenheder kan Arduinoen som sådan ikke noget i sig selv, men skal programmeres og kobles med det grej, man vil have den til at styre. Det kan så til gengæld også være stort set hvad som helst. Et samling af sensorer til Arduino-begynderen rummer ofte både tryksensor, temperaturmåler, laserdetektor og mikrofon.

Hvilken Arduino skal vælges?

Arduino-boardet kommer i flere versioner, hvoraf den mest populære er Arduino UNO, der har 14 digitale input/output pins, 6 analoge indgange og en USB-port til at tilslutte enheden til computeren. UNO-modellen anbefales generelt til Arduino-begynderen og brugere med rimeligt simple microcontroller-behov.

Hvis du har mere komplekse eller krævende planer for din Arduino-enhed kan UNO’en dog komme til kort. Her kan man i stedet anskaffe Arduino MEGA, der har over tre gange så mange input/output-muligheder som begyndermodellen.

Hvis du ved præcist, hvad Arduinoen skal foretage sig, kommer der også mere specifikke valgmuligheder. Arduino Yún for eksempel er designet til at Internet of Things-projekter, og kan koble en offline genstand til internettet, mens Arduino Gemma er perfekt til projekter, hvor microcontrolleren skal bæres på kroppen og gøre tøj intelligent.

Arduinos egen hjemmeside har samlet alle specifikationerne på de forskellige enheder i et skema, så det er til at overskue, hvad forskellen egentlig er.

Hvordan bruges Arduino?

ProtoPal, der afholder kurser i Arduino til ingeniører, anbefaler en learning-by-doing-tilgang til microcontrolleren. Man skal med andre ord selv bruge tiden på at nørkle, kode og teste for at blive fortrolig med Arduino-teknologien.

Første skridt bliver dog under alle omstændigheder en download af Arduinos software, der kører på både Windows, Mac OS X og Linux. Softwaren - Arduino IDE - skal gøre det nemmere at skrive kode og overføre det til enheden.

Softwaren skal indstilles til den specifikke Arduino-model, som tilsluttes din computer. Herefter er der så godt som fri leg med microcontrolleren. Programmeringssproget til Arduino er baseret på C/C++ og kan udvides med C++-biblioteker. Et arduino-program kaldes en scetch, og Arduinos version af ‘Hello World’ er at få en lampe til at blinke - for at få styr på det basale kan man med fordel bruge Forefronts minutiøse guide eller Arduinos egne tutorials.

Selv hvis hele systemet virker lidt uoverskueligt, starter du ikke på bar bund. Arduino-softwaren kommer med en lang række indbyggede kode-eksempler. Funktioner som at tænde og slukke en LED-pære, afspille en tone eller registrere trykket på en knap er således alle lige ved hånden fra IDE’en.

Hvis dit elektronikprojekt involverer børn - eller du selv foretrækker et mere intuitiv måde at instruere microcontrolleren på - kan Arduino-kodning også foregå med grafiske byggeklodser. Værktøjer som ArduBlock og Snap4Arduino gør det muligt at bygge programmer ved at stable grafiske elementer.

Hvad kan Arduino?

Det er tilsyneladende kun fantasi og sund fornuft, det sætter grænser for, hvad Arduino-teknikken sættes til at styre. I den mere fjollede ende af skalaen har vi en dør-gadget, der kan genkende en hemmelig kode, når den bankes på døren udefra. Selv om maskinen virker, anbefaler skaberne ikke kreationen som en egentlig sikkerhedsmekanisme. 

Bi-entusiast Mike Teachman har sammen med ingeniør Paul Perrault sat microcontrolleren til at holde øje med et bi-bo til mason-bier. Anordningen måler alt fra luftfugtighed, temperatur og lys for at gøre skaberne klogere på biernes adfærd.

Men Arduino-konstruktioner er langt fra afgrænset til hobby-foretagender. Teknologien er i høj grad blevet omfavnet af iværksættere, der skal demonstrere og teste en ide uden at investere en formue.

Startup-selskabet Power Lace sælger en lille enhed til skoen, som kan stramme snørebåndet, hvis brugeren selv er forhindret - for eksempel på grund af et handicap. Første prototype af opfindelsen blev skabt med Arduino som den bærende teknologi. Ligesom den såkaldte Procrastination Box, der låser telefonen inde i et vist tidsrum for at forhindre overspringshandlinger.

Arduino-projektet kan også løse en praktisk problemstilling i hverdagen - som for eksempel øget cykelsikkerhed med en trøje, der blinker på ryggen, når du vil dreje. Eller en maskine, der kan åbne garagedøren på signal fra din telefon.

Endelig har den lettilgængelige elektronik åbnet for mere kunstnerisk orienterede projekter, som ellers var forblevet en skitse i notesbogen. Med en Arduino UNO kan du for eksempel lave en SMS-printer, der giver dig fysisk fat på de elektroniske beskeder. Eller lytte til resultatet af 300 stjerner omsat til lyd i installationsværket Stellar.