Роль студентов в использовании платформы Arduino в высших учебных заведениях

В статье говорится о пользе изучения платформы Arduino студентами ВУЗов, изучении среды разработки Arduino, скетча, основные стандарты Arduino. Также даны примеры использования платформы Arduino, модулей Arduino, компиляция и запуск скетча в программатор.

Ключевые слова: Arduino, скетч, схема, модуль, датчик, пины, загрузка скетча, компиляция, серийный порт, плата, студенты, технологии.

Программа, написанная в среде Arduino, называется скетч. Скетч пишется в текстовом редакторе, имеющем инструменты вырезки/вставки, поиска/замены текста. Во время сохранения и экспорта проекта в области сообщений появляются пояснения, также могут отображаться возникшие ошибки. Окно вывода текста(консоль) показывает сообщения Arduino, включающие полные отчеты об ошибках и другую информацию. Кнопки панели инструментов позволяют проверить и записать программу, создать, открыть и сохранить скетч, открыть мониторинг последовательной шины.

Рис. 1. Окно после запуска программы Arduino

Платформы

Выбор платформы влияет на: параметры (например : скорость ЦП и скорость передачи данных), используемые при компиляции и загрузке скетчей и на настройки записи загрузчика (Bootloader) микроконтреллера. Некоторые характеристики платформ различаются только по последнему параметру (загрузка Bootloader), таким образом, даже при удачной загрузке с соответствующим выбором может потребоваться проверка различия перед записью загрузчика (Bootloader).

Не каждый студент захочет заняться разработкой программного обеспечения для компьютера, либо для телефона. Некоторые студенты предпочитают заняться разработкой программно-аппаратного обеспечения, то есть работать на платформе Arduino. Студентам, которые в дальнейшем хотят работать в сфере разработки программно-аппаратного обеспечения, работа на платформе Arduino будет очень полезна с практической точки зрения. Для начала студент должен обладать фундаментальными понятиями физики: ток, напряжение и сопротивление. Параллельно изучается и само изучение кода, то есть, студент сам сможешь осознавать то, что он пишет, и с какой целью будет написан код. К примеру, для выполнения какого-то действия нужно будет написать небольшой скетч. Больше практики – больше идей. При работе с платой студент будет понимать некоторые понятия схемотехники, которая с практикой переходит в робототехнику.

Примером пользы для студентов может служить то, что студент с легкостью сможет применить полученный опыт работы с платой в умном доме. То есть сам сможет собрать схему и применять ее у себя дома. К примеру, можно частично автоматизировать работу освещения в помещении, ниже приведены модули, необходимые для сборки данной схемы.

В нашем случае мы выбрали платформу Arduino Uno R3, так как нам будет вполне достаточно пинов как цифровых, так и аналоговых. Для того, чтобы собрать схему, нам нужны будут: провода «папа-мама», сама плата Arduino uno, датчики движения, лампа или же светодиоды, тумблер для подачи тока в цепь, breadboard, дисплей для отображения расстояния до объекта и освещенности комнаты. Также потребуется макет для объединения всех вышеописанных деталей, чтоб наглядно увидеть как будет работать система. Также в макете будет участвовать и ультрасоник, необходимый для измерения расстояния до объекта, он будет выводить свои значения на дисплей.

Рис. 2. Плата Arduino uno r3, с которой мы будем работать

Ультрасоник будет расположен на верхней части макета, чтобы фиксировать точное расстояние до входящего в комнату человека. К примеру, если мы поставим ультрасоник сбоку, то при сдвиге человека вбок прибор может не уловить его движение и выводить неправильные значения на дисплей. Лампа будет реагировать на значения ультрасоника, при появлении объекта он будет посылать сигнал, который сразу включит лампу. Мы будем также использовать резисторы, чтоб по цепи не прошелся большой ток. К Breadboard мы будем подключать все модули, которые будут участвовать в макете. Можно было бы использовать лампу, так как у нас макет, мы будем использовать светодиоды. Мы поставим задержку на несколько секунд, так как объекту необходимо время чтобы покинуть комнату, достаточно 5 сек.

Данная система может автоматизировать систему освещения, которая будет применяться в будущем. Эта система будет очень удобна, если ее хорошо оптимизировать, указав подходящие значения в скетче.

Заключение

В итоге можно сказать, что работа с Arduino – полезный и практический навык, который может пригодиться студентам в дальнейшей жизни, не только в профессиональной деятельности, но также и в быту. Эта технология все больше и больше начинает внедряться в сельское хозяйство. В дальнейшем работа с Arduino не перестанет сосуществовать, так как активно внедряется в ВУЗы, связанные с информационными технологиями. Одним из этих ВУЗов является наш Ургенческий филиал Ташкентского университета информационных технологий.

Рис. 3. Пример взаимодействия ультрасоника с лампой

Литература:

1. https://cyberleninka.ru/article/n/opyt-primeneniya-Arduino-v-uchebnom-protsesse-po-napravleniyu-podgotovki-09-03-04-programmnaya-inzheneriya
2. https://cyberleninka.ru/article/n/ispolzovanie-platformy-Arduino-pri-podgotovke-spetsialistov-avtomobilnoy-otrasli
3. https://elibrary.ru/item.asp?id=28301559
4. http://edurobots.ru/2017/01/oleg-artamonov-Arduino-for-kids/
5. Изучаем Arduino. Джереми Блум
6. Проекты с использованием контроллера Arduino. Петин В.А.