Το Arduino αποτελεί τη δημοφιλέστερη ψηφιακή αναπτυξιακή πλατφόρμα στον κόσμο. Το προτεινόμενο βιβλίο "Ανάπτυξη εφαρμογών με το Arduino" (το οποίο είναι και το πρώτο που κυκλοφόρησε στην Ελλάδα), απομυθοποιεί και παρουσιάζει με απλά λόγια αυτή την τεχνολογία, προσφέροντας τα γνωσιακά εργαλεία, ώστε όλοι οι ενδιαφερόμενοι να μπορούν να αναπτύξουν τις δικές τους εφαρμογές.



Αν και οι εφαρμογές που παρουσιάζονται στο βιβλίο, μπορούν να υλοποιηθούν με τον ίδιο τρόπο σε πολλές διαφορετικές εκδόσεις Arduino (π.χ. UNO, NANO, MEGA), η προτεινόμενη έκδοση είναι η UNO, επειδή είναι φτηνή και οι διαστάσεις της εξυπηρετούν τόσο στις φυσικές διασυνδέσεις, όσο και στην ενσωμάτωση της πλακέτας στην αντίστοιχη εφαρμογή.



Η έκδοση UNO είναι αυτή που διαλέγουν σχεδόν όλοι, προκειμένου να ξεκινήσουν για πρώτη φορά, τη διερεύνηση της ανάπτυξης απλών και διαδραστικών εφαρμογών.

Όμως δεν πρέπει να ξεχνάμε ότι, από μόνο του το Arduino δεν κάνει τίποτα. Πρέπει δηλαδή να υπάρχει και το κύκλωμα της εφαρμογής, το οποίο ελέγχει το Arduino. Ανάλογα τώρα το κύκλωμα, θα πρέπει να αγοραστούν και τα κατάλληλα εξαρτήματα, αισθητήρες, κλπ. Αν για παράδειγμα θέλουμε να υλοποιήσουμε το φωτεινό σηματοδότη, θα χρειαστούμε τρία λαμπάκια (LED), τρεις αντιστάσεις, ένα breadboard (για την σύνδεση των καλωδίων) και μερικά καλώδια.



Αγοράζοντας Arduino & εξαρτήματα

Αυτόματη αναζήτηση για αγορά Arduino UNO

Αυτόματη αναζήτηση για αγορά του βιβλίου

Δείτε όλη την ενότητα με τα βασικά

Το Arduino αποτελεί τη δημοφιλέστερη ψηφιακή αναπτυξιακή πλατφόρμα στον κόσμο. Για αυτό το λόγο και υπάρχει σημαντικό διαθέσιμο υλικό από τη διεθνή κοινότητα, προσβάσιμο ελεύθερα μέσα από το διαδίκτυο.

Μεταξύ του διαθέσιμου υλικού και των εργαλείων, υπάρχουν ειδικοί προσομοιωτές (δωρεάν), στους οποίους μπορούμε να αναπτύξουμε την εφαρμογή μας, όπως ακριβώς και στην πραγματικότητα. Μέσα από μια βιβλιοθήκη εξαρτημάτων, αισθητήρων, κλπ, επιλέγουμε αυτά που χρειαζόμαστε, υλοποιούμε το φυσικό κύκλωμα (στο περιβάλλον του υπολογιστή), ενώ στη συνέχεια αναπτύσσουμε τον απαιτούμενο κώδικα. Έτσι, οι περισσότερες εφαρμογές μπορούν να αναπτυχθούν και να δοκιμαστούν, χωρίς την ύπαρξη εξοπλισμού.

Επίσης, το περιβάλλον της προσομοίωσης είναι τόσο λεπτομερές, που μπορεί στη συνέχεια ο ενδιαφερόμενος να ακολουθήσει τα ίδια βήματα για την ανάπτυξη της πραγματικής εφαρμογής στο εργαστήριο ή το σπίτι.

Παράδειγμα κυκλώματος στον προσομοιωτή


Πραγματικό κύκλωμα




Δείτε το σχετικό βίντεο

Απευθείας μετάβαση στο TinkerCAD

Απευθείας μετάβαση στο Wokwi

Εφόσον θέλετε να ξεκινήσετε με το online υλικό, το panospapazoglou.gr είναι η κατάλληλη πηγή των εισαγωγικών θεμάτων για την αρχή της μελέτης. Το υλικό αυτό είναι οργανωμένο σε ενότητες, προκειμένου να επιλέγετε κάθε φορά τις πληροφορίες που χρειάζεστε. Μια καλή ιδέα είναι να ξεκινήσετε με τους γρήγορους οδηγούς εκκίνησης, οι οποίοι αποτελούν σύντομες προσαρμοσμένες παρουσιάσεις για το σκοπό αυτό. Στην ίδια ενότητα των οδηγών, μπορείτε να δείτε τις γενικές διαφορές μεταξύ των εκδόσεων UNO, NANO και MEGA.

Σύντομοι οδηγοί εκκίνησης

Όλη η ενότητα με τα βασικά

Σκεφτείτε τις συσκευές που χρησιμοποιούμε καθημερινά στο σπίτι, τη δουλειά, κλπ. Μεταξύ αυτών των συσκευών είναι, το ηλεκτρονικό ρολόι, το κινητό τηλέφωνο, το τηλεχειριστήριο της τηλεόρασης, το ηλεκτρονικό θερμόμετρο, η συσκευή ελέγχου του εισιτηρίου στο μετρό, η συσκευή που μας πληροφορεί για την άφιξη του λεωφορείου στη στάση, κλπ. Όλες αυτές οι εφαρμογές έχουν κάτι κοινό, το οποίο είναι το κεντρικό chip ελέγχου και προγραμματισμού της λειτουργίας τους. Αυτό το chip είναι σχεδόν σε όλες τις περιπτώσεις ένας μικροελεγκτής, όπως αυτός που φιλοξενεί η πλακέτα του Arduino.

Στις εφαρμογές που αναπτύσσουμε, κατασκευάζουμε ή αγοράζουμε το κύκλωμα το οποίο συνδέουμε στο Arduino και στη συνέχεια το προγραμματίζουμε προκειμένου να υποστηρίζει τη ζητούμενη λειτουργία. Έτσι, το Arduino μπορεί να ελέγξει ένα μικρό ρομποτικό αυτοκίνητο, ένα ρομποτικό βραχίονα, έναν μετεωρολογικό σταθμό, έναν αυτοματισμό, ένα φανάρι ελέγχου κυκλοφορίας και πολλά άλλα.

Στις απλές περιπτώσεις, αναπτύσσουμε σε μικρή κλίμακα την εφαρμογή (π.χ. προσομοίωση του φωτεινού σηματοδότη με τρία μικρά λαμπάκια), χωρίς αυτό όμως να σημαίνει ότι το Arduino δεν μπορεί να ελέγξει το πραγματικό φανάρι στο δρόμο. Απλά σε μια τέτοια περίπτωση, θα πρέπει να αναπτυχθεί το κύκλωμα διαχείρισης ισχύος το οποίο θα παίρνει εντολές από το Arduino (πρόκειται όμως για προχωρημένες εφαρμογές για εξειδικευμένες γνώσεις).

Το Arduino-UNO είναι στην ουσία μια πλακέτα, η οποία φιλοξενεί έναν μικροελεγκτή και περιλαμβάνει τα κατάλληλα κυκλώματα, που εξασφαλίζουν την επικοινωνία USB και την τροφοδοσία. Αποτελεί ιδανική λύση για όσους ξεκινούν και θέλουν γρήγορα να αναπτύξουν την πρώτη τους εφαρμογή, χωρίς να απαιτούνται ιδιαίτερες γνώσεις κυκλωμάτων και προγραμματισμού. Υπάρχουν πολλές εκδόσεις Arduino και κάθε σχεδιαστής επιλέγει αυτή που ταιριάζει περισσότερο στην εφαρμογή του.

Δείτε δύο σχετικά βίντεο

To Arduino είναι κατάλληλο για όλα τα παιδιά, κυρίως από την έκτη δημοτικού και μετά. Όσο μικρότερης ηλικίας είναι το παιδί, τόσο περισσότερη καθοδήγηση θα χρειάζεται.

Το Arduino με το χαμηλό του κόστος (η πλακέτα UNO κοστίζει περίπου 8 ευρώ, ενώ μια πλήρης κασετίνα μαζί με τα εξαρτήματα κοστίζει 30-40 ευρώ), μπορεί εύκολα να «μπει» στο σπίτι, σε αντίθεση με τη λύση της εκπαιδευτικής ρομποτικής, η οποία ως κόστος τουλάχιστον, αγγίζει τα 500 ευρώ.

Θα πρέπει να τονιστεί εδώ ότι, το Arduino και η τεχνολογία της εκπαιδευτικής ρομποτικής, αποτελούν μια διαφορετική προσέγγιση και δεν θα πρέπει να τα ερμηνεύουμε ως ίδια εργαλεία.

Το Arduino αναδεικνύει και ενισχύει την δημιουργικότητα των παιδιών, ενώ αναπτύσσει τις ψυχοκιντικές τους δεξιότητες. Τα βοηθά να συνθέσουν μέσα από τη διασκέδαση, την επιστήμη, την τεχνολογία, τα μαθηματικά, τον προγραμματισμό, τη μηχανική, κλπ. Η ενασχόληση αυτή, ενεργοποιεί και αναπτύσσει τις γνωστικές και πνευματικές τους δυνατότητες, πράγμα που τους επιτρέπει με περισσότερο βιωματικό τρόπο να κατανοήσουν την πραγματικότητα και ίσως να βρουν μέσα από αυτή τη δραστηριότητα και το αντικείμενο που τους συναρπάζει και που πιθανά να αποτελέσει μελλοντικά και το αντικείμενο των σπουδών τους. Επιπλέον, μέσα από αυτή την ενασχόληση, θα μπορέσουν και αντιληφθούν την σημασία και την εφαρμογή μαθημάτων που διδάσκονται στο σχολείο.

Αν το παιδί είναι μικρότερης ηλικίας (δημοτικό-γυμνάσιο), θα πρέπει ο γονέας να ασχοληθεί αρχικά με το Arduino και στη συνέχεια να καθοδηγήσει το παιδί. Όμως, καλή προσέγγιση αποτελεί και η ταυτόχρονη ενασχόληση για πρώτη φορά γονέα και παιδιού, κάτι που είναι και περισσότερο διασκεδαστικό. Στην περίπτωση ενός μαθητή λυκείου, το Arduino σε συνδυασμό με το βιβλίο, μπορεί να είναι αρκετά για το ξεκίνημα, χωρίς την επίβλεψη του γονέα. Αυτό έχει και άλλα πλεονεκτήματα όπως, την τόνωση της αυτοπεποίθησης, την αυτενέργεια, την ανεξαρτησία εργασίας, κλπ.

Σήμερα, όλο και περισσότερα σχολεία, εντάσσουν το Arduino στις δραστηριότητές τους. Σε επίπεδο κόστους, 10 κασετίνες Arduino κοστίζουν περίπου 400 ευρώ, ενώ 10 πακέτα εκπαιδευτικής ρομποτικής αγγίζουν τα 5000 ευρώ.

Για να συνεχίσετε, επιλέξτε κάποια κατηγορία από τις παραπάνω, για να αποφασίσετε πώς θα ξεκινήσετε.

Δείτε την ιστορία του Arduino

Γιατί είναι σημαντικό το Arduino; Υπάρχουν παγίδες;

To Arduino (2005) βασίστηκε στην ιδέα του Wiring Project (2003-2004), με το οποίο έγινε η προσπάθεια να λυθεί το πρόβλημα της δυσκολίας ανάπτυξης διαδραστικών εφαρμογών, που περιλαμβάνουν ηλεκτρονικά και προγραμματισμό για τους καλλιτέχνες και σχεδιαστές.

Επομένως, «κρατάμε» στο μυαλό μας το γεγονός ότι το Arduino ΔΕΝ φτιάχτηκε για ειδικούς (π.χ. ηλεκτρονικούς, προγραμματιστές, φυσικούς), αλλά για ανθρώπους απλά με φαντασία, χωρίς καμία προηγούμενη γνώση. Αυτό αποδεικνύεται και σήμερα, αν σκεφτούμε μόνο ότι, το Arduino χρησιμοποιείται ακόμα και στην έκτη δημοτικού.

Το Arduino είναι φτηνό, προσιτό και εύκολο, με την πρώτη εφαρμογή να μπορεί να αναπτυχθεί σε λιγότερο από 10 λεπτά. Άρα, θα πρέπει να προσεγγίσουμε το Arduino και την ανάπτυξη εφαρμογών, ως μια διασκεδαστικά διερευνητική διαδικασία, την οποία μπορεί να ακολουθήσει οποιοσδήποτε, μικρός ή μεγάλος.

Δείτε την ιστορία του Arduino

Όπως έχει ήδη αναφερθεί, το Arduino έχει πολύ μικρό κόστος. Όμως δεν πρέπει να ξεχνάμε ότι, από μόνο του δεν κάνει τίποτα. Πρέπει δηλαδή να υπάρχει και το κύκλωμα της εφαρμογής, το οποίο ελέγχει το Arduino. Ανάλογα το κύκλωμα, θα πρέπει να αγοραστούν και τα κατάλληλα εξαρτήματα, αισθητήρες, κλπ. Αν για παράδειγμα θέλουμε να υλοποιήσουμε το φωτεινό σηματοδότη, θα χρειαστούμε τρία λαμπάκια (LED), τρεις αντιστάσεις, ένα breadboard (για την σύνδεση των καλωδίων) και μερικά καλώδια.

Ας δούμε μερικά σενάρια κόστους, ανάλογα με τον τρόπο που θέλει κάποιος να ξεκινήσει (οι τιμές είναι ενδεικτικές για το Arduino UNO και στόχο έχουν απλά να μας δώσουν μια εικόνα περίπου για το κόστος).

Arduino (8 ευρώ, με το καλώδιο σύνδεσης με τον υπολογιστή να περιλαμβάνεται) και μερικά εξαρτήματα ενδεικτικά (π.χ. αντιστάσεις 0.001 έως 0,10 ευρώ το ένα τεμάχιο, breadboard μεσαίο 2.5 ευρώ, καλώδια πακέτο 1.5 ευρώ, LED 0.04 ευρώ το ένα τεμάχιο).

Σενάριο 1 (12-13 ευρώ)
Μπορεί κάποιος να ξεκινήσει με 12-13 ευρώ με αξιοποίηση του υλικού από το panospapazoglou.gr και το διαδίκτυο

Σενάριο 2 (18-20 ευρώ)
Μια μικρή κασετίνα με περισσότερα εξαρτήματα και το Arduino, κοστίζει περίπου 18-20 ευρώ (με αξιοποίηση του υλικού από το panospapazoglou.gr και το διαδίκτυο)

Σενάριο 3 (35-40 ευρώ)
Πλήρης κασετίνα με μεγάλη συλλογή εξαρτημάτων, κλπ και το Arduino (με αξιοποίηση του υλικού από το panospapazoglou.gr και το διαδίκτυο)

Μην ξεχνάτε ποτέ ότι, σχεδόν οτιδήποτε και αν ψάχνετε για εφαρμογή στο Arduino, θα υπάρχει στο διαδίκτυο. Το panospapazoglou.gr, παρέχει οργανωμένο αυθεντικό δωρεάν και ανοιχτό υλικό στα ελληνικά, ώστε να μπορείτε να μελετήσετε πιο αποδοτικά και με εκπαιδευτική στόχευση, ενώ μπορείτε να πάρετε και το αντίστοιχο προτεινόμενο βιβλίο, το οποίο είναι το πιο πλήρες που υπάρχει σήμερα διαθέσιμο στην αγορά.

Δείτε την ιστορία του Arduino

Αγοράζοντας Arduino & εξαρτήματα

Αυτόματη αναζήτηση για αγορά Arduino UNO

Αυτόματη αναζήτηση για αγορά του βιβλίου

Δείτε όλη την ενότητα με τα βασικά

Όπως έχει ήδη αναφερθεί, το Arduino έχει πολύ μικρό κόστος. Όμως δεν πρέπει να ξεχνάμε ότι, από μόνο του δεν κάνει τίποτα. Πρέπει δηλαδή να υπάρχει και το κύκλωμα της εφαρμογής, το οποίο ελέγχει το Arduino. Ανάλογα το κύκλωμα, θα πρέπει να αγοραστούν και τα κατάλληλα εξαρτήματα, αισθητήρες, κλπ. Αν για παράδειγμα θέλουμε να υλοποιήσουμε το φωτεινό σηματοδότη, θα χρειαστούμε τρία λαμπάκια (LED), τρεις αντιστάσεις, ένα breadboard (για την σύνδεση των καλωδίων) και μερικά καλώδια.

Η εικόνα που ακολουθεί, δείχνει το Arduino UNO




Αρχικός εξοπλισμός για να ξεκινήσετε (Arduino και πρόσθετα εξαρτήματα)






Αγοράζοντας Arduino & εξαρτήματα

Αυτόματη αναζήτηση για αγορά Arduino UNO

Δείτε όλη την ενότητα με τα βασικά

Σε αυτή τη σύντομη ενότητα, μπορείτε να δείτε μερικές ενδεικτικές εφαρμογές (απλές και πιο προχωρημένες). Θυμηθείτε ότι, μια ολοκληρωμένη εφαρμογή απαιτεί το Arduino, το εξωτερικό κύκλωμα (ανάλογα την περίπτωση) και το αντίστοιχο πρόγραμμα. Είναι σημαντικό επίσης να αναφερθεί ότι, σχεδόν οποιαδήποτε εφαρμογή μπορεί να βρεθεί υλοποιημένη στο διαδίκτυο.

Αξίζει να τονιστεί ότι, σχεδόν όλα τα απαραίτητα κυκλώματα και συστατικά μιας εφαρμογής, τα αγοράζουμε έτοιμα (π.χ. οθόνη απεικόνισης, αισθητήρας απόστασης, ρομποτικός βραχίονας). Έτσι, απαιτείται μόνο η συναρμολόγηση-διασύνδεση και ο κώδικας, τον οποίο επίσης μπορούμε να βρούμε στο διαδίκτυο.

Προσοχή όμως. Δεν πρέπει να αρκεστείτε απλά στη χρήση έτοιμου κώδικα διότι, δεν θα μάθετε να αναπτύσσετε τον δικό σας, ενώ δεν θα γνωρίζετε ποιες αλλαγές θα πρέπει να κάνετε, ώστε να προσαρμόσετε τη συμπεριφορά της εφαρμογής στις απαιτήσεις σας.

Εφαρμογή φωτεινού σηματοδότη

Ρομποτικός βραχίονας

Μέτρηση θερμοκρασίας-Υγρασίας

Διαδραστικό τραπέζι LED

Digital Arts playlist

Εξερεύνηση το Arduino Project Hub

Εξερεύνηση στο instructables