Використання Arduino в навчальному процесі нашого університету

Автор: Муляр Ігор Володимирович

Дата публікації: 27 жовтня 2015 р. 23:19:41 GMT / Категорія: Зміни в навчальному процесі

Використання Arduino в навчальному процесі  нашого університету

Освіта повинна взаємодіяти з використанням сучасних технологій. Людині непросто жити в сучасному світі. Їй потрібно постійно розвиватися і стежити за новітніми технологіями в електроніці, які відіграють дуже важливу роль в нашому суспільстві. Однією з таких новинок є сімейство контролерів Arduino. Arduino являє собою досить простий інструмент для створення електронних пристроїв і втілення в життя різних ідей. Це платформа побудована на друкованій платі з інтегрованим середовищем для написання програмного забезпечення. В основі апаратної частини лежить мікроконтролер сімейства ATmega і мінімально необхідна для роботи обв'язка.

Arduino може приймати цифрові і аналогові сигнали з різних пристроїв і має можливість керування різними виконуваними модулями.

Існує велика кількість різних мікроконтролерів. Знайти потрібну і викладену в доступній формі інформацію про них буває досить важко, не кажучи вже про виконання будь-яких практичних завдань з їх використанням. Часом це виливається в досить тривалий процес навчання з глибоким зануренням в нетрі схемотехніки та мікроелектроніки. Arduino, у свою чергу, спрощує процес роботи з мікроконтролерами і має ряд незаперечних переваг перед іншими пристроями для викладачів, студентів та любителів:

  • низька вартість. Плати Arduino відносно дешеві в порівнянні з іншими платформами. Деякі готові модулі стоять менше 50 доларів. Найдешевшу версію можна зібрати вручну.
  • кросплатформеність. З Arduino можна працювати на системах під управлінням ОС Windows, Mac OS і Linux.
  • просте і зрозуміле середовище програмування. Середовище розробки спроектоване для новачків, не знайомих з розробкою програмного забезпечення. Однак це не заважає досвідченим користувачам створювати і досить складні проекти. Середовище являє собою додаток, що включає в себе редактор коду, компілятор і спеціальний модуль для прошивки плати. Мова програмування, що використовується в Arduino, є реалізацією Wiring. Говорячи простими словами, це C / C ++, доповнений деякими бібліотеками.
  • можливість апаратного розширення. Можливості плат Arduino можна розширити за допомогою особливих мікросхем, які називають «шилдами» (від англ. shields). Шилди встановлюються поверх основної плати і дають нові можливості. Так, наприклад, існують плати-розширення для підключення до локальної мережі та інтернету (Ethernet Shield), для управління потужними моторами (Motor Shield), для отримання координат і часу з супутників GPS (модуль GPS) і багато інших.

У підсумку, навіть звичайні користувачі можуть розробити досвітчені зразки з метою економії коштів і розуміння роботи.

Учні ж, створивши програму, можуть відразу спостерігати результати своєї діяльності. Програма англійських слів перетворюється в алгоритм управління реальним пристроєм, тільки що зібраного своїми руками. Це мотивує та викликає інтерес до даної діяльності.

Що ж може дати Arduino навчальному процесу?

По-перше, це, звичайно ж, закріплення навичок програмування мовою C ++ (Wiring).По-друге, Arduino дає уявлення про роботу мікроелектроніки. Це, безумовно, необхідні знання для інженера, так як вони дають уявлення про «залізо», для якого пишеться програмне забезпечення. По-третє, Arduino дозволяє наочно продемонструвати роботу коду. Завантаживши програму в плату, можна побачити його дію на реальних фізичних об'єктах (мигання світлодіода, наприклад).

Кафедрою планується вже з 2016 року використовувати Arduino в навчальному процесі студентів, зокрема на лабораторних роботах, що дасть змогу студентам краще розуміти принципи роботи електроніки. А також звцікавленим і талоновитим студентам проявити свої здібності у проектуванні та втіленні в життя власних розробок.