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創客神器Arduino到底是什麼呢?

作者曹 永忠@makerdiwo

文曹永忠、許智誠、蔡英德

編王昱夫

Arduino316

Arduino(from wikipedia)

接觸創客議題、或是你本身就是個maker,「Arduino」絕對是這個領域最火紅的詞彙之一,究竟它到底是什麼?一塊電路板?那Arduino怎麼會有這麼大的影響力?這一切的故事,都可以從2005年開始說起。

當時,Massimo Banzi 是義大利 Ivrea 一家高科技設計學校的老師,他的學生們經常抱怨找不到便宜好用的微處理機控制器。Massimo Banzi 和 David Cuartielles(一個西班牙籍晶片工程師,當時是該所學校的訪問學者)討論了這個問題,兩人討論之後,決定自己設計電路板,並引入Banzi 的學生 David Mellis 為電路板設計開發用的語言。兩天以後,David Mellis 就寫出了程式碼。又過了幾天,電路板就完工了。於是他們將這塊電路板命名為「Arduino」。

當初Arduino設計的觀點,就是希望針對「不懂電腦語言的族群」,也能用 Arduino 做出很酷的東西,例如:對感測器作出回應、閃爍燈光、控制馬達…等等。

隨後Banzi,Cuartielles,和Mellis把設計圖放到了網際網路上。他們保持設計的開放源碼(Open Source)理念,因為版權法可以監管開放原始碼軟體,卻很難用在硬體上,他們決定採用創用CC許可(Creative_Commons, 2013)。創用CC(Creative_Commons, 2013)是為保護開放版權行為而出現的類似GPL[1]的一種許可(license),來自於自由軟體[2]基金會 (Free Software Foundation)的 GNU 通用公共授權條款(GNU GPL):在創用CC許可下,任何人都被允許生產電路板的複製品,且還能重新設計,甚至銷售原設計的複製品。你還不需要付版稅,甚至不用取得 Arduino 團隊的許可。

然而,如果你重新散佈了引用設計,你必須在其產品中註解說明原始Arduino 團隊的貢獻。如果你調整或改動了電路板,你的最新設計必須使用相同或類似的創用CC許可,以保證新版本的Arduino電路板也會一樣的自由和開放。

唯一被保留的只有Arduino這個名字:「Arduino」已被註冊成了商標[3]「Arduino®」。如果有人想用這個名字賣電路板,那他們可能必須付一點商標費用給「Arduino®」 (Arduino, 2013)的核心開發團隊成員。

「Arduino®」的核心開發團隊成員包括:Massimo Banzi,David Cuartielles,Tom Igoe,Gianluca Martino,David Mellis 和 Nicholas Zambetti。(Arduino, 2013),若讀者有任何不懂Arduino的地方,都可以訪問Arduino官方網站

從技術面來說,「Arduino®」是一個開放原始碼的單晶片控制器,它使用了Atmel AVR單晶片(Atmel_Corporation, 2013),採用基於開放原始碼的軟硬體平台、構建於開放原始碼 Simple I/O 介面版,並且具有使用類似Java、C 語言的Processing[4]/Wiring開發環境(B. F. a. C. Reas, 2013; C. Reas & Fry, 2007, 2010)。Processing由MIT媒體實驗室美學與計算小組(Aesthetics & Computation Group)的Ben Fry和Casey Reas發明,Processing已經被許多的開源的社群所提倡,對資訊科技的發展是一個非常大的貢獻。

Arduino hack: light sensor programmed to indicate light level usng 3 LEDs

Arduino hack: light sensor programmed to indicate light level using 3 LEDs. Form Flickr. c.c. Mozilla in Europe

Arduino可以使用開發完成的電子元件,例如Switch、感測器、其他控制器件、LED、步進馬達、其他輸出裝置⋯⋯等,搭配 Arduino 語言簡單製作出互動作品。Arduino開發IDE介面基於開放原始碼,也提供大家免費下載使用,開進而鼓勵發展出更多令人驚豔的互動作品(Banzi, 2009) 。

說了這麼多故事,下面幫大家列舉幾項重點,來說明Arduino的內容及特色作為總結:

Arduino是什麼:

  • Arduino是基於開放原碼精神的一個開放硬體平臺,其語言和開發環境都很簡單。讓您可以使用它快速做出有趣的東西。
  • 它是一個能夠用來感應和控制現實物理世界的一套工具,也提供一套設計程式的IDE開發環境,並可以免費下載。
  • Arduino可以用來開發互動產品,比如它可以讀取大量的開關和感測器信號,並且可以控制各式各樣的電燈、電機和其他物理設備。也可以在運行時和你電腦中運行的程式(例如:Flash,Processing,MaxMSP)進行通訊。

Arduino特點:

  • 開放原始碼的電路圖設計,程式開發介面
  • 免費下載,也可依需求自己修改!!
  • Arduino 可使用ISCP線上燒入器,自我將新的IC晶片燒入「bootloader」。
  • 可依據官方電路圖,簡化Arduino模組,完成獨立運作的微處理機控制模組
  • 感測器可簡單連接各式各樣的電子元件 (紅外線,超音波,熱敏電阻,光敏電阻,伺服馬達⋯⋯等)
  • 支援多樣的互動程式程式開發工具
  • 使用低價格的微處理控制器(ATMEGA8-16)
  • USB介面,不需外接電源。另外有提供9VDC輸入
  • 應用方面,利用Arduino,突破以往只能使用滑鼠,鍵盤,CCD等輸入的裝置的互動內容,可以更簡單地達成單人或多人遊戲互動

附註:

  1. GNU 通用公眾授權條款(英語:GNU General Public License,簡稱GNU GPL或GPL),是一個廣泛被使用的自由軟體授權條款,最初由理察·斯托曼為GNU計劃而撰寫。
  2. 「自由軟體」指尊重使用者及社群自由的軟體。簡單來說使用者可以自由運行、複製、發佈、學習、修改及改良軟體。他們有操控軟體用途的權利。
  3. 商標註冊人享有商標的專用權,也有權許可他人使用商標以獲取報酬。各國對商標權的保護期限長短不一,但期滿之後,只要另外繳付費用,即可對商標予以續展,次數不限。
  4. Processing 是一個Open Source的程式語言及開發環境,提供給那些想要對影像、動畫、聲音進行程式處理的工作者。此外,學生、藝術家、設計師、建築師、研究員以及有興趣的人,也可以用來學習,開發原型及製作。
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本文內文引用自合作友站 makerdiwo 提供局部內容,完整內文請參考:原文連結

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