02.23.2017 — by Sanna Reponen

Elektroniikkaa ja ohjelmointia - miksi juuri Arduinolla?

In Categories: Educator Suomeksi

Opetuskäyttöön suunniteltua robotiikkaa on nykyisin tarjolla hurjasti, ja sopivimman vaihtoehdon haarukointi voi viedä aikaa. Vakiintuneimpien alustojen kuten Lego Mindstormsin etu on skaalautuvuus kaikille luokka-asteille, eikä koulujen tarvitse pelätä tuotteen äkillistä katoamista markkinoilta. Uusista tulokkaista minua kiinnostaa eniten pikkuinen mikrokontrolleri micro:bit, joka toivottavasti rantautuu pian täydellä teholla myös Suomeen. Omassa työssäni teknologiakasvatuksen parissa olen hyödyntänyt eniten Arduinoa, maailman suosituinta ohjelmoitavan elektroniikan alustaa. Kuinka hienoa on työskennellä oppijoiden kanssa teknologialla, joka on oikean maailman työkalu - jota todella käytetään prototyyppien, mediataiteen, harrastusprojektien ja ihan oikeiden tuotteiden toteuttamiseen kaikkialla maailmassa!


Moottoroitu Arduino-kana valmistumassa Oslon Biblo Tøyenissa

Mustat laatikot ovat minusta vähän epäilyttäviä. Usein opetusrobotiikkasarjat koostuvat suljetusta, salaperäisestä keskusyksiköstä ja vain tämän sarjan kanssa yhteensopivista antureista ja laitteista, kun taas Arduino on avointa teknologiaa. Kaikki osat ja ratkaisut ovat näkyvillä, dokumentoituja ja vapaasti pöllittävissä. Tavallisesta sähkötarvikeliikkeestä löytyvät komponentit toimivat Arduinon kanssa, ja ohjelmoimaan pääsee kaikilla käyttöjärjestelmillä. Hankaluutena opetuskäytössä on, kuinka ohjata oppijat mahdollisimman nopeasti toteuttamaan itseään sen sijaan, että suurin osa käytettävissä olevasta ajasta kuluu peruskytkentöjen ja tekstipohjaisen ohjelmoinnin opetteluun. 

Aloittelijan voi olla vaikea improvisoida Arduinolla tai keksiä, mitä alustalla haluaisi tehdä: mitä enemmän taitoa kertyy, sitä helpompaa on ideoida uutta. Apuna ongelmaan ovat paitsi graafiset ohjelmointiympäristöt ja helposti kytkettävät anturi- ja laitemoduulit, myös kekseliäs oppimateriaali ja taitava ohjaus. Opetussisältöjä suunniteltaessa on pystyttävä hoksaamaan juuri oikeat oikoreitit: missä kohtaa kannattaa kopioida koodia ja keskittyä pelkkien parametrien viilaamiseen, missä vaiheessa on hyvä unohtaa koko elektroniikka- ja ohjelmointipuoli hetkeksi ja käyttää huolella aikaa rakenteluun ja projektin esteettiseen puoleen? Mitkä vaiheet koodissa kirjoitetaan oppijoiden kanssa yhtä matkaa ja huolella pureskellen? Pelkkien komponenttien lisäksi käsillä olisi hyvä olla runsaasti materiaaleja, joista voi ammentaa ideoita: mm. kierrätys- ja askartelumateriaalit, lelut, arkiesineet, puu ja kangastilkut ovat käteviä. Valmis Arduino-projekti voi lopulta olla ommeltuna vaatteeseen, parvekkeella kastelemassa kukkia tai pörräämässä pitkin lattiaa jäätelöautoksi naamioituna. Monipuolisuus on mieletön valtti.  



Mihin projektiin ryhtyisin itse seuraavaksi? Raspberry Pi olisi tarpeen, kun Arduinolta tulevaa tai sille menevää tietoa täytyy prosessoida, ja alusta on minulla vieläkin tosi huonosti hanskassa. Testailulistalla on myös ällistyttävän kompakti ja edullinen Arduino-yhteensopiva Wemos, joka toimii myös WiFi-verkossa. Eniten juuri nyt odotan silti pääsyä jouluvalojen häkkäysprojektini kimppuun - Mehackitin toimistolta löytyi rikkinäinen LED-köynnös, jonka pelastin roskiksesta. Miksi ostaa valkoisia ledejä, jos niitä saa sata ilmaiseksi? Läpikuultava johto on vieläpä kaunista. Haluan tässä projektissa oppia, kuinka isoa liutaa laitteita voi ohjata pienellä määrällä Arduino-portteja sekä ennen kaikkea saada aikaiseksi mahtavan, Arduino-ohjatun LED-himmelin. Itselleen armelias maker asettaa tavoiteaikataulun tarpeeksi väljäksi: jouluksi kotiin 2017!