Tekstitykset
Ohjelmointipolkujen lisamateriaalia
Kuvataide ja ohjelmointi
Tämä kuvataiteen polku on ponnistanut perinteestä, jossa risteävät monet virtaukset: Creative coding, Computer art, New Media Art, Demoscene...
Processing on vain yksi monista visuaaliseen itseilmaisuun suunnitelluista työkaluista ja kannattaa muistaa, että yhden ohjelmointikielen ulkoa opettelua tärkeämpää on hallita yleistä ohjelmointilogiikkaa ja ymmärtää sitä kautta ohjelmoinnin mahdollisuuksia visuaalisessa ja taiteellisessa ilmaisussa.
Alle on tehty listaa muista resursseista ja työkaluista, joista voi olla apua kuvataiteen ohjelmoinnin jatkopolulla!
PS. Visuaalinen ohjelmointi (visual programming) ei ole fiksu googlaustermi tässä yhteydessä, koska sillä viitataan yleensä taiteen ohjelmoinnin sijaan ohjelmointikieliin, joissa ohjelmointi tapahtuu liikuttelemalla valmiita visuaalisia palikoita (esim. Scratch).
Opettajien omat ideat, Suomessa ja muualla?
Voisi ehkä sanoa, että arvokkainta lisämateriaalia ovat teknisten työkalujen sijaan muiden opettajien ja kouluyhteisön uniikit ideat. Parhaiten ideoita saa tietysti avaamalla keskustelun itse! Jaa kurssilla tekemäsi kuvataiteen ohjelmoinnin työ tai opetuskokeilusi tuotoksia esimerkiksi oppiaineesi Facebook-ryhmässä ja pyydä myös muita jakamaan kokemuksiaan!
Mehackitin muut materiaalit
Avoin englanninkielinen Processing-tutoriaali.
Kurssialustalla sijaitseva Kuvataide ja ohjelmointi Processingilla on suunniteltu lukion valinnaiseksi kurssimateriaaliksi, mutta se soveltuu pääosin myös yläkouluun.
Englanninkielinen Art Programming Basics sisältää neljä lukua videopohjaista materiaalia. Tutustu myös projektimoduuleihin
Processing Foundation
Processingin omat kotisivut sisältävät dokumentoinnin ohjelmointikomennoista, koodiesimerkkejä sekä dokumentoituja taideteoksia, joissa Processing on näytellyt jonkinlaista osaa.
Processingia kehittävää Processing Foundationia kannattaa seurata Facebookissa ja Twitterissä.
Open Processing
Open Processing on laaja galleria Processing-töistä. Sieltä voi esimerkiksi opettajana etsiä ideoita harjoituksiin. Opiskelijoitakin voi rohkaista käyttämään Open Processingia inspiraation etsimiseen ja omien töiden jakamiseen. Kannattaa muistaa, että koodin kopiointi voi olla lunttaamisen sijaan myös mahdollisuus oppimiselle! Open Processingia voi käyttää myös pääasiallisena koodausympäristönä, jos Processing IDEä ei ole mahdollista koulun koneille asentaa. Haasteita voi lähinnä olla kuvien, liitetiedostojen ja kirjastojen lisäämisen kanssa.
https://www.openprocessing.org/
Jos intoa riittää, voi liittyä myös Facebookissa ryhmään Teaching with Open Processing
Daniel Shiffman
Processingia kehittänyt Daniel Shiffman on tehnyt Youtubeen paljon Coding Train -tutoriaaleja, minkä vuoksi hän on kirjoittanut myös oppimateriaaleissakin mainitun Nature of Code -kirjan.
Visor
Visor työkalun avulla voit livekoodata Processingia, eli päivittää ohjelmaan muutoksia ilman, että suljet ja käynnistät sen uudelleen.
Tramontana
Tramontana on kirjasto, jolla Processingin saa toimimaan yksiin oman mobiililaitteen kanssa. Mehackitilaiset suosittelevat! Työohjeitakin tehdään kun vain ehditään!
openFrameworks
openFrameworks-kielessä ohjelmoidaan taidetta C++ -kielellä. Ladattavissa ilmaiseksi.
Kulttuuriaineistoja
Kuten luvun 4 runogeneraattoriharjoituksessa kävi ilmi, avoimet kulttuuriaineistot ovat mahtavaa materiaalia luovalle koodarille!
- Europeana on eurooppalaisten kulttuuriaineistojen katalogi. Hyvin runsaasti avointa, jännää materiaalia (tsekkaa silti käyttöoikeudet ennen kuin hyödynnät).
- Finna: suomalaisten museoiden, gallerioiden ja kirjastojen yhteinen tietokanta, jossa on myös avoin rajapinta eli API omien sovellusten kehittelyä varten. Tsekkaa aineiston käyttöoikeudet ennen kuin alat käyttää materiaalia.
- Helsinkikuvia: Helsingin kaupunginmuseon valokuvatietokanta - avointa kuvamateriaalia moneen lähtöön!
- Metropolitan: amerikkalaisella Metropolitan Museum of Artilla on laaja avoimen kuvamateriaalin kokoelma, jota käytettiin Häkkää ja jaa -viikon Processing-tehtävässä.
Projektiomäppäys eli projection mapping
Projektiomäppäys on kaamea sana, mutta sen suomentaminen tuottaa päänvaivaa. Reaaliaikaisen kuvan asemointi? Projektiomäppäyksellä tarkoitetaan projektorilta heijastettavan kuvan asettelua mille tahansa pinnalle, mihin tahansa muotoon. Samalta projektorilta voi jopa heijastaa useampia kuva-alueita, joista jokainen säädetään heijastuspinnan muotoihin sopivaksi. Processing-ohjelmoinnin ja projektiomäppäyksen yhdistäminen on myös mahdollista! Mehackit ei vain ole ehtinyt vielä tuottaa aiheesta tutoriaaleja.
- Tutustu aiheeseen esim. sivustolla Projection Mapping Central
- Ilmainen työkalu jolla pääsee alkuun: VPT
- Krisjanis Rijnieks on kehittänyt Raspberry Pi:llä toimivan projektiomäppäyssovelluksen nimeltä ofxPiMapper
Janne Aholan projektiomäppäystä hyödyntävä teos Ajan rooli:
Musiikki ja ohjelmointi
Mehackitin muut materiaalit
Kertaamiseen ja taitojen syventämiseen sopii hyvin Mehackitin avoin Sonic Pi -sivusto. Olemme ylpeitä tästä tutoriaalista, jota kelpaa vinkata kansainvälisille kavereillekin: sivusto on käännetty mm. japaniksi, kiinaksi, norjaksi, ruotsiksi, espanjaksi, ranskaksi, koreaksi, katalaaniksi sekä pohjoissaameksi!
Englanninkielinen Music Programming Basics on Mehackitin tekemä videopohjainen neljän oppitunnin kokonaisuus. Sopii erinomaisesti myös vasta-alkajille!
Sonic Pi:stä muualla
Sonic Pi:n ympärille on jo muodostunut innostunut ja avulias yhteisö opettajia, taiteilijoita, kokeilijoita ja keksijöitä. in_thread on foorumi, jossa yhteisö jakaa ideoitaan ja tuotoksiaan. Täältä löytyy esimerkiksi tuntisuunnitelmia ja opettajien kertomuksia Sonic Pi:n käytöstä luokkahuoneessa.
Sonic Pi:n kehittäjä Sam Aaron on kirjoittanut kirjan Sonic Pi:n mahdollisuuksista. Vaikka kirjan kohteena on erityisesti Sonic Pi:n käyttö Raspberry Pi:n kanssa, ohjelman toiminta on sama käyttöjärjestelmästä huolimatta. Kirja on erityisen hyvä lähestymistapa livekoodaukselle.
Muita työkaluja ja avoimia ääniarkistoja
- Kurssilla vinkattiin, että Audacity on ilmainen, open source -ohjelma äänen käsittelyyn ja esimerkiksi Sonic Pi:stä nauhoitettujen biisien leikkaamiseen
- Freesound: Suuri ja suosittu CC-lisensoitujen samplejen kokoelma. Mukana myös Yle Arkiston jakamia ääniefektejä!
- BBC:n 16 000 ääniefektin kokoelma on vapaasti käytettävissä opetukseen
- Sounds of Changes: Kuuden eurooppalaisen museon projekti, joka tuo kuuluville ja käytettäväksi ääntä eri vuosikymmeniltä.
- Sound Jay esiteltiin viikolla 3: sampleja ilman kirjautumista
- Audio Online Convert: Käytä tätä esim. mp3-tiedostojen muuntamiseen Sonic Pi:n ymmärtämään muotoon
- Avoimen lähdekoodin projekti BeepBox on hauska ja ilmainen tapa luonnostella ja jakaa musiikkia. Samalla tulee tutuksi sekvensserin idea. BeepBoxista voi ladata koneelle myös offline-version.
- Pure Data on avoimen lähdekoodin graafinen ohjelmointiympäristö, joka sopii ääntä, grafiikkaa, videota tai anturidataa hyödyntäviin - tai vaikka näitä kaikkia yhdisteleviin - projekteihin. Pure Datassa piisaa tehoja myös mutkikkaaseen käyttöön, ja sen käyttöä opetetaan mm. Aalto ARTSin Media Labissa
- SuperCollider on toinen avoimen lähdekoodin ohjelmointiympäristö, jota käytetään generatiivisen äänen ja musiikin tuottamiseen. Sonic Pi käyttää SuperCollideria äänen muodostamiseen.
- Myös TidalCycles (tai lyhyesti Tidal) on avoimen lähdekoodin projekti. Se sopii erityisesti musiikin livekoodaamiseen.
Sam Aaron - Programing as a Performance
Elektroniikka ja ohjelmointi
Elektroniikka ja ohjelmointi -polkuun liittyviä vinkkejä
Tämän sivun alussa on lista monenmoisia vinkkejä, ja näiden jälkeen on kaksi konkreettisempaa esimerkkiä Arduinon soveltamisesta opetukseen: ketjureaktio ja leluhakkerointi!
Mehackitin muut materiaalit
Suosittelemme lämpimästi Mehackitin avointa oppimateriaalia Arduino-projekteja Maker kitillä!
Let Me Hack It -kurssin jälkeen pystyt soveltamaan materiaalin alkupään tehtäviä vaivatta, ja voit jatkaa Arduinon saloihin perehtymistä tutkimalla jatkolukuja. Oppilaat voivat tehdä tehtäviä joko omaan tahtiin tai opettajan ohjaamana.
Tutustu myös Robotiikka tulevaisuudessa-oppimateriaaliin, jossa käydään läpi mm. Internet of Things-sovellusten, e-tekstiilien ja Raspberry Pi:n perusteita. Kurssimateriaali sopii vähän edistyneemmälle värkkääjälle.
Electronics and Programming Basics on englanninkielinen neljän oppitunnin videopohjainen kurssi joka soveltuu erinomaisesti Arduinon alkeiden opetteluun. Katso myös videopohjaiset projektimoduulit edistyneemmille rakentajille!
Arduinon omat resurssit:
- Arduino Project Hub: Kuten arvata saattaa, sivulla esitellään Arduino-projekteja ohjeineen.
- Arduino Forum: Arduinon ylläpitämällä foorumilla projekteja ja ohjelmointia koskeviin keskusteluihin on lähetetty jo lähemmäs miljoona viestiä. Jos täältä ei löydy valmista vastausta mieltä askarruttavaan Arduino-pulmaan, niin on luultavasti viisasta kirjoittaa foorumille ja äkkiä!
- Arduino Create on palvelu, jonka avulla Arduinoa voi koodata selaimessa. Create tarjoaa myös projektiohjeita ja pilvipalvelun Internet of Things -sovellusten kehittelyä varten.
- Arduinon Reference: täältä löytyy kuvaus ja esimerkkejä jokaikisestä Arduino-komennosta.
Arduino-projektipankkeja ja -tutoriaaleja
- Adafruit: Projektiesittelyiden ja -ohjeiden lisäksi värkkääjähenkinen elektroniikan verkkokauppa Adafruit on tuottanut hyviä tutoriaaleja mm. Arduinon perustekniikoiden opetteluun
- Sparkfun: Verkkokauppa, jolla on samantapaisia tutoriaaleja kuin Adafruitilla - usein hyvin perusteellisia!
- Hackster.io: Vaikuttavia projektiohjeita varsinkin edistyneemmille harrastajille - ja ideoita ihan kaikille!
- Programming Electronics Academyn ilmaiset materiaalit kannattaa myös tsekata.
- Onko käytössäsi laserleikkuri? Suunnittele ja leikkaa laatikko projektillesi: https://www.makercase.com/
Muita tapoja työskennellä ohjelmoitavalla elektroniikalla
- Circuit
Playground on mm.
e-tekstiiliprojekteihin sopiva Arduinon sukuinen alusta, jota voi
ohjelmoida Scratchin kaltaisessa graafisessa ohjelmointiympäristössä
nimeltä MakeCode
Alkuun pääsee esim. näillä Innokas-verkoston blogin ohjeilla - Tinkercad Circuits on selaimessa toimiva Arduino-yhteensopiva graafinen ohjelmointiympäristö. Hienoa on, että kytkennät voi mallintaa selaimessa, ja ohjelman toimintaa voi simuloida saman tien. Tinkercad Circuitsissa voi vaihdella graafista ja tekstipohjaista ohjelmointinäkymää, mikä on myös hieno juttu. Ohjelmat täytyy ensin ladata koneelle ja avata Arduino IDE:ssä jotta ne saa ladattua Arduinolle.
- S4A ja Snap4Arduino ovat graafisia ohjelmointiympäristöjä Arduinolle. Työohjeita mm. Käsityökoulu Robotin oppaassa
- mBlock: vielä yksi Arduino-yhteensopiva graafinen ohjelmointiympäristö
- PICAXE ja Micro:bit ovat muita opetuskäyttöön sopivia ohjelmoitavan elektroniikan alustoja. Innokas-verkoston suomenkielinen Micro:bit-oppimateriaali sopii jo alakouluun.
- Pycom: IoT kehitysalusta, jota ohjelmoidaan Micropython-kielellä.
Arduinon isosisko: Raspberry Pi
Raspberry Pi on halpa, pieni ja suorituskykyinen minitietokone, joka muistuttaa vähän Arduinoa. Raspberry Pi:stä voi koota esimerkiksi edullisen mediatietokoneen kotiin, tai sitä voi käyttää Arduinon tapaan elektroniikkaprojekteissa. Tärkein ero Arduinoon on, että [Raspberry Pi:ssä on Linux-käyttöjärjestelmä, ja siihen voi kytkeä laitteita kuten USB-näppiksen ja hiiren, kaiuttimet sekä näytön.
(lähde: spikesnell.com)
Mekanismeja ja elektroniikkaa
- Kurssin virtapiirikaaviot on tehty avoimen lähdekoodin ohjelmalla nimeltä Fritzing
- Circuit Bending on poskettoman hauska tapa opetella elektroniikkaa. Tarvitaan vain melua tuottavia, paristolla toimivia leluja, kolvi ja elektroniikan peruskomponentteja sekä tutkivaista mielenlaatua. Alkuun pääsee esimerkiksi näillä ohjeilla. Pidemmälle pääsee Nicolas Collinsin erinomaisella oppaalla Handmade Electronic Music
- Jos olet kiinnostunut mekanismien suunnittelusta, Dustyn Robertsin kirja Making Things Move on asiantunteva mutta yleistajuinen ja hauska opas. Moni kirjan ohjeista sopii Arduino-projekteihin sovellettavaksi.
- Exploratorium Tinkering Studion verkkokurssi mekanismeista Courserassa
- Hienoja pahvimekanismeja (maksullisia, mutta idea välittyy): https://www.robives.com/
E-tekstiilit
- Liza Stark on muotoilija, kouluttaja ja tutkija, jonka sivuilta kannattaa ehdottomasti tsekata diaesitys e-tekstiilitekniikoista sekä projektigalleria!
- Erinomainen Instructables-tutoriaali sähköäjohtavan kankaan käytöstä. Paljon muitakin e-tekstiilivinkkejä ja -linkkejä!
- Lapin yliopiston opettajat Emmi Harjuniemi ja Piia Pyrstöjärvi ovat julkaisseet tutoriaaleja e-tekstiileistä
- ETextile Summercamp 2014 - Tsekkaa erityisesti videot sivun alalaidassa - kankaalla ja moottoreilla toteutettuja mekanismeja!
Ketjureaktio - harjoitus joka yhdistää kaikki elektroniikkapolun aihepiirit
Ketjureaktiolla (engl. Rube Goldberg Machine) tarkoitetaan tässä systeemiä, jossa on useita, automaattisesti toisensa käynnistäviä vaiheita. Ketjureaktio tarvitsee alkusysäyksen - esimerkiksi etäisyysanturin havaitseman liikkeen, napin painalluksen, valoanturin havaitseman varjon - ja lopussa voi olla hämmästyttävä loppuhuipennus. Vai olisiko ketjureaktion tehtävänä suorittaa jokin yksinkertainen juttu hyvin monimutkaisesti mutta hauskasti?
Mehackit-kurssiohjaajien Arduino-ketjureaktio:
Mikä Rube Goldberg Machine?
Sarjakuvapiirtäjä Rube Goldberg piirsi paljon vekottimia, jotka tekivät jonkin yksinkertaisen asian hyvin monimutkaisesti mutta hauskasti. Laitteistoissa oli aina sama idea: jokin sysäys sai systeemin liikkeeseen, ja pitkän, automaattisen tapahtumaketjun jälkeen laitteisto sytytti kynttilän, avasi oven tai vaikka pyyhki soppaa syövän leuan. Piirrokset olivat niin tunnettuja, että Rube Goldberg Machine vakiintui englannin kielessä yleisnimitykseksi tällaisille kojeistoille.
Peter Fischli ja David Weiss: Der Lauf der Dinge (Asioiden kulku) 1987
1,5 minuutin pätkä on osa puoli tuntia pitkästä teoksesta jota taiteilijat Fischli ja Weiss kuvasivat kolme päivää. Videon mekanismeja on hieman hankala toteuttaa Arduinolla, mutta tämä voi olla ihan hyvä asia ideoinnin kannalta - voi inspiroitua toisen työstä ilman, että tulee kiusaus kopioida kaikki tekniset ratkaisut.
The Fortune Telling Machine
Onnenkeksin ennustus on mitä osuvin! Kuularata ja dominoefekti ovat suosittuja kikkoja ketjureaktioprojekteissa.
Ketjureaktio opetuksessa
Ketjureaktion rakentaminen ja harjoittelu oppijoiden kanssa vie vähintään pari tuntia, eikä tällaisesta laitteistosta ole mitään välitöntä hyötyä. Joskus työskentely on myös sotkuista ja vähän kaoottistakin.
Ketjureaktion suunnittelu - joko Arduino-elektroniikalla tai ilman - on kuitenkin intensiivinen ja ryhmähenkeä vahvistava suunnittelutehtävä. Pienryhmätyöskentelyn lisäksi oppilaiden on työskenneltävä koko ryhmän kanssa, jotta jokaisen ryhmän oma tapahtuma saadaan ketjutettua toisten kanssa.
Arduino-elektroniikka ei ole työssä välttämättömyys, ja vaikka sitä käytettäisiinkin, koodin voi tilanteesta riippuen jakaa pitkälti valmiina. Näin työskentelyä voi soveltaa eri-ikäisille oppilaille - pienimmät voivat tehdä kuularata- ja dominopainotteisen ketjureaktion jossa on vaikkapa elektroninen aloitus. Toisaalta ketjureaktio sopii yhtä lailla mekaniikan insinööriopiskelijoiden haasteeksi.
Käytännön vinkkejä:
Oppilaiden kanssa sopiva pienryhmäkoko on esim. 2-3. Jokainen ryhmä tarvitsee Arduinon, tietokoneen sekä mahdollisuuden käyttää muita elektroniikkakomponentteja, käsityö-, askartelu- tai kierrätystarvikkeita yms.
Suunnittelussa mietittävää: Millaisia vaiheita ketjureaktiossa voisi olla, kuinka se käynnistetään, kuinka monta toinen toisensa käynnistävää juttua tähän voisi kuulua, miten vaiheet käynnistävät toisensa? Kuinka ketjureaktio loppuu: onko systeemillä jokin tehtävä vai muuten vain äärimmäisen näyttävä finaali?
Joka ryhmälle sovitaan anturi tai kytkin, joka käynnistää näiden osuuden. Lisäksi ryhmien täytyy tietää oma "vuoronumeronsa" ketjureaktiossa.
Ryhmien kannattaa työskennellä riittävän suuressa tilassa, asettautuneena oikeaan järjestykseen.
Ryhmien täytyy kommunikoida edeltävän ja seuraavan ryhmän kanssa. Ryhmän vastuulla on ottaa selvää, mikä kytkin tai anturi seuraavalla porukalla on sekä tehdä yhteistyötä, jotta käynnistys onnistuu. Viimeisen ryhmän erityistehtävä on loppuhuipennus
Mikä käynnistää oman vaiheen: varjo tai led valoanturin edessä, servon kytkimelle tuuppaama paino/pallo/uloke, jokin muu juttu?
Mitä oma systeemi tekee, jotta seuraavan ryhmän vaihe käynnistyy? peittää valoanturin, sulkee kytkimen, kaataa suolaa veteen, puhkaisee ilmapallon, tuottaa valoa / ääntä...Koko ketjureaktion voi toteuttaa Let Me Hack It -kurssin ohjelmointipoluilla käytetyin tekniikoin: tuunattuja ledejä, itse kehiteltyjä kytkimiä, valoantureita, servomoottoreita ja summerilla soiteltuja ääniä voi yhdistellä työssä.
Ketjureaktio harjoitellaan ja dokumentoidaan, ja vaikkei se onnistuisikaan täydellisesti, esitystilanne on yleensä latautunut odotuksella ja innostuksella!
Mitä ketjureaktioharjoituksessa voi opetella?
- potentiaali- ja liike-energia käytännössä (varsinkin mekaanisessa ketjureaktiossa)
- mekanismit: kuinka liikettä muutetaan muodosta ja paikasta toiseen
- vuorovaikutteisen järjestelmän rakentaminen ohjelmoitavalla elektroniikalla
- erilaisten rakenteiden suunnittelu
- vuorovaikutustaidot: omien ideoiden esittäminen ja kehittely, ryhmätyö sekä pienen ryhmän että koko luokan tasolla, projektin työnjako ja roolitus
- tarinallisuus, kerronta: tapahtumat täytyy ajastaa huolellisesti, jotta lopputulos valkenee katsojalle, koko vekottimella voi olla teema tai juoni (disco, ankkalampi, MM-hiihdot, kouluruokala jne)
- prototypointi, dokumentoinnin harjoittelu: ideointi- ja rakentamisvaiheen seuraaminen, eri versioiden ja oppimisprosessin dokumentointi, ketjureaktion jakaminen teoksena.
Leluhakkerointi
Leluja voi tuunata Arduinolla tai vaikka muuttelemalla niiden virtapiirejä (ks. kohta Circuit Bending). Paristokäyttöisten lelujen modailusta ei voi saada haitallisia sähköiskuja, mutta muista kuitenkin seuraavat asiat:
- Älä jätä purettuun leluun paristoja kun lopetat työskentelyn
- Purettujen lelujen elektroniikka ei enää ole siististi paketissa vaan voi joskus mennä oikosulkuun: jos jotain alkaa kuumeta liikaa, poista paristot ja toimita lelu kierrätykseen
- Pese kädet kun lopetat työskentelyn
- Älä modaile omin päin verkkovirralla toimivia laitteita, ainoastaan paristokäyttöisiä.
Arduinolla voi
- kehittää kokonaan uusia ominaisuuksia: lisätä moottoreita, ledejä, piezokaiuttimia lelun sisään.
- kontrolloida lelun toimintoja esimerkiksi häkkäämällä lelun omat kytkimet
- kytkeä lelun omia komponentteja kuten moottoreita tai ledejä Arduinoon. Tämä konsti vaatii hieman tarkkuutta ja tietoa, sillä mitä tahansa komponentteja ei voi kytkeä suoraan Arduinon portteihin. Esim. DC-moottoreita ohjataan yleensä erityisen mikropiirin, moottoriohjaimen avulla, jotta Arduino ei vaurioidu.
Ominaisuuksien lisääminen
Oheisessa diaesityksessä on pieni, opetukseen sopiva intro Arduinosta sekä pikaohjeet ei-elektronisen pehmolelun tuunaamiseen. Koodia tässä ei ole mukana, mutta esim. viikon 4 harjoitusta voi hyvin soveltaa työssä.
Jos avaat esityksen Google Slidesissa, voit kurkata myös puhujan muistiinpanoja.
Elektronisen lelun toiminnot haltuun releellä
Rele on sähköllä ohjattava kytkin. Releitä käytetään mm. autoissa sähkölaitteiden kontrollointiin - alun perin esim. suuntavilkun nakuttava ääni tuli nimenomaan releen toiminnasta. Arduinon kaltaisissa ohjelmoitavan elektroniikan alustoissa rele on kätevä: pienellä jännitteellä voi ohjata suurempaa jännitettä käyttäviä laitteita turvallisesti.
Suomessa tällaisia relekortteja myyvät mm. Ihmevekotin ja Partco
Kun käytetään relettä lelun kytkemisessä, ei tarvitse huolehtia siitä, että lelun elektroniikka aiheuttaisi häiriöitä Arduinolle. Rele pitää molempien laitteiden virtapiirit erillään toisistaan, ja lelu saa käyttöjännitteensä paristoista, ei Arduinosta. Arduinon tehtävänä on ainoastaan kytkeä releen avulla lelun toiminnot päälle ja pois. Hienous piilee siinä, että Arduinon anturien avulla lelu saadaan reagoimaan esim. lähestyvään ihmiseen, valon määrään, ääneen, kiihtyvyyteen tai kaatumiseen - ja lisäksi voidaan ottaa mukaan vaikka Arduinolla ohjattavia led-valoja, moottoreita ja piezo-ääniä.
Releen lisäksi vastaavan kytkennän voi tehdä esimerkiksi transistorilla ja optoerottimella (optocoupler). Transistorin käyttö neuvotaan Arduino-projekteja Maker kitillä luvussa 3 / Tehtävässä Haaste: Leluhakkerointi.
Releen kytkentä Arduinoon
- Varmista, missä järjestyksessä oman releesi pinnit ovat - GND kytketään maahan, Vcc jännitteeseen ja viimeinen pinni (nimetty esim. In1 tms.) johonkin digitaaliseen porttiin - tässä esimerkissä porttiin 7.
- Vasemman ylänurkan piirilevy esittää lelun alkuperäistä
elektroniikkaa. Keltaiset kytkinjohdot on kytketty releeseen.
Releellä on kaksi moodia: NO (normally open) ja NC (normally closed). Toinen sisääntuleva johto kytketään aina keskelle.
Riippuen siitä, kumpaan laitaan toinen johto kytketään, piiri joko on *normally open (*normaalitilassa ei kytkettynä, ohjaussignaali sulkee kytkimen) tai *normally closed (*kytkin on suljettu, ohjaussignaali avaa kytkimen).
Asianlaita selviää testaamalla, ja johtojen paikan vaihtamisen sijaan logiikan voi kääntää mieleiseksi myös ohjelmoimalla. - Esimerkkikytkennässä on käytetty lisäksi valovastusta, ja lelun sisälle on tungettu servomoottori.
Esimerkkiohjelma
int anturi; //muuttuja esim. valovastuksen, etäisyyssensorin tai mikrofonin arvojen tallentamiseen
void setup() {
Serial.begin(9600);
pinMode(7, OUTPUT); //portti jossa rele on kiinni
}
void loop() {
anturi = analogRead(A0);
Serial.println(anturi);
if (anturi < 300) {
digitalWrite(7, HIGH); // relettä käytetään digitalWrite-komennolla
delay(200);
}
else {
digitalWrite(7, LOW);
delay(200);
}
}