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超乎想像的Arduino實作設計
越開放 越有創意

【作者: 籃貫銘】   2011年11月16日 星期三

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如果你以為這些東西只是浪費時間和金錢的小孩子把戲,那你也錯了。他們就是透過開放的平台,因此降低了製作的成本,同時也大大縮短了製作的時間,而這才是開放平台的真正優勢!


以下就是CTimes精選的5個Arduino開放硬體平台的實作案例和應用元件,希望也能給你帶來一些設計上的靈感:


Arduino+Android平板 超炫的LED玻璃磚牆應用

想像你有一整面絢麗又漂亮的LED玻璃磚牆,它可以自由的依照你的指示來做變化,不管是一個幾何圖形,還是一句很酷的字詞,你想怎麼變就怎麼變,完全天馬行空。它將是很棒的公共設施,更可以是絕佳的廣告行銷工具,你一定很想擁有吧。現在,你可以自己做。


你可能會以為製作這面牆應該價格不斐,而且工程上也非常困難吧。完全不會!你需要的只是一台android平板電腦,和上arduino購買器材,其他的軟體、電路和韌體去下載就好了。


《圖一  這個LED矩陣玻璃磚牆是由開放硬體組織「Hive13」所研發的,專門提供給開發者來使用》
《圖一 這個LED矩陣玻璃磚牆是由開放硬體組織「Hive13」所研發的,專門提供給開發者來使用》

這個LED矩陣玻璃磚牆是由開放硬體組織「Hive13」所研發的,專門提供給開發者來使用(當然你得付點材料費),而一位異想天開的社群朋友就把它與無線控制做結合,然後在寫了一個簡單的控制UI在android平板電腦裡,透過這個程式,就能自由自在的在街道上控制你的LED玻璃牆。不管是用它打廣告還是求婚,都酷的不得了。


設計參考

控制:charlie-roberts.com/Control/


Hive13:hive13.org


硬體:wiki.hive13.org/Glass_Block_LED_Matrix


軟體:github.com/Hive13/windowmatrix


智慧電錶不求人 自製一個無線電力控系統

Tweet-a-Watt是一個 DIY的無線電力監控系統,它能收集每一個插座上的電力使用狀況,並將這些資訊以無線訊號傳送到中央管理電腦上,讓使用者可以隨時得知家庭或者辦公室的電源使用資料,並將之登錄產生報表。所以何必再等台電那邊遙遙無期的智慧電錶呢,自己做比較快!


目前Tweet-a-Watt已是開放硬體專案裡的一個銷售套件,該套件使用一個已組裝完成(off the shelf)的電源監控元件,稱為「Kill-a-Watt」,是監控電源的主要核心,但你必須另外去購買;除此之外,在簡易包裡頭,幾乎已經包含所有的必要元件,但一個簡易包只能監測一個插座,想要監測多個,就必須再購買一包產品。而每個插座的監測電壓最高為1500瓦(Watts)。


《圖二  weet-a-Watt是一個 DIY的無線電力監控系統,它能收集每一個插座上的電力使用狀況,並將這些資訊以無線訊號傳送到中央管理電腦上》
《圖二 weet-a-Watt是一個 DIY的無線電力監控系統,它能收集每一個插座上的電力使用狀況,並將這些資訊以無線訊號傳送到中央管理電腦上》

另外,組裝這些東西當然需要一點工具,包裝裡並不會附給你,而且你還需要一點電子與機械的經驗,然後不會害怕處理高壓電力的裝置。(聽起來好像有點難…)


製作參考

專案開發者:Tweet-a-Watt


材料在這裡:http://www.adafruit.com/category/32


軟硬體支援:http://www.ladyada.net/make/tweetawatt/


Google Calendar + Arduino 防止會議室遭濫用的科技小物

當你早已預訂了會議室,準備開一個重要的會議,卻在當天進入會議室時,發現房間已被人佔據,你一定很氣不過吧。這種會議室遭到濫用(編按:所謂會議室濫用,是指2人或以上的團體,未依照預定流程,隨機進入使用會議室。),是經常會出現在企業裡頭的問題,怎麼杜絕,Arduino有方法。


美國一家資訊公司Rapleaf,就把Google Calendar和 Arduino做結合,透過開放軟體與硬體的力量,設計出一個能解決此問題的小裝置「Roominator」,來協助處理會議室的調度。


《圖三  把Google Calendar和 Arduino做結合,透過開放軟體與硬體的力量,設計出一個能解決此問題的小裝置「Roominator」》
《圖三 把Google Calendar和 Arduino做結合,透過開放軟體與硬體的力量,設計出一個能解決此問題的小裝置「Roominator」》

Roominator的硬體由兩部分組成:可以安裝在會議室門上的顯示螢幕;以及一個Rapleaf設計配線的控制單元。顯示螢幕會標示目前和未來的會議室預定狀況,搭配一個LED狀態指示燈,遠遠的就可以告訴你,這個房間是不是已經可以去“搶”了。另外,它也有一對按鈕,一個為設定預約,另一個則取消預訂。


軟體的部分,是由一個Rails的網站所提供,它能夠整合Google Calendar的功能,透過設定Google Calendar,就能同步預約Roominator的時間;反過來,Roominator的設定也會同步傳到Google Calendar上。而Roominator的顯示器上的所有元件,含電源與配線,都是使用標準的Cat5e電纜,而控制器單元與顯示器則通通來自Arduino平台。


製作參考

專案開發者:Rapleaf


材料在這裡:https://github.com/bryanduxbury/roominator/branches


軟硬體支援:https://github.com/bryanduxbury/roominator


電子時尚新選擇 DIY你自己的手錶

手錶是展現個人特質和品味的隨身物品,不是只有拿來看時間這麼簡單,一只“對味”的手錶,足以表現你與眾不同的身分和觀點,特別是你,科技人。


而為了讓你的錶跟你一樣有科技感,一個新的開放硬體專案「The Solder:Time」(焊:時間)隆重上市。它不是類比的,是使用大大的數字LED螢幕和好看的壓克力外殼,更重要的,它是微控制器風格。當然,你也必須親自DIY來製作它,這是讓你獨樹一格的重點中的重點。


《圖四  個新的開放硬體專案「The Solder:Time」(焊:時間)隆重上市。它不是類比的,是使用大大的數字LED螢幕和好看的壓克力外殼》
《圖四 個新的開放硬體專案「The Solder:Time」(焊:時間)隆重上市。它不是類比的,是使用大大的數字LED螢幕和好看的壓克力外殼》

不過別被這個看起來很複雜的DIY手錶工具包給嚇到了,它其實非常容易焊接組裝。因為它是一個獨立的項目,所以不用加裝額外的電腦或程式來控制,只要把它焊起來就可以運作了。而在性能上,它內建一個達拉斯DS1337低功耗時鐘與日曆晶片,以及一個即時時鐘(Real Time Clock;RTC),能夠精準的控制時間與日期。而在手錶的背面,有一個可以編輯的I2C板,可讓使用者進一步進行改造和編程。


另外,它採用很特殊的LED照明方式,和極低功耗的處理器休眠模式,搭配一個CR2032的電池,可擁有很長的電池壽命。而除了當手錶之外,它還可以拿來做為徽章或者時鐘使用,不一定只能戴在你的手腕上。


製作參考

專案開發者:SpikenzieLabs.


材料在這裡:http://www.adafruit.com/products/495


軟硬體支援:http://www.spikenzielabs.com/SpikenzieLabs/SolderTime.html


Arduino的TouchScreen套件 10分鐘打造專屬的觸控螢幕

在這個觸控當道的世界,你的設計專案怎麼可以不使用觸控螢幕來當作輸入介面呢!現在只要花59美元(約台幣1770元)和10分鐘,你就可以有一塊漂亮的2.8吋LED背光電阻式觸控螢幕。


這個專門針對Arduino平台專案設計的2.8吋觸控螢幕套件,是採用4線電阻式的觸控設計,擁有240*320的螢幕畫素和26萬色,而且它已經完全組裝完成,不需要部線,不需要焊接,只要接上電源,再裝載免費的驅動軟體和圖庫,10分鐘不到,你就可以為自己的設計專案加上觸控螢幕。而除了觸控螢幕之外,套件裡還包含一個microSD卡的插槽,用來進一步存取資料。


《圖五  現在只要花59美元(約台幣1770元)和10分鐘,你就可以有一塊漂亮的2.8吋LED背光電阻式觸控螢幕。》
《圖五 現在只要花59美元(約台幣1770元)和10分鐘,你就可以有一塊漂亮的2.8吋LED背光電阻式觸控螢幕。》

當然,要製作一個完整優化的觸控應用也不是這麼簡單就能完成,套件開發者當然了解這些困難,所以他們寫好了完整的開放源碼圖形庫,讓設計者可以繪製像素、線條、矩形、圓和文字。此外,他們也提供一個觸控螢幕X、Y、Z(壓力)軸的檢測圖庫和範例程式碼供使用者參照,而且所有的程式碼都能在Arduino平台上執行,同時可輕易地移植到您喜歡的MCU上。


而談到MCU,這款觸控螢幕已經內建了RAM緩衝控制器,因此,幾乎沒有需要使用到MCU。不過套件需要很多的Pin腳,光顯示就有12條線路,若要使用microSD卡,則會多一條,共有13個pin腳。


值得一提的是,這塊觸控面板套件的硬體擴充性也非常高,由於內建了I2C的介面,因此可以與各式各樣的I/O進行連結,而且你還可以連接一個I2C的擴充卡,來得到更多的I/O阜。但若要進一步來擴充Pin腳,那你就要小心了一點,這個套件也可以滿足你的需求,但請一定要詳讀製作網站上的步驟,因為它不像其他步驟這麼容易。


而這塊開發版目前是硬體商店上的搶手貨,經常處於缺貨的狀態,所以如果你需要,請盡早上網訂購。


製作參考

專案開發者:adafruit


材料在這裡:http://www.adafruit.com/products/376


軟硬體支援:http://www.ladyada.net/products/tfttouchshield/


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