Я знакома с мнением многих технических специалистов об Arduino и в некоторой степени разделяю их взгляд. Тем не менее, например, для быстрой автома��изации, эта платформа очень полезна: она подобно детскому конструктору позволяет собрать и запрограммировать устройство за пару часов, не тратя время на различные «undefined reference to __bss_start__» и «Device not detected».
Однажды для автоматизации очередной рутинной работы мне понадобился дисплей. Я листала Aliexpress и все не могла найти подходящий шилд для Arduno.
Кот для привлечения внимания
Итак, мне нужен был диалоговый пользовательский интерфейс и притом быстро. (Кот был для привлечения внимания, замечено — работает.) Как будто нарочно все производители предлагали самостоятельно вручную рисовать поля ввода и прогресс-бары, программировать обработчики нажатий кнопок, и, словом, делать все то, что мне как раз не хотелось. Поразительно, почему бы не предоставить высокоуровневую библиотеку, которая взяла бы эти заботы на себя? Наверное в 80% случаев все задачи сводятся к простой последовательности:
Но отсутствие библиотеки было не единственной препоной. Скудных запасов ROM моей Arduino Uno (а такая же ситуация и у Leonardo, Ethernet, Pro) хватало в лучшем случае на хранение одного изображения при разрешении 128х128 точек. И на код места уже не оставалось.
Пройдясь широким фронтом по Aliexpress, DX и подобным магазинам, я в итоге нашла, выражаясь языком сетевых разработчиков, либо «тонкие тупые», либо «чересчур жирные» шилды. Первые не решают проблему, но стоят дёшево. Вторые походят на ракетно-зенитный комплекс, и за эту избыточность придется порядочно заплатить. Если бы губы Никанора Ивановича да приставить к носу Ивана Кузьмича… После некоторых колебаний я решилась заполнить этот досадный маркетинговый пробел.
Развела плату, заказала несколько первых образцов для опытов, попробовала.
Идея постепенно оформилась. Итак, решение должно быть простым в использовании и обязательно дешёвым (о чем ниже):
Самым основным комплектующим шилда является дисплейный модуль. От него в наибольшей степени зависит как цена, так и технические характеристики продукта. При поиске подходящего модуля хотелось и рыбку съесть, и на лошади покататься: с одной стороны я исходила из критерия доступности, с другой стороны стоимость модуля должна быть минимальной. В основном эти критерии противоречат друг другу: магазины вроде Терраэлектроники, имеющие отделения по всей стране, предлагали некоторый набор цветных дисплеев распространённых моделей, но цены на них были от 2000 руб и выше; с другой стороны на том же Aliexpress было много хороших вариантов, но все они обладали одним и тем же недостатком: между ними и нашими несчастными пользователями пролегала бездна, в которой погибла не одна тысяча картонных коробок, и поведение которой было столь же легко предсказуемо, как поведение нефтяных котировок или погоды. Все, конечно, поняли о чем речь. Так что моя идея по-прежнему оставалась лишь идеей.
Как это часто бывает, ночная кухонная болтовня за чашкой чая оказывается судьбоносной. Приятель мимоходо�� поделился, как менял сломанный дисплей на своем HTC. Оказалось, что дисплеи смартфонов, имея несомненно лучшие характеристики, чем товары в каталогах Терраэлектроники, стоят в два-три раза дешевле! Это было открытием. После этого достаточно быстро был найден дисплей, который в России можно купить практически на каждом шагу за копейки; он устанавливался на телефоны Nokia 2600/2650/3100/3200/5100/5140/6100/6220/6610/7210/7250. (Как впоследствии оказалось, я заново открыла Америку, так как именно этот дисплей используется во многих шилдах для Arduino.) Его разрешения — 128×128 точек — вполне хватает, чтобы отобразить форму с тремя-четырьмя полями ввода.
Многим, наверное, до сих пор не вполне ясно, как пользоваться описываемым гаджетом. Пожалуй проще всего проиллюстрировать это на примере двух стандартных ситуаций:
По моим представлением DIY электроника должна развиваться в сторону наибольшей модульности, где каждый модуль предельно прост и закончен. Тогда, как из разнообразных деталей Lego ребенок возводит свой игрушечный замок, пользователь по кирпичикам должен собирать свое устройство, но без использования молотка и напильника. Мой шилд — небольшой шаг в этом направлении.
Буду рада услышать ценные советы и понять, кому же ещё кроме меня не достаёт такой полезной штуки.
Однажды для автоматизации очередной рутинной работы мне понадобился дисплей. Я листала Aliexpress и все не могла найти подходящий шилд для Arduno.
Кот для привлечения внимания
Лиха беда начало
Итак, мне нужен был диалоговый пользовательский интерфейс и притом быстро. (Кот был для привлечения внимания, замечено — работает.) Как будто нарочно все производители предлагали самостоятельно вручную рисовать поля ввода и прогресс-бары, программировать обработчики нажатий кнопок, и, словом, делать все то, что мне как раз не хотелось. Поразительно, почему бы не предоставить высокоуровневую библиотеку, которая взяла бы эти заботы на себя? Наверное в 80% случаев все задачи сводятся к простой последовательности:
- Отобразить форму с полями ввода.
- Подождать, пока пользователь отредактирует поле Foo.
- Получить новое значение поля Foo.
- Сделать что-то в ответ.
Но отсутствие библиотеки было не единственной препоной. Скудных запасов ROM моей Arduino Uno (а такая же ситуация и у Leonardo, Ethernet, Pro) хватало в лучшем случае на хранение одного изображения при разрешении 128х128 точек. И на код места уже не оставалось.
Пройдясь широким фронтом по Aliexpress, DX и подобным магазинам, я в итоге нашла, выражаясь языком сетевых разработчиков, либо «тонкие тупые», либо «чересчур жирные» шилды. Первые не решают проблему, но стоят дёшево. Вторые походят на ракетно-зенитный комплекс, и за эту избыточность придется порядочно заплатить. Если бы губы Никанора Ивановича да приставить к носу Ивана Кузьмича… После некоторых колебаний я решилась заполнить этот досадный маркетинговый пробел.
Что нам стоит шилд построить
Развела плату, заказала несколько первых образцов для опытов, попробовала.
Идея постепенно оформилась. Итак, решение должно быть простым в использовании и обязательно дешёвым (о чем ниже):
- На борту шилда должен быть микроконтроллер с запасом памяти хотя бы на пару экранов.
- Чтобы с памятью точно не возникло проблем, можно добавить слот microSD.
- Также прямо на шилде нужно расположить несколько кнопок.
- Микроконтроллер должен заниматься «чёрной работой», отрисовывая поля формы и обрабатывая нажатия кнопок таким образом, чтобы, только подав питание на прошитый шилд, можно было листать формы, редактировать поля ввода, ставить птичку в поле для отметки и проч.
- Микроконтроллер на шилде будет связан с Arduino по одному из доступных последовательных интерфейсов: I2C, SPI или UART. По каналу будут передаваться команды от Arduino; (например, установка начального значения или получение текущего).
- Чтобы не заставлять Arduino циклически опрашивать шилд в ожидании действий пользователя можно предусмотреть линию GPIO, которая будет выполнять роль внешнего прерывания.
- В отношении метода программирования шилда можно, конечно, провозгласить известный принцип «только Vim, только хардкор!», но всё же, понимая потребности целевой аудитории этого продукта, весьма полезно разработать дизайнер форм наподобие GTK Glade и предоставить возможность новичкам одним нажатием кнопки этого дизайнера прошить формы в шилд.
Несколько слов о комплектующих
Самым основным комплектующим шилда является дисплейный модуль. От него в наибольшей степени зависит как цена, так и технические характеристики продукта. При поиске подходящего модуля хотелось и рыбку съесть, и на лошади покататься: с одной стороны я исходила из критерия доступности, с другой стороны стоимость модуля должна быть минимальной. В основном эти критерии противоречат друг другу: магазины вроде Терраэлектроники, имеющие отделения по всей стране, предлагали некоторый набор цветных дисплеев распространённых моделей, но цены на них были от 2000 руб и выше; с другой стороны на том же Aliexpress было много хороших вариантов, но все они обладали одним и тем же недостатком: между ними и нашими несчастными пользователями пролегала бездна, в которой погибла не одна тысяча картонных коробок, и поведение которой было столь же легко предсказуемо, как поведение нефтяных котировок или погоды. Все, конечно, поняли о чем речь. Так что моя идея по-прежнему оставалась лишь идеей.
Как это часто бывает, ночная кухонная болтовня за чашкой чая оказывается судьбоносной. Приятель мимоходо�� поделился, как менял сломанный дисплей на своем HTC. Оказалось, что дисплеи смартфонов, имея несомненно лучшие характеристики, чем товары в каталогах Терраэлектроники, стоят в два-три раза дешевле! Это было открытием. После этого достаточно быстро был найден дисплей, который в России можно купить практически на каждом шагу за копейки; он устанавливался на телефоны Nokia 2600/2650/3100/3200/5100/5140/6100/6220/6610/7210/7250. (Как впоследствии оказалось, я заново открыла Америку, так как именно этот дисплей используется во многих шилдах для Arduino.) Его разрешения — 128×128 точек — вполне хватает, чтобы отобразить форму с тремя-четырьмя полями ввода.
Гляженное лучше хваленного
Многим, наверное, до сих пор не вполне ясно, как пользоваться описываемым гаджетом. Пожалуй проще всего проиллюстрировать это на примере двух стандартных ситуаций:
- У нас есть цифровой термометр, необходимо отображать его показания на дисплее.
- Есть сервопривод, требуется задавать параметры его работы. Например, его положение.
Термометр
#include <intelcd.h> #include <OneWire.h> #include <DallasTemperature.h> // Термометр подключается к линии 2 Arduino по протоколу 1-Wire #define ONE_WIRE_BUS 2 /************************************************************* * Эти макросы генерирует Дизайнер форм, * * вам не придётся вписывать их вручную: * *************************************************************/ // номер формы, отображающей значение температуры. #define FORM_TERMO 0 // номер поля, отображающего значение температуры #define FIELD_TERMO 0 // Создаем объект oneWire для коммуникации по интерфейсу oneWire OneWire oneWire(ONE_WIRE_BUS); // Создаем объект sensor для управления датчиком температуры DallasTemperature sensor(&oneWire); // создаем объект lcd для управления LCD шилдом InteLCD lcd; void setup(void) { lcd.init(); sensor.begin(); } void loop(void) { // Запустить измерение температуры sensor.requestTemperatures(); // обновить значение температуры на экране lcd.update(FORM_TERMO, FIELD_TERMO, sensor.getTempCByIndex(0)); delay(1000); }
Сервопривод
#include <InteLCD.h> #include <Servo.h> #define FORM_SERVO 0 #define FIELD_SERVO 0 InteLCD lcd; // создать объект lcd для управления LCD шилдом Servo myservo; // создать объект servo для управления сервоприводом void lcdEvent(void); // Обработчик событий от шилда void setup(void) { myservo.attach(9); // указать, что сервопривод на 9 линии lcd.init(); // инициализация lcd } void loop(void) { } void lcdEvent(void) { switch (lcd.event.code) { case InteLCD::FIELD_UPDATED: // если обновлено поле 0 формы 1 if (lcd.event.formid == FORM_SERVO && lcd.event.fieldid == FIELD_SERVO) { // установить позицию сервопривода в соответствии // с полученным от поля ввода значением myservo.write(lcd.event.arg[0]); // подождать пока сервопривод примет нужное положение delay(15); } break; } }
Напоследок
По моим представлением DIY электроника должна развиваться в сторону наибольшей модульности, где каждый модуль предельно прост и закончен. Тогда, как из разнообразных деталей Lego ребенок возводит свой игрушечный замок, пользователь по кирпичикам должен собирать свое устройство, но без использования молотка и напильника. Мой шилд — небольшой шаг в этом направлении.
Буду рада услышать ценные советы и понять, кому же ещё кроме меня не достаёт такой полезной штуки.
