<<

27.10.2018

>>

Syksy painaa jo päälle kovalla voimalla, mutta olen sentään hyvässä - jopa kuninkaallisessa - seurassa täällä Porin Vähärauman Tekunkorvessa. Nykytekniikka sallii toisinaan vähävaraisenkin henkilön toteuttaa unelmiaan ja saada innostavia onnistumisen elämyksiä. Ainakin jos onni on myötä.

Arduino d'Ivrea (vapaasti kääntäen Arduino Ivrealainen) oli Italian kuningas noin tuhat vuotta sitten. Enkuksi hänestä kertoo Wikipedian sivu Arduin of Ivrea.

Ohessa kuvatun kovin suositun Arduino (Uno) -mikrokontrollerikortin taustalla on samanniminen ivrealainen baari ja tietotekniikkafirma Olivetti. Arduino -mikrokontrollerikortin konsepti kehitettiin Italiassa koulutuskäyttöön vuonna 2005. Kortti on tosin sittemmin kehittynyt. Unossa FT232-piirin tilalla on 1602-tyypin mikrokontrolleri hoitamassa yhteyksiä ulkomaailmaan. Arduino Uno -mikrokontrollerikortti on varsin helppo ottaa käyttöön esim. läppärin ja USB A-B johdon kanssa (laitekaapeli). Ohjelmointiympäristö löytyy netistä.

Prosessorina siinä on Atmel megaAVR-sarjan ohjain, Unossa ATmega 328. Ohjain sisältää mm. omaa muistia, useampaakin lajia. Flash-muistissa on bootloader, ohjelma joka huolehtii kortin toimintojen käynnistämisestä. Tuo mikrokontrollerikortti toimii miellyttävän pienellä sähkövirralla, lepotilassa noin 40 mA. Ohessa se saa sähkönsä tietokoneesta USB-liitännän kautta, eikä tarvitse muuta teholähdettä. Paristokäyttö on realistista ellei oheislaite vaadi paljon sähköä. Jos sähköä ei saa tietokoneesta niin voi käyttää ulkoista 7 ... 12 V virtalähdettä jonka kortti reguloi 5V tasolle.

Aito ja alkuperäinen italialainen Arduino Uno -kortti maksaa vain muutaman kympin ja halvempiakin vaihtoehtoja löytyy mm. kiinalaisista kopioista. Kopioiden yhteensopivuus ei tosin ehkä ole täydellinen. Samasta sarjasta löytyy tarvittaessa myös suorituskykyisempiä kortteja, jos vääntö sattuisi Unosta loppumaan. Merkkiä ei siis tarvitse vaihtaa kovinkaan herkästi.

Lisävarusteiden kanssa tuollainen pieni mikrokontrollerikortti saattaisi pystyä ohjaamaan melko monimutkaistakin laitetta. Sitä ohjelmoidaan eräänlaisella C++ ohjelmointikielen versiolla. Mahdetaanko mikrokontrollereitakaan enää ohjelmoida suoraan assemblerilla? Digitaalisia lähtöjä/tuloja on 14 kpl, D0 ... D13. Lisäksi A0 ... A5 toimivat myös analogisina. Multipleksattu A/D-muunnin mahdollistaa analogia-digitaali-muunnokset. Ulkopuolisia väyliä on useita. Peruskäyttöä voi aloitella USB-liitännän kautta joka tarjoaa myös käyttöjännitteen. Kehittyneempään käyttöön on tarjolla ICSP-liitäntä (In-Circuit Serial Programmer).

Mutta ei tässä kaikki. Ohjelmoivalle ja itsekseen rakentaa väkertevälle opiskelija-proletariaatille on tarjolla vieläkin hehkeämpiä pakkauksia oleellisesti samassa kukkaroystävällisessä hintaluokassa. Nimittäin Raspberry Pi joka tosiaan on täysiverinen tietokone, joskin minikoossa.

Tuo englantilainen nimi "Pi" yleisesti lausutaan [pai] niinkuin "Pie" eli piirakka, joten tavallaan Raspberry Pi on nimeltään vadelmapiirakka. Vaikka se toinen, ehkä paremmin tunnettu "Pi", eli kreikkalainen kirjain π on kylläkin 3,14159265... ja niin edelleen, jatkuen äärettömyyteen.

Minun oma Raspberry Pi -korttitietokone-projektini on vielä vaiheessa, mutta ehkä se vielä joskus maaliin saakka pääsee. Tietokonekortti pystyy suoraan ohjaamaan näyttöä sekä lukemaan näppistä ja hiirtä, sekä liittyy Ethernet-verkkoon. Kovalevyä siinä ei sentään ole, mutta USB-muistitikkujen pitäisi toimia. Minulla on käyntiin pääsemisessä taloudellisia hidasteita, mutta onnella niistä voi selviytyä.

Sinänsä Raspberry Pi olisi helpoimpia tapoja aloittaa Linux-käyttöjärjestelmän käyttö. Sellainen sen sisällä nimittäin pyörii, joskin eri nimellä. Sisältä löytyy mm. helppokäyttöinen Python.

Yliopistossa Linux asennettiin Windows-koneessa pyörivälle virtuaalikoneelle. Sellaisella ratkaisulla varmaan on etunsa. Esimerkiksi virtuaalikoneen sisällä saa tapahtua melkein mitä tahansa ilman että se vaikuttaa Windows-emokäyttiksen toimintaan. Sen Linux-asennuksen olisi periatteessa voinut kopsata muistitikulle ja siirtää oman koneen virtuaalikoneeseen. Omissa läppäreissä on kuitenkin vain 4 Gt muistia, joka voisi käydä erittäin vähiin kahden samanaikaisesti pyörivän käyttöjärjestelmän ja virtuaalikoneen kanssa. Linux sinänsä on aivan kiintoisa järjestelmä ja vaikuttaa graafisena yhtä helppokäyttöiseltä kuin Windows. Yliopiston koneissa taisi olla peräti 32 Gt muistia, joten siellä tuollainen ratkaisu skulaa.

Kameran lisääminen Raspberryyn on varsin helppoa. Prosessori on tehokas. Kortista pystyisi helposti kehittämään kännykkäkamera -tasoisen valokuvauskoneen. Virtaa laite tosin kuluttaa melko reippaasti, joten paristoilla käyttö olisi aika hankalaa. Verkkovirtalaite on tarpeellinen. Raspberry lämpenee käydessään havaittavasti.

Raspberry Pi -korttitietokone ei siis vielä minulla toimi Tekunkorvessa, mutta pystyyhän vastaavasta kortista saamaan käytännön praktiikkaa Porin yliopistokeskuksessa kurssilla "Sulautetut järjestelmät", jossa tällaisia kortteja opetellaan käyttämään. Jos kovasti rikastun, niin pystyn hankkimaan USB-liitäntäisen näppiksen ja ehkä omakin projekti nytkähtää tosissaan eteenpäin. Käyttöjärjestelmän asennus verkosta minimalistisen kokoiselle 8 Gt muistikortille on edessä ensimmäisenä.

Kuvittelen että vanhalle VGA-näytölle sopiva liitäntäkaapeli ja ällistyttävän pienelle mikroSD-kortille sopiva USB-liitäntäinen lukulaite ovat jo löytyneet. Kaikki yllä olevassa Raspberry Pi:n kuvassa esiintyvä rekvisiitta on ollut saatavissa Porissa, TEKNIK MAGASINET -liikkeessä Puuvillan kauppakeskuksessa. Hyvä Pori!

Tällaisia kortteja voisi periaatteessa käyttää ohjaamaan mm. aurinkogeometriasimulaattoria jonka rakennetta olen aiemmin hahmotellut. Se olisi laite jolla voi testata peiliaurinkokelloa. Niin ja sähkömekaanisen astronomisen kellon ohjaukseen korttitietokone sopisi myös kuin nenä päähän. Niin ja tietysti mikrokontrollerikortti soveltuisi ohjaamaan jalustalle asennettua tähtikaukoputkea. Tosin kauas on tunnetusti pitkä matka ja ongelmana on ennen kaikkea hyvä mekaniikka.

Tällaisen hienon tekniikan täytyy ehdottomasti olla kunniallisen ja sivistyneen mikrovaltiomme ydinosaamista. Joten innolla ja antaumuksella etenemme tällä saralla. Ja täytyyhän näitä juttuja voida harjoitella myös omatoimisesti. Emme voi jättäytyä pelkästään yliopiston varaan. Niinpä omat laitteet ovat ratkaisevan tärkeitä jatkokehittelyn kannalta. Junahan ei voi pysähtyä tähän.

Jos onni on myötäinen ja rouva Fortuna suosiollinen niin mikrovaltiomme tulevaisuus saattaa olla myös elektroninen ja ohjelmallinen.

Toki myös materiaalit, rakenteet, mekaniikka, laitteet ja mekanismit edelleen ovat tärkeitä.

Pieni on kaunista! Yksinkertainen on hyvää!

Eläköön 1000 vuotta kuolemansa jälkeen uudelleensyntymän ja reinkarnaation kokenut Italian kuningas Arduino!

Mikrovaltio Myllynsaaren hallitsija
Sameli IV "Julkea"



Valikko
Pääsivu