Physical Computing: een introductie /reageer

Zelf een computer maken

Het interessante aspect van Physical Computing komt om de hoek kijken als het niet gaat over het uitrusten van een normale computer met allerlei sensoren, maar als in plaats hiervan kleine, specifieke computertjes worden ingezet - bijvoorbeeld een microcontroller. Een microcontroller is in feite een kleine computer in een chip, maar dan een stuk beperkter dan de normale PC op het bureau: een microcontroller kan niet worden aangesloten op een beeldscherm, je kunt er geen toetsenbord of muis aan hangen, de reken- en opslagcapaciteit is beperkt, en vaak moet je behoorlijke moeite doen om de chip sowieso iets te laten doen.

Maar door de opkomst van het Physical Computer fenomeen, en de wens op computers beter aan te sluiten op onze analoge wereld, verschijnen er makkelijke uitprobeerplatformen waarmee het relatief simpel is om je eigen computer(tje) te bouwen. Een voorbeeld hiervan is de Arduino.

Arduino

de Arduino hardware Arduino is de naam van de hardware, maar ook van de bijbehorende ontwikkelomgeving. De hard- en software zijn Open Source, hetgeen inhoudt dat anderen ermee mogen doorontwikkelen en ook dat je er, afgezien van de materiaalkosten (een kant-en-klare Arduino kost ongeveer 30 euro), gratis mee aan de slag kunt.

De Arduino-hardware bestaat uit een printplaatje met daarop een microcontroller, wat extra electronica, een USB-aansluiting om het geheel via een PC of Mac te besturen, en vooral veel in- en uitgangen. Die laatsten zijn de koppeling tussen de microcontroller en de echte wereld. Hiermee kan je een signaal, zoals lichtinval, vertalen naar een invoer voor de microcontroller, om vervolgens iets met die invoer te doen: hoe lager de lichtinval, hoe feller je een lampje — dat op één van de uitgangen is aangesloten — laat branden, bijvoorbeeld.

Ook via Bluetooth

In plaats van een Arduino met USB-aansluiting kan je ook een iets duurdere uitvoering kopen die met de computer communiceert via het draadloze Bluetooth-protocol. Het grote voordeel hiervan is dat je geen fysieke verbinding, via een kabel, hoeft te maken om de Arduino te programmeren of om het apparaat uit te lezen. Hierdoor kan de Arduino makkelijker in een behuizing ingebouwd worden, of op een plek waar je niet makkelijk met een kabel kunt komen.

Om zoiets voor elkaar te krijgen moet je de microcontroller programmeren. Hiermee kan je de microcontroller precies laten doen wat jij wilt: meet de invallende lichtwaarde, en bepaal aan de hand daarvan de lichtsterkte van een lampje dat je op een uitgang hebt aangesloten. Je moet er wel rekening mee houden dat de Arduino, afgezien van een ingebouwd LED-lampje, geen andere elektronica bevat die je kunt aansturen of uitlezen; die moet je zelf kopen. Vaak gaat het om goedkope sensoren van hooguit een euro per stuk, maar het is ook mogelijk uitgebreide sensoren te kopen voor b.v. GPS-ontvangst.

Het programmeren gebeurt op de computer die je op je bureau hebt staan, in een ontwikkelomgeving die specifiek ontworpen is met het doel het programmeren zo makkelijk mogelijk te maken. Maar ondanks dat ontkom je er niet aan een programmeertaal te moeten leren.