Inspirace

Jak si vyrobit bouřkový mrak

18. srpen 2016 četba na 7 minut

Foto: youtube

Nejen bouřkový mrak. Open source hardware umožňuje komukoliv vyrobit si téměř cokoliv – třeba i postel, která tweetne, jak se člověk vyspal. Kromě toho ale open hardware také může výrazně pomoci zpřístupnit praktické předměty, které jsou v chudších regionech nedostupné.

Mám to štěstí, že studuji obor, který studuji. Z mnoha důvodů. Jedním z nich je i povinný předmět s názvem „Virtuální realita na internetu". Pod mnoho neprozrazujícím názvem se ale skrývá dvoudenní workshop open hardware – dva dny hraní si s platformou Arduino a práce na vlastním projektu.

Já a můj tým jsme se rozhodli zpracovat interaktivní bouřkový mrak, který bude fungovat jako ekvalizér – reagovat na různou úroveň hluku různým vzorcem blikání. Inspiraci jsme našli zde:
#youtube|jS7VtlGvQDw.#

Zpočátku šlo všechno jako na drátku. Tělo mraku jsme vyřezali z polystyrenu, polepili nejlevnější vycpávkou do polštářů z IKEA a zavěsili na kovovou konstrukci z drátěného ramínka. Teď už zbývala „jen" ta podstatná část: zapojit mikropočítač, spoustu kabelů a světýlka, a především – celou věc naprogramovat.

Vypadalo to hodně jednoduše. Při pokusném zapojení základního obvodu se nám podařilo rozblikat LEDku téměř okamžitě, čímž naše programátorské sebevědomí narostlo minimálně do lehce pozitivních hodnot. Bohužel tím naše úspěchy na poli programování skončily. A to na hodně dlouho. Přece jen, možná jsme pro začátek mohli zvolit o něco méně komplexní projekt…

Druhým zásadním problémem se ukázalo být pájení, respektive připájení drobných objektů na ještě drobnější plošky bez toho, abychom při tom jako vedlejší produkt vyrobili armádu mikroskopických, leč přesto viditelně invalidních cínových vojáčků. Jsou dovednosti, které už se dnes ve školách prostě neučí.

Jsou dovednosti, které už se dnes ve školách prostě neučí.

Nakonec se ale vše v dobré obrátilo. Druhý den po obědě a několika záchvatech absolutního zoufalství se na „náš" kód podíval někdo, kdo umí víc než jen rozblikat diodku, a zařídil, že mráček začal dělat přesně to, co měl. Zbytek dne jsme pak strávili na střídačku na toaletě – v jediné místnosti, kde bylo možné vytvořit absolutní tmu a užít si tak blikání mráčku naplno.

Za vším hledej… Arduino

Za to, že mráček nakonec blikal, mohl nejen můj přítel programátor, ale především malý počítač – Arduino. Otevřená elektronická platforma, založená na uživatelsky jednoduchém hardwaru a softwaru.

Arduino vzniklo v roce 2005 jako projekt s cílem vytvořit jednoduchou prototypovací platformu pro studenty, která umožní rychlý vývoj a jednoduché používání. Pomocí celé řady vstupů a senzorů je schopné vnímat okolní prostředí a prostřednictvím spotřebičů (LED světel, reproduktorů aj.) na ně reagovat.

Mikroprocesor na desce Arduina se programuje pomocí speciálního programovacího jazyku ve vlastním Arduino vývojovém prostředí. Jednotlivé díly, vstupy a spotřebiče se dají jednoduše skládat (téměř jako lego) a zapojovat, software pro naprogramování je open source a existuje celá řada návodů, jak s Arduinem začít. Pro ty, kteří by si na něj ze začátku netroufli úplně sami, nabízí workshopy PROJECT: Arduino Paralelní Polis.

Od softwaru k hardwaru

„Open source" doslova znamená, že je zdrojový kód otevřený, tj. přístupný uživateli nejen k nahlédnutí, ale také k nejrůznějším změnám. Otevřený však znamená nejen technickou dostupnost kódu, nýbrž také jeho dostupnost legální.

Myšlenka open source začala jako reakce vývojářů softwaru na to, že jimi stvořený kód se automaticky stával majetkem společnosti, která jej rozvíjela. To znamenalo nejen to, že si uživatelé museli daný software kupovat, ale měli také velmi omezený přístup k jeho kódu, tj. například k opravování jeho chyb či k vylepšování jeho funkcí. Otevřený model měl umožnit komukoliv podílet se na vývoji a zlepšování softwaru, s kódem a konečným výsledkem, který je zdarma k publikování.

Otevřený nebo-li open source hardware je obdobou otevřeného softwaru. Stejně jako v případě softwaru se kolem něj sdružuje uživatelská komunita, které umožňuje jeho stálé vylepšování, ale také další větvení. Díky novým technologiím jsou náklady potřebné na výrobu čím dál tím nižší a výroba sama o sobě mnohem jednodušší. Stejně jako jsme my byli schopni si s minimální znalostí programování, ale expertními dovednostmi v hledání na Googlu a webu Stack

Overflow naprogramovat interaktivní mrak, může si dnes každý vyrobit téměř cokoliv – od požárního hlásiče přes bezdrátový teploměr do bazénu až po postel, která tweetne, jak se dotyčný vyspal, nebo zámek na dveře, který odemkne psí zaštěkání.

Díky novým technologiím jsou náklady potřebné na výrobu čím dál tím nižší a výroba sama o sobě mnohem jednodušší.

Kromě řady více či méně užitečných doplňků do domácnosti může open hardware výrazně pomoci zpřístupnit praktické předměty, které jsou v chudších regionech nedostupné nebo přinejmenším nesmírně drahé.

Za všechny projekty jmenujme opensourceecology.org a jejich Global Village Construction Set, modulární systém, který umožňuje vyrobit si až 50 různých strojů a zařízení pro dopravu, zemědělství, výrobu energie či stavbu. Projekt je zatím na počátku, nejrůznější propagační akce a prototypy však naznačují, že by se jej mohlo podařit dovést do zdárného konce. Minimálně je již nyní inspirací pro celou řadu menších projektů.

Další oblastí, kde může volně šiřitelný hardware výrazně pomoci, je zdravotnictví a následná péče, konkrétně např. vývoj a volná distribuce plánů na protetické pomůcky.

Co všechno jsme letos vytvořili na dvoudenní dílně

Theremin

Autor: Archiv

Theremin je elektronický hudební nástroj, na který se hraje bez doteku. Uživatel může pomocí rukou zvyšovat frekvenci a tempo tónu, který přístroj vydává, a tím vytvářet melodii.

Píp Šou (Tweetující ptačí krmítko)

Autor: Archiv

Jde o dřevěné krmítko z palet a se zelenou střechou, které má v sobě zabudované Raspberry Pi, jež ve chvíli, kdy se spustí infračervený senzor, udělá fotku. Idea je jednoduchá: pták přiletí na krmítko, IR senzor zaznamená aktivitu v krmítku a spustí zabudovaný fotoaparát a (prozatím) uloží fotku na SD kartu. Do budoucna plánují připojit budku k internetu tak, aby budka fotku krmícího se ptáčka rovnou poslala na Twitter.

Stormcloud

Autor: Archiv

Nadýchaný mráček z polystyrenu, který má v sobě zabudované Arduino, mikrofon a několik LED žárovek. V závislosti na hlasitosti hudby (ideálně třeba zvuků deště) bliká v nejrůznějších cyklech a simuluje tak bouřku.

Projekt Bio Sound (Tweetující kytka)

Autor: Archiv

Květina, která slouží jako generátor vzruchů, je napojena na Arduino a signály jsou syntetizovány do zvuků. Květina se tak stává hudebním nástrojem, jehož hudební produkce je do jisté míry náhodná.

Drawbot

Autor: Archiv

Drawbot je vlastně vertikální plotter (grafické výstupní zařízení počítače), ovládaný pomocí dvou joysticků. Motorky v rozích ovládají pomocí vlasců fix podle toho, jak uživatel naklání joysticky v rukou.