Как сделать гаджет в домашних условиях
Сегодня мы поговорим о том, как решить проблему разработки первого работающего прототипа портативного электронного устройства. Безусловно, за любым продуктом стоят сотни дизайнеров, инженеров, а также мощная технологическая платформа. Но в последнее время ничуть не меньшее значение приобретает и платформа социальная, а именно взаимодействие между разработчиками из различных сфер и обмен опытом. Именно такое сочетание технологической и социальной платформ в сентябре 2014 года предложила разработчикам умных носимых устройств и встраиваемой электроники компания MediaTek. Причём, не только разработчикам-профессионалам, но и любителям-энтузиастам.
Как и следует из названия, далеко не все проекты в состоянии преодолеть этот период в своем развитии – из-за массы мелких и не очень проблем, с которыми разработчики сталкиваются просто из-за отсутствия опыта. Образная Долина Смерти просто усеяна виртуальными «скелетами» всевозможных задумок в области информационных технологий, которые, увы, так и «не взлетели». Путей преодоления этого обязательного кризиса развития несколько. Кому-то везет найти инвестора, готового верить в продукт и не ожидать моментальной выгоды, кто-то заручается поддержкой влиятельной корпорации, все чаще финансирование добывается методом краудфандинга.
Если мы говорим о технологических новинках, есть один фактор, который резко, буквально в разы увеличивает шанс получить финансирование из какого-либо источника. Это рабочий прототип. Именно он – связующее звено между идеей и первым заказом партии на азиатской (или, может быть, даже российской) сборочной фабрике.
Сегодня мы поговорим о том, как решить проблему разработки первого работающего прототипа портативного электронного устройства. Именно в этой сфере сейчас происходит настоящая революция: рынок персональных мониторов состояния здоровья, умных часов, объектов электронных хобби вроде миниатюрных дронов управляемых со смартфона растет в несколько раз ежегодно. И место на этом рынке есть не только для гигантов вроде Google, Samsung или Apple.
Безусловно, за любым продуктом стоят сотни дизайнеров, инженеров, а также мощная технологическая платформа. Но в последнее время ничуть не меньшее значение приобретает и платформа социальная, а именно взаимодействие между разработчиками из различных сфер и обмен опытом. Именно такое сочетание технологической и социальной платформ в сентябре 2014 года предложила разработчикам умных носимых устройств и встраиваемой электроники компания MediaTek. Причём, не только разработчикам-профессионалам, но и любителям-энтузиастам. В том числе тем, кто не имеет сколько-нибудь значимого опыта в проектах и только-только начинает пробовать свои силы.
Новый проект носит название MediaTek Labs. Цель программы – максимально упростить процесс создания устройств классов «носимая электроника» и «интернет вещей». Программа MediaTek Labs состоит из трех частей: аппаратного комплекта разработчика «железа» LinkIt ONE, набора инструментов по разработке ПО (SDK) и сообщества разработчиков, поддержку которых MediaTek осуществляет как в порядке консультаций, так и в виде прямого партнерства. Разберем каждый компонент MediaTek Labs подробнее.
Сообщество разработчиков, портал MediaTek Labs, – центральный узел всей экосистемы техноинкубатора. Именно здесь разработчик получит всю необходимую информацию о том, как начать свой проект в области носимых гаджетов или «интернета вещей». Документация, инструкции, примеры машинного кода, обучающие программы – полезную информацию найдет для себя как начинающий энтузиаст, так и опытный профессионал-разработчик. Проекты, которые докажут свою жизнеспособность, также получат консультации, направленные на монетизацию и построение бизнес-процессов. А избранные разработчики самых перспективных проектов даже могут стать полноправными прямыми партнерами MediaTek при реализации своих идей. MediaTek также регулярно проводит конференции и семинары, доступ к которым также открыт для всех участников MediaTek Labs.
Аппаратная платформа, работать с которой предлагается в среде MediaTek Labs, – это «система-на-чипе» MediaTek Aster (MT2502) с модулями Wi-Fi (MT5931) и GPS (MT3332). Она построена с использованием ARM7-архитектуры и имеет на 37% меньшую площадь, чем решения конкурентов. В MediaTek выбрали вполне определенную нишу для устройств, которые можно создавать на базе данной микросхемы. Умные часы, треккеры состояния здоровья, системы видеонаблюдения и оповещения – все области применения, где требуется достаточно развитый функционал, но невысокая стоимость решения и энергоэффективность. Комплект LinkIt ONE, который включает чипсет, аккумулятор и набор антенн можно приобрести всего за 79 долларов.
SDK, набор средств для создания программного обеспечения, включает открытую операционную систему реального времени LinkIt и полный набор интерфейсов, стеков аппаратных протоколов и фреймворков для работы с чипсетом. А еще LinkIt One поддерживает язык программирования, который используется в разработках на платформе Arduino; это весьма ощутимо расширяет возможности разработчиков, которые уже имели опыт с этой популярной платформой. Также LinkIt SDK позволяет взаимодействовать с подключенной платой Arduino, что делает возможным удобную работу с внешними сенсорами в проекте.
Разработчики могут предложить любой продукт на любой стадии разработки для MediaTek Labs. Естественно, при этом должен использоваться чипсет и программный SDK MediaTek. Для того, чтобы попасть в сам каталог, потребуется бесплатно зарегистрироваться (как частное лицо либо компания) в техноинкубаторе MediaTek Labs и описать свой проект: платформу, тип устройства, опыт разработки и так далее. MediaTek обещает рассмотреть каждую заявку и в случае, если проект перспективный, максимально содействовать его реализации.
Таким образом, MediaTek Labs предоставляет уникальную (аналогов нет и не предвидится!) на современном рынке возможность начать разработку высокотехнологичного устройства, такого, как носимый гаджет или объект «интернета вещей», не вкладывая практически ничего, кроме своего времени и идей. Документация, поддержка коллег и специалистов, удобная аппаратная платформа – все эти инструменты сейчас доступны любому буквально в пару кликов. Причем не только профессионалам, но и начинающим любителям-энтузиастам.
Вокруг нас становится всё больше «умных» устройств — чайники мигают подсветкой в такт музыке, роботы-пылесосы составляют карты квартир, холодильники напоминают о заканчивающемся молоке. Сенсорные панели заменяют механические кнопки и крутилки в микроволновках и автомобилях.
Беспроводными интерфейсами обзаводятся велосипедные насосы, кроссовки и сковородки. На зарядку приходится ставить всё новые и новые предметы.
Что такое «умные вещи»
Определение «умный», так полюбившееся маркетологам, это дословный перевод английского слова smart. Слово smart означает, что в устройстве используется маленький процессор — микрочип, который управляет основными функциями или добавляет новые.
В старой бытовой технике использовались сложные механические программаторы, поэтому даже навороченная стиральная машина с двумя десятками режимов работы, сигнализацией протечки и таймером включения не могла называться «умной». Зато кроссовки, которые считают шаги встроенным электронным сенсором, — это пример умного устройства.
Именно микроконтроллер, маленький кусочек кремния, переводит вещь в разряд умных.
Часто мы даже не задумываемся, что в привычных инструментах вообще есть электроника. Например, в дрелях и аккумуляторных отвёртках всё чаще применяют бесколлекторные двигатели. Они высокооборотистые, мощные и лёгкие, но не могут работать без электронного контроллера. Если подать на него электричество напрямую, ничего не произойдёт — двигатель вращаться не будет. Нужен чип, который займётся переключением катушек мотора.
Поэтому если у вас инструмент с бесколлекторным двигателем, можете гордо называть его «умным». Рекламщики часто так и делают.
Разумеется, если в устройстве уже есть микрочип, возникает желание добавить новые функции. Например, собрать статистику использования или заменить механическое управление программным.
Как сделать умное устройство
Сделать умное устройство своими руками совсем не сложно. Электронные метеостанции или системы полива домашних растений собирают даже школьники — на уроках технологии и в кружках робототехники. Главное — выбрать платформу, на которой будет работать устройство. Вариантов много, поэтому расскажу о трёх наиболее популярных решениях: micro:bit, Arduino и Raspberry.
micro:bit
Платформа разработана компанией BBC для использования в школах и колледжах.
Micro:bit — краеугольный камень образовательной стратегии британской компании под названием «Make it Digital». Основная цель — увлечь школьников высокими технологиями и показать, что не боги гаджеты собирают.
Плата интерактивна и проста в освоении — знакомство с micro:bit можно начинать с семи лет. 25 ярких светодиодов, программируемые кнопки и встроенный набор датчиков позволяет создавать гаджеты даже не покупая дополнительные модули. Несколькими строками программного кода плата превращается в электронную игру, шагомер, часы или компас.
Для самых маленьких пользователей предусмотрен графический язык. Программа составляется из отдельных блоков и элементов. Всё предельно просто и наглядно. Блоки можно перенести и соединить друг с другом парой щелчков мыши.
Для более опытных программистов сделаны редакторы кода JavaScript и Python.
Чтобы подключить другие электронные модули — цифровые сенсоры, кнопки, моторчики — понадобятся провода с «крокодилами» или четырёхмиллиметровыми штекерами. Для micro:bit выпускаются платы-дополнения, но их цена уже откровенно не радует, зачастую они дороже самого микрокомпьютера.
Достоинства:
— простота освоения
— доступная цена оригинальной платы
— интерфейс на русском языке
Недостатки:
— редко встречается в российских магазинах
— высокая цена дополнительных модулей
Arduino
Сегодня это самая популярная в России платформа любительской электроники.
Первая плата Arduino появилась в Италии почти двадцать лет назад. Молодой преподаватель Института Дизайна Массимо Банци заметил, что у студентов множество интересных идей, но все они остаются на бумаге. Создать электронный проект слишком сложно — приходится месяцами возиться с технической документацией, вникать в тонкости низкоуровневого программирования и покупать специальное оборудование. Естественно, никто с этим не связывался.
Поэтому Массимо создал предельно простую плату. Взял популярный микроконтроллер, который производился в соседнем городе, добавил необходимую обвязку — стабилизатор питания, разъёмы, светодиодные индикаторы и чип, который позволял программировать плату с любого компьютера.
Инструменты для программирования разработали аспиранты Банци — они взяли за основу популярный C++ и адаптировали язык для работы с платой. Получилось мощное и универсальное решение.
Все материалы — принципиальные и производственные схемы, макеты, библиотеки и программный код — Массимо Банци выложил в открытый доступ. Делать свои собственные платы Arduino мог любой желающий. Моментально появились китайские клоны и началась настоящая ардуиномания.
Плату стали использовать в проектах домашней автоматизации и приспосабливать к электронной одежде. Развлекательные проекты — роботы-бармены и ретро-игры — шли вперемешку с самодельными станками и 3D-принтерами. Платформа побывала на дне океана и даже стала основой для любительских спутников ArduSat.
Но главное, все эти проекты следуют открытой идеологии Arduino — авторы выкладывают всю документацию и программный код в свободный доступ. Поэтому, если захотите собрать умную теплицу, робот-пылесос или лазерную игрушку для кошек, введите эти слова в поиск и добавьте "на arduino". Наверняка найдёте несколько вариантов, которые сможете использовать в качестве основы своего проекта.
Философия Arduino состоит в том, что если вы захотите научиться электронике, вы сможете изучать ее уже с первого дня, вместо того, чтобы сначала учиться алгебре.
Дэвид Куартилльз, инженер по телекоммуникациям Arduino
Достоинства:
— большое количество опубликованных проектов
—доступные дополнительные модули
—низкая цена на китайские аналоги
Недостатки
— проблемы с совместимостью модулей разных производителей
— высокая цена на оригинальные итальянские платы
— сложность программирования на C++
Raspberry
Пара предыдущих платформ назвать компьютерами язык не повернётся — чтобы их программировать понадобится обычный десктоп, ноутбук или планшет. Но Raspberry — совсем другое дело.
Raspberry Pi 4 — это уже полноценная замена компьютеру на Linux. На плате размером с банковскую карту поместился четырёхядерный процессор, от 1 до 4 Гигабайт оперативки и видеокарта для подключения двух мониторов и работы с 4К видео. На борту платы предусмотрен беспроводной модуль Wi-Fi/Bluetooth и полноценный гигабитный Ethernet, чтобы подключиться к сети на высокой скорости.
Операционная система Raspbian — она построена на базе популярной версии Linux Debian — загружается с SD-карты. Это сделано, чтобы вы не боялись экспериментировать с настройками системы. Если что-то пойдёт совсем не так, всегда можно перезаписать карточку заново. Это намного быстрее, чем переустанавливать систему заново, на всё уйдёт меньше десяти минут.
Вычислительные ресурсы платы позволяют использовать Raspberry как web-сервер, сетевое хранилище или домашний медиасервер. Компьютер справится с записью видео, эмуляцией классической игровой консоли или распознаванием лиц.
У Raspberry есть то чего нет у других компьютеров, ноутбуков или мобильных устройств — это пины GPIO. Так называются контакты для подключения электронных модулей. Именно они позволяют Raspberry выйти за рамки простого программирования и превратиться в интерактивный гаджет.
Основной язык для проектов на Raspberry — Python. Он намного проще ардуиновского С++ и сейчас завоёвывает популярность в новых областях IT. Он пригодится для работы с базами данных, разработки web-сервисов и анализа BigData.
Достоинства:
— полноценный компьютер размером с банковскую карточку
— разработка на языке Python
— возможность управления другими платами
Недостатки:
— высокая цена
— для работы с платой необходим HDMI-монитор, клавиатура и мышь
Какую платформу выбрать
Всё определяется задачами. Для первого знакомства с миром программирования, если вы ещё ходите в школу или организуете кружки робототехники, я рекомендую платформу BBC micro:bit. Продуманная, сбалансированная, с наглядным редактором кода и большим количеством игровых проектов — она отлично подходит для работы с детьми.
Если вы хотите добавить капельку интеллекта своей теплице или одежде, следует остановиться на Arduino. Вероятней всего, даже программировать не придётся — подходящий проект можно будет найти и скачать в интернете.
Хотите освоить web-программирование, потоковую обработку видео или познакомиться с Linux — выбирайте Raspberry.
Энтузиасты часто собирают средства на Kickstarter и других краудфандинговых ресурсах. Россияне ищут деньги в основном на связанные с созданием программного обеспечения проекты, а новыми устройствами занимаются люди из США, Азии или даже из Западной Европы. Хотя у нас немало талантливых специалистов, разрабатывать электронику в России сложно из-за отсутствия доступа к ключевой элементной базе. Где взять комплектующие? Как собрать прототип и заставить его работать? Кто сможет дать правильный совет и указать на ошибки (которые обязательно будут)? В Америке и Азии с этим проще — там есть развитые сообщества технарей, а почта работает быстро. Отечественные энтузиасты, что называется, варятся в собственном соку. Комплектующие приходится заказывать в Китае и стоят они, зачастую, недешево. А скорость работы «Почты России» давно стала излюбленной темой анекдотов у любителей интернет-покупок в зарубежных магазинах.
Краудфандинг пользуется огромной популярностью у энтузиастов — потенциальные пользователи и заинтересованные в успехе проекта компании охотно выделяют средства разработчикам. Создателям основанного на чипсете MediaTek MT6572 наручного смартфона Omate TrueSmart удалось собрать на Kickstarter более миллиона долларов. К моменту запуска кампании по сбору денег у разработчиков уже был работающий прототип устройства.
Инициатива тайваньской компании-чипмейкера MediaTek должна объединить усилия любителей и профессионалов, стерев границы между ними максимально простым и изящным способом. Запущенная в сентябре 2014 года программа MediaTek Labs помогает сфокусированным на интернете вещей и носимой электронике людям со всего мира создавать совместные проекты в области гаджетов. К началу декабря в ней уже зарегистрировалось несколько тысяч пользователей, примерно пятая часть из которых живет в России и Восточной Европе. MediaTek Labs обеспечивает разработчиков всей необходимой информацией и ключевыми компонентам для проектирования конечных устройств. А самое главное — она позволяет собрать интернациональную команду таких же энтузиастов, чтобы создать законченный продукт, запустить его в серийное производство и зарабатывать на этом деньги. Здесь же можно найти инвестора, притом, без долгого краудфандинга.
Компания MediaTek является вторым по величине в мире разработчиком чипсетов для смартфонов: в 2013 году в мире было продано более 200 миллионов смарфонов с чипсетами от MediaTek. В сегменте решений для цифровых телевизоров у MediaTek второе место в мире, а на рынке электронной начинки для приводов оптических дисков (CD/DVD/Blu-ray) — первое в мире. Ее компоненты используются в продуктах Sony, LG, Motorola, Lenovo, Meizu и HTC.
Проблему с доступом к необходимым электронным компонентам в MediaTek Labs решают с помощью аппаратного комплекта разработчика (Hardware Developer Kit), который можно приобрести за $79. В состав LinkIt One входит система-на-чипе MediaTek Aster (MT2502), основанная на ядре ARM7 и оснащенная модулями Wi-Fi (MT5931) и GPS (MT3332), а также встраиваемая операционная система реального времени LinkIt. В HDK есть средства для добавления сенсоров и другие аппаратные решения, необходимые создателям электронной начинки умных часов или, скажем, квадрокоптера.
Но самое главное, MediaTek Labs поможет вам собрать команду разработчиков: на форумах присутствуют программисты, инженеры, специалисты в области моделирования и т. д. и т. п. Обратиться с предложением о сотрудничестве можно к кому угодно, даже если у вас есть только идея проекта и полностью отсутствуют технические знания. Место жительства участников команды не имеет значения — лишь бы они владели английским на уровне, достаточном для обсуждения технических вопросов. Хотя в MediaTek Labs есть сотни людей из России и стран СНГ, так что серьезных языковых проблем не будем, даже если иностранными языками вы не владеете.
Аналогов экосистемы для разработчиков MediaTek Labs в мире просто нет. По крайней мере, нам о них ничего неизвестно. Samsung, Intel и Qualcomm предлагают подобные программы, но ни одна из этих компаний не ориентируется на энтузиастов и разработчиков-одиночек. Им интересно сотрудничать или с крупными вендорами, или со студентами специализированных вузов, или с профессионалами, имеющими большой опыт работы и портфолио проектов. Создать же полностью открытый, доступный любому желающему (вне зависимости от опыта и знаний — пусть их даже не будет вообще!), а, самое главное, бесплатный «техно-инкубатор» в области портативной электроники пока догадались только в MediaTek. Какие проекты родятся внутри этого виртуального коворкинга «железячников» пока неизвестно — программа только-только стартовала — но мы наверняка скоро о них услышим.
«Мастер-класс «Гаджет своими руками».
Цели мастер-класса:
- ограждать детей от гаджетов (телефонов, планшетов, либо свести пользование ими к минимуму, развитие творческих способностей детей.
- донести до родителей актуальность проблемы использования гаджетов детьми, предложить необычный вариант ее решения;
- познакомить родителей с техникой изготовления заготовки гаджета (планшета) как рамки для различных творческих работ ребенка;
- создать условия для самореализации и стимулирования роста творческого потенциала дошкольников в процессе использования современных средств мотивации к творчеству.
1. Лист картона или плотной бумаги формата А4
4. Листы бумаги или картона формата А5, карандаши, краски, пластилин, цветная бумага, готовые формы для изготовления аппликации, клей (на выбор для наполнения «экрана» гаджета).
Здравствуйте, родители! Сегодня мне бы хотелось затронуть актуальную проблему современного мира – пользование детей 4-5 лет планшетами и различными гаджетами. Современный мир открывает для нас множество возможностей, но необходимо дозированно и с пользой использовать средства прогресса. К большому сожалению, многие родители в наше время допускают своих детей к частому длительному времяпрепровождению в виртуальном мире игр и видео. Это не идет на пользу детям, и в возрасте 4-5 лет ребенку такой досуг скорее вредит, чем приносит пользу. Я вам предлагаю творческий способ проведения детского досуга, осовременив его. Сегодня мы с вами изготовим «Гаджет своими руками», это заготовка в виде планшета с вырезанным экраном, куда можно вставить лист бумаги или картона и предложить ребенку нарисовать свою игру или мультфильм на «экране».
Итак, возьмем лист плотной бумаги или картона формата А4, согнем его пополам и вырежем ножницами «экран», нарисуем кнопки импровизированному планшету и вот уже перед нами достижение прогресса в виде планшета! Возьмите лист бумаги, вставьте внутрь экрана и предложите Вашему ребенку «нарисовать свою игру» красками или карандашами. Также можно использовать пластилин для создания картины из пластилина, цветной картон для создания изображения с помощью аппликации. Можно использовать самые различные материалы для творчества. Предоставьте ребенку возможность творить и создавать шедевры вместо бесцельного сидения у экрана планшета или телефона.
Занимайтесь вместе с детьми, развивайте в детях творчество, ведь это так важно для развития личности!
Мастер-класс «Домик для Барби своими руками» Девочки наши любят играть с куклами Барби каждую минуту и,конечно, их наряжать и ходить к друг другу в гости. Поэтому сначала для развития.
Мастер-класс «Букетик для мамы своими руками» В преддверии женского праздника с ребятишками подготовительной к школе группы смастерили букетики для мам своими руками. Какие материалы.
Мастер-класс для родителей «Кукла Масленица из ткани своими руками» Мастер - класс для родителей " Кукла Масленица из ткани своими руками" Цель мастер - класса: Научить выполнять обрядовую куклу Масленицу.
Мастер-класс для родителей «Изготовление дидактических игр своими руками» Мастер-класс для родителей «Изготовление дидактических игр своими руками» Методическая разработка представляет мастер-класс для родителей.
Мастер класс для родителей по изготовлению настольного театра «Театр своими руками». Цель: Создание условий для укрепления сотрудничества между родителями, воспитателем и детьми. Задачи: 1. Формировать навыки взаимодействия.
Мастер-класс «Фланелеграф своими руками» для детей Автор: Воспитатели МБДОУ Д/С «СКАЗКА» г. Морозовск, Ростовская обл. Хатько С. С., Андропова С. К. Изготовление фланелеграфа будет интересно.
Мастер-класс с детьми для родителей по изготовлению разноцветных льдинок своими руками «Разноцветные льдинки» Мастер-класс с детьми для родителей, в средней группе по изготовлению разноцветных льдинок своими руками. «Разноцветные льдинки» Цель: Познакомить.
Мастер-класс для родителей «Сказочная книжка своими руками» Мастер – класс для родителей в старшей группе на тему: «Сказочная книжка своими руками» Работу выполнила: Волкова Елена Сергеевна.
Читайте также: