Spraw, by rzeczy przemówiły. Programowanie urządzeń elektronicznych z wykorzystaniem Arduino

Recenzje książki: Spraw, by rzeczy przemówiły. Programowanie urządzeń elektronicznych z wykorzystaniem Arduino (1) Poniższe recenzje mogły powstać po przekazaniu recenzentowi darmowego egzemplarza poszczególnych utworów bądź innej zachęty do jej napisania np. zapłaty.

1. swiatradio.com.pl 2013-09-01

   Wydawnictwo HELION wprowadziło na rynek tłumaczenie książki Toma Igoe „Spraw, by rzeczy przemówiły".
   
   Dotyczy ona programowania urządzeń elektronicznych z wykorzystaniem Arduino i jest napisana dla ludzi chcących doprowadzić do tego, by rzeczy takie jak mikrokontrolery, komputery osobiste, serwery i smartfony komunikowały się ze sobą. Okazuje się, że budowanie projektów elektronicznych, które prowadzą interakcję ze światem fizycznym, to świetna i naprawdę pouczająca zabawa. Na przykładzie 33 łatwych projektów autor pokazuje jak sprawić, by gadżety elektroniczne komunikowały się nie tylko z użytkownikiem, ale także ze światem zewnętrznym.
   
   Z pierwszych stron książki można dowiedzieć się, jakie urządzenia i narzędzia będą potrzebne i jak przygotować stanowisko pracy do rozpoczęcia pierwszej przygody związanej z budową najprostszej sieci umożliwiającej przesłanie komunikatów (także bezprzewodowo). W kolejnych rozdziałach są zamieszczone opisy coraz bardziej zaawansowanych układów umożliwiających poznanie szczegółów komunikacji bezprzewodowej, identyfikacji oraz lokalizacji. Bardzo interesujący jest rozdział poświęcony umieszczaniu w sieci mikrokontrolerów.
   
   Aby kontynuować zabawę, potrzebna jest odrobina wiedzy o elektronice i niedrogie zestawy mikrokontrolerów z modułami sieciowymi pozwalającymi komunikować się ze sobą.
   
   Ponieważ naszych Czytelników szczególnie interesuje radiowa komunikacja bezprzewodowa, przybliżamy nieco rozdział 6 pt. „Komunikacja bezprzewodowa".
   
   Jeśli ktoś nie jest zaznajomiony z komunikacją szeregową pomiędzy komputerami a mikrokontrolerami, powinien przeczytać wcześniej rozdział 2, bowiem ten rozdział wyjaśnia podstawy komunikacji bezprzewodowej pomiędzy obiektami.
   
   Na początku są podstawy działania sieci bezprzewodowej, a następnie podane są praktyczne przykłady z wykorzystaniem wielu rodzajów urządzeń bezprzewodowych.
   
   Autor zwraca uwagę, że komunikacja bezprzewodowa nigdy nie jest komunikacją tylko jeden do jednego, bowiem urządzenia radiowe i na podczerwień emitują sygnały w taki sposób, że wszyscy mogą je usłyszeć. Czasami oznacza to kolizję z komunikacją między innymi urządzeniami gdyż urządzenia Bluetooth, większość odbiorników Wi-Fi oraz odbiorników ZigBee pracują na tym samym zakresie częstotliwości 2,4 GHz czy 5 GHz.
   
   Warto najpierw upewnić się, że komunikacja działa prawidłowo z wykorzystaniem podłączonego zasilacza stabilizowanego (potem stworzyć stabilne zasilanie bateryjne), a następnie upewnić się, że możliwa jest podstawowa wymiana wiadomości pomiędzy urządzeniami komunikującymi się przewodowo.
   
   Coraz częściej aplikacje radiowe są budowane po prostu na urządzeniach nadawczo-odbiorczych i dołącza się mikrokontroler do zarządzania filtrowaniem nadajnika i odbiornika.
   
   Wszystkie radia Bluetooth, ZigBee i Wi-Fi pracują w ten sposób, ale nadal możliwe jest zakupienie pary nadajnik-odbiornik radiowy i są one tańsze od odpowiadającego im urządzenia nadawczo-odbiorczego.
   
   Należy jednak znać różnice pomiędzy parą nadajnik-odbiornik a urządzeniem nadawczo-odbiorczym oraz czy komunikacja w projekcie ma być dwukierunkowa, czy tylko jednokierunkowa.
   
   Odległość przesyłania sygnału radiowego zależy od siły sygnału, czułości odbiornika, rodzaju anteny i wszelkich przeszkód, które blokują sygnał. Im silniejszy oryginalny prąd i bardziej wrażliwy odbiornik, tym dalej od siebie mogą być nadawca i odbiorca.
   
   W świecie mikrokontrolerów ważne jest rozróżnienie pomiędzy cyfrową a analogową transmisją radiową.
   
   Warto pamiętać, że Bluetooth, ZigBee i Wi-Fi nie są niczym więcej niż protokolarni danych sieciowych nałożonymi na sygnał radiowy. Wszystkie trzy mogą być równie łatwo zrealizowane w sieci przewodowej (i w pewnym sensie tak jest z Wi-Fi: używa tej samej warstwy TCP/IP, z której korzysta sieć Ethernet). Założenia tych protokołów są takie same jak w sieci przewodowej, co umożliwia zrozumienie transmisji bezprzewodowej danych, nawet jeśli ktoś nie jest specjalistą w technologii radiowej.
   
   Interesującą zabawą może być opisany montaż radia Xbee na płytce z wyprowadzeniami.
   
   Najprostszym sposobem podłączenia XBee do komputera osobistego jest użycie adaptera szeregowego XBee na USB.
   
   Dla innych radioamatorów ciekawy może być projekt dotyczący radia Bluetooth, w którym pokazano, jak połączyć dwa mikrokontrolery przy użyciu właśnie Bluetooth.
   
   W tamtym projekcie radio wysyłało sygnał bez informacji, czy odbiornik otrzymał wiadomość, i mogło wysyłać sygnał do różnych odbiorników, po prostu zmieniając adres docelowy. Natomiast odbiorniki radiowe Bluetooth muszą ustanowić połączenie przed wysyłaniem danych w danym kanale i muszą przerwać to połączenie przed rozpoczęciem konwersacji z innym radiem przez ten kanał.
   
   Zaletą technologii Bluetooth jest to, że obecnie jest ona wbudowana w wielu komercyjnych urządzeniach, jest to więc wygodny sposób połączenia projektów mi-krokontrolerowych z komputerami osobistymi, telefonami i innymi urządzeniami. Wszystkie komplikacje tej technologii rekompensuje wiarygodna transmisja danych.
   
   W końcowym rozdziale 6 dotyczącym Wi-Fi znajdują się informacje, jak podłączyć projekty do Internetu i połączyć je ze sobą nawzajem za pomocą Wi-Fi. Warto pamiętać, że dostępne na rynku moduły konwersji mikrokontrolera do Wi-Fi są droższe niż równoważne urządzenia nadawczo-odbiorcze implementujące inne protokoły, ale z biegiem czasu sytuacja może ulec zmianie.
   
   Pokazana na rysunku 3 tarcza Wi-Fi komunikuje się z Arduino za pośrednictwem SPI podobnie jak tarcza Ethernet, więc wystarczy zastąpić tarczę Ethernet tarczą Wi-Fi. Aby utworzyć połączenie sieciowe, należy znać nazwę sieci Wi-Fi, z którą można się połączyć (nazywaną również SSID), i wiedzieć, jakiego typu zabezpieczeń używa. To ta sama informacja, której używasz, łącząc inne urządzenia bezprzewodowe do routera Wi-Fi. Tarcza Wi-Fi może połączyć się z otwartymi sieciami lub sieciami zabezpieczonymi WEP (40-bitowymi i 128-bi-towymi) szyfrowaniem WPA lub WPA2 (będzie potrzebne hasło).
   
   Innymi ciekawymi projektami radiowymi będą z pewnością te z zastosowaniem RFID (Radio Frequency Identification) umożliwiający między innymi odczyt znaczników bądź automatyzacja w domu, a także opisy użycia GPS i sieci telefonii komórkowej.
   
   W dodatku do książki znajdują się między innymi przydatne adresy i telefony firm z oferowanymi częściami wykorzystywanym w projektach.
   
   Pomimo wielu uporządkowanych informacji dotyczących programowania urządzeń elektronicznych z wykorzystaniem Arduino dociekliwy Czytelnik na pewno nie znajdzie w książce szczegółowych przykładów kodowania połączeń dla stosów Bluetooth czy TCP/IP jak również schematów obwodów dla sterowników Ethernet.
   
   Zastosowane w książce komponenty stanowią kompromis pomiędzy prostotą, elastycznością i ceną. Wykorzystują urządzenia zorientowane obiektowo, wymagające stosunkowo niewielu połączeń i programowania. Projekty zostały tak dobrane, aby rzeczy rozmawiały ze sobą, tak szybko i sprawnie, jak to tylko możliwe.