Файл: Анализ методов и устройств ввода информации в компьютер (Определение компьютера).pdf

Дисковод

Множество различных устройств, которые считывают информацию с различных накопителей информации. Сюда можно отнести CD-Rom’ы, различные карт-ридеры, и пр.

Рисунок 12. Дисковод 3.5’’

Микрофон

Используется для ввода и обработки электроакустических колебаний, нужных в звукозаписи, телефонии, радиовещании и телевидении. Сами по себе микрофоны бывают электродинамические, электростатические или электромагнитные; полупроводниковые, пьезоэлектрические или угольные.

Рисунок 13. Пьезоэлектрический микрофон.

Сенсор

Сенсором может быть любая чувствительная поверхность со специальным слоем и со специальным датчиком, ввод возможен с помощью перемещения курсора обычным движением пальца.

Например, такое устройство как дигитайзер или цифровой преобразователь, зачастую выполненный в виде планшета, а потому его часто называют «графическим планшетом». В основном используется в узких кругах специалистов анимации, проектирования и компьютерной графики – там, где нужен самый точный ввод любой графической информации.

Рисунок 14. Дигитайзер(графический планшет).

Сенсорный экран лежит в основе любого чувствительного оборудования, собирающего информацию при помощи датчиков на поверхности. Данное устройство самодостаточно, что позволяет обходиться и без мыши, и без клавиатуры, к тому же и без ущерба надежному и скоростному управлению. В промышленности и в медицине, а также в публичных местах, высокопрочные сверхчувствительные экраны котируются как альтернатива №1 другим способам получения важных данных. Данный способ ввода нужной информации широко используется в современных телефонах и смартфонах, а также в моноблоках и ноутбуках.

Рисунок 15. Сенсорный ноутбук.

Световое перо, соединенное проводом с USB вилкой, передающее информацию за счет фотоэлемента и работающее путем прикосновения с экраном, есть разновидность манипуляторов, внешне похожих на шариковую ручку с 1 и более кнопками (по типу как у мыши). Оно может служить элементом графического планшета, но не может использоваться с обыкновенным ЖК-монитором.

Рисунок 16. Использование светового пера.

Другие устройства

На самом деле, устройства ввода информации в персональный компьютер не ограничиваются вышеперечисленными элементами, а их многообразие в компьютерном мире не перестает удивлять. Например, двухмерную мышь и трехмерный навигатор широко используют для пространственных задач, например, для CAD-приложений. Таким образом, можно с твердой уверенностью заявить, что человек и машина сегодня просто обязаны понимать друг друга с полуслова и с первого ввода, но для этого нужны ещё и устройства вывода информации.

Глава 3. Устройства ввода информации в компьютеры(устройства), используемые в повседневной жизни.

Использование устройств в жизни.

Все более доступной в нашем сегодняшнем мире становится электроника. Если раньше сделать робота могли только в лаборатории, то сейчас, любой житель планеты может создать не только робота, но и абсолютно любое устройство, выполняющее что-либо полезное. Взять место, где мы живём – наш дом. Сейчас зима, каждый дом должен оснащаться отоплением. Представилась сразу печка со складом угля и дров? А вот и нет. Сейчас доступны электронные мультифункциональные котлы, которые мало того, что сами будут управлять процессом отопления вашего дома, но и дадут вам возможность удалённо наблюдать за температурой и полностью управлять климатом. Как же это происходит? Всё просто. На основании различных датчиков (в основном температурных) в главный компьютер поступает информация о «погоде» в вашем доме. Информация обрабатывается алгоритмом и управляющий модуль выполняет заданные команды. Прорыв был именно тогда, когда управляющий модуль подключили к модулю wifi и/или GPS. С любой точки мира можно подать на устройство сигнал о том, что мы едем домой, и устройство нагреет наш дом до нужной температуры. Сделать «умный дом» нам, простым жителям, помогают такие системы как Arduino.

С Arduino стала возможна любая ваша идея. Хотите управлять светом со своего смартфона? Не вопрос. Желаете открывать ворота для авто при приближении на 10 метров? Пожалуйста! Сохнут цветы? Одно движение пальцев на смартфоне и вот уже включена подача воды на ваш цветник.

Arduino.

Arduino – это инструмент для проектирования электронных устройств (электронный конструктор) более плотно взаимодействующих с окружающей физической средой, чем стандартные персональные компьютеры, которые фактически не выходят за рамки виртуальности. Это платформа, предназначенная для «physical computing» с открытым программным кодом, построенная на простой печатной плате с современной средой для написания программного обеспечения.

Arduino применяется для создания электронных устройств с возможностью приема сигналов от различных цифровых и аналоговых датчиков, которые могут быть подключены к нему, и управления различными исполнительными устройствами. Проекты устройств, основанные на Arduino, могут работать самостоятельно или взаимодействовать с программным обеспечением на компьютере (напр.: Flash, Processing, MaxMSP). Платы могут быть собраны пользователем самостоятельно или куплены в сборе. Среда разработки программ с открытым исходным текстом доступна для бесплатного скачивания.

Язык программирования Arduino является реализацией Wiring, схожей платформы для «physical computing», основанной на мультимедийной среде программирования Processing.

Рисунок 17. Плата Arduino MEGA.

Почему Arduino?

Существует множество микроконтроллеров и платформ для осуществления «physical computing». Parallax Basic Stamp, Netmedia's BX-24, Phidgets, MIT's Handyboard и многие другие предлагают схожую функциональность. Все эти устройства объединяют разрозненную информацию о программировании и заключают ее в простую в использовании сборку. Arduino, в свою очередь, тоже упрощает процесс работы с микроконтроллерами, однако имеет ряд преимуществ перед другими устройствами для преподавателей, студентов и любителей:

Низкая стоимость – платы Arduino относительно дешевы по сравнению с другими платформами. Самая недорогая версия модуля Arduino может быть собрана в ручную, а некоторые даже готовые модули стоят меньше 50 долларов.

Кросс-платформенность – программное обеспечение Arduino работает под ОС Windows, Macintosh OSX и Linux. Большинство микроконтроллеров ограничивается ОС Windows.

Простая и понятная среда программирования – среда Arduino подходит как для начинающих пользователей, так и для опытных. Arduino основана на среде программирования Processing, что очень удобно для преподавателей , так как студенты работающие с данной средой будут знакомы и с Arduino.

Программное обеспечение с возможностью расширения и открытым исходным текстом – ПО Arduino выпускается как инструмент, который может быть дополнен опытными пользователями. Язык может дополняться библиотеками C++. Пользователи, желающие понять технические нюансы, имеют возможность перейти на язык AVR C на котором основан C++. Соответственно, имеется возможность добавить код из среды AVR-C в программу Arduino.

Аппаратные средства с возможностью расширения и открытыми принципиальными схемами – микроконтроллеры ATMEGA8 и ATMEGA168 являются основой Arduino. Схемы модулей выпускаются с лицензией Creative Commons, а значит, опытные инженеры имеют возможность создания собственных версий модулей, расширяя и дополняя их. Даже обычные пользователи могут разработать опытные образцы с целью экономии средств и понимания работы.

Датчики Arduino.

Хотелось бы отдельным параграфом разместить список некоторых из доступных на сегодняшний момент датчиков Arduino(устройств ввода информации, о которых и идёт речь в нашей теме), чтобы было понятно, на сколько глобальные электронные устройства можно самостоятельно создавать на платформе Arduino.

Рисунок 18. Датчик отпечатков пальцев и Arduino.

Рисунок 19. Датчик цвета в Arduino.

Рисунок 20. Датчик атмосферного давления.

Рисунок 21. Часы реального времени.

Рисунок 22. Arduino и цифровой датчик температуры

Рисунок 23. Акселометр.

Рисунок 24. Термопара.

Рисунок 25. Резистивный датчик давления.

Рисунок 26. Бесконтактные концевые выключатели.

Рисунок 27. Фоторезистор.

Рисунок 28. Модуль видеокамеры.

Рисунок 29. Датчик температуры и влажности

Рисунок 30. Датчик уровня влажности почвы – мечта всех хозяюшек!

Рисунок 31. Ультразвуковой датчик расстояния.

Рисунок 32. Пироэлектрический инфракрасный датчик движения.

И это ещё не полный список всех доступных устройств ввода информации в наше самодельное устройство. Однозначно, с Arduino любая ваша идея может стать реальностью, поскольку устройств для ввода информации просто огромное количество, а вместе с этим и расширяется круг выполнения задумок.