تاریخچه بردهای آردوینو؛ هنر ایتالیایی در دنیای الکترونیک

آردوینو یکی از مشهورترین بردهای توسعه اپن سورس است که دریچه های دنیای الکترونیک را به روی طراحان و مهندسان خلاق گشوده است. این برد را می توان به صورت بی سیم یا از طریق کابل به اکثر ابزارهای الکترونیک از جمله موبایل، تبلت، لپ‌تاپ، کامپیوتر و غیره متصل کرد و فرامین مورد نظر را پیاده سازی کرد.

این قطعه الکترونیکی ارزان قیمت بر پایه میکروکنترلر توسعه یافته و حتی به افراد تازه کار نیز اجازه لذت بردن از توسعه ابزارهای الکترونیک را می دهد.

آردوینو را می توان به گونه ای برنامه نویسی کرد که بسته به ورودی دریافت شده از محیط اطراف، ابزارهای الکترونیکی و حتی ایمیل یا توییتر کار خاصی را روی ابزارهای دیگر نظیر لامپ ها، موتورها، حسگرها و دیگر ابزارهای الکترونیکی انجام دهد.

کاربران علاقمند و خلاق با استفاده از این بردها ابزارهایی نظیر موبایل، پهپاد، LED، کیت های تحلیل DNA و کنسول گیم دستی توسعه داده اند. محبوبیت این ابزار تا جایی که پیش رفته که مهمانی ها و باشگاه های آردوینو به راه افتاده اند و گوگل هم کیت توسعه مبتنی بر آردوینو را برای موبایل های اندرویدی ارائه کرده است.

داستان آردوینو

ایده برد آردوینو سال ۲۰۰۵ و در یکی از کلاس های «موسسه طراحی تعاملی» (IDII) در «ایوریای» ایتالیا متولد شد. پایه توسعه این برد توسط دانشجویی کلمبیایی به نام «هرناندو باراگان» مطرح شد و بعدها توسط گروهی پنج نفره به رهبری ماسیمو بنزی رنگ حقیقت به خود گرفت.

نام این برد از تاریخچه پر فراز و نشیب ایوریا و یکی از پادشاهان آن به نام شاه آردوین برگرفته شده که در سال ۱۰۰۲ پس از میلاد بر این منطقه حکمرانی می کرد اما توسط حاکم آلمانی به نام «هنری دوم» برکنار شد. افراد محلی برای گرامیداشت یاد شاه آردوین یکی از کافه‌های این منطقه را آردوینو نام گذاری کرده اند و ماسیمو بنزی هم که زیاد به این محل رفت و آمد داشت همین نام را برای برد الکترونیکی انتخاب کرد.

بنزی که یک توسعه دهنده نرم افزار حرفه ای بود در سال ۲۰۰۲ به عنوان دانشیار در موسسه IDII استخدام شد تا روش های مبتکرانه طراحی تعاملی یا به عبارت دیگر محاسبات فیزیکی را تدریس کند. هرچند او ایده های خوبی در سر داشت اما زمان محدود کلاس و بودجه ناکافی مانع از پیاده سازی آنها می شد.

بنزی هم مثل دیگر همکارانش ناچار به استفاده از میکروکنترلر BASIC Stamp بود که یک دهه از عمر آن می گذشت و علی رغم پشتیبانی از زبان بیسیک و برخوردار بودن از اجزای ضروری؛ محدودیت های بسیاری داشت که از این می توان به توان محاسباتی ضعیف و قیمت بالا اشاره کرد.

قیمت این دستگاه با اجزای اساسی آن حدود ۱۰۰ دلار آب می خورد که ۲۰ سال قبل برای دانشجویان ایتالیایی گران به حساب می آمد. علاوه بر این بسیاری از کامپیوترهای IDII مکینتاش بودند و بنزی به بردی نیاز داشت که با آنها سازگاری داشته باشد.

از سوی دیگر در همین زمان زبان برنامه نویسی به نام «پراسسینگ» توسط یکی از همکاران بنزی در دانشگاه MIT طراحی شده بود که به خاطر سادگی، کارایی بالا در تصویر سازی داده ها و محیط توسعه یکپارچه یا IDE ساده به محبوبیت بالایی دست پیدا کرد. بنزی بسیار به این مفهوم علاقمند شده و روی توسعه نرم افزار مشابهی برای کدنویسی میکروکنترلرها تمرکز کرد.

یکی از دانشجویان بنزی به نام هرناندو با توسعه پلتفرم پروتوتایپ «وایرینگ» نخستین گام را در توسعه نرم افزار مشابه پراسسینگ برداشت. این پلتفرم شامل یک IDE کاربر پسند و مداری آماده بود. این پروژه کارامد از کار درآمد و هنوز هم از آن استفاده می شود اما بنزی رویای بزرگتری در سر داشت و به دنبال ایجاد پلتفرمی ساده تر، ارزانتر و کم حجم تر بود.

وی در نهایت با همکاری چهار نفر دیگر به نام های دیوید کوارتیس، تام ایگو، جیان‌لوکا مارتینو و دیوید ملیس در سال ۲۰۰۵ موفق به توسعه برد پروتوتایپ مورد نظرش شد و بعدا آن را آردوینو نامید.

آردوینو منبع باز می شود

سخت افزار منبع باز به قطعاتی اطلاق می شود که ساز و کار و نحوه پیاده سازی آن صریحا مشخص شده و همین مساله در مورد آردوینو نیز صدق می کند. این دستگاه از قطعات ارزان‌قیمتی تشکیل شده که همه می توانند آنها را به راحتی پیداکرده و برد خودشان را بسازند.

این پنج نفر از طرفداران سر سخت نرم افزار منبع باز بودند و از آنجا که هدفشان توسعه پلتفرمی ساده و سریع بود، تصمیم گرفتند به جای ایجاد اکوسیستمی بسته آنرا تا حد ممکن در دسترس همه قرار دهند.

یکی دیگر از مواردی که در منبع باز شدن آردوینو نقش داشت این بود که پنج سال پس از راه اندازی اولیه موسسه IDII در مرز ورشکستگی قرار داشت و توسعه دهندگان برای جلوگیری از تعطیلی یا بهره برداری مالی از آردوینو آن را کاملا منبع باز کردند.

مدل منبع باز اغلب برای ترغیب به نوآوری در نرم افزارها مورد استفاده قرار گرفته و در مورد سخت افزارها به ندرت کاربرد دارد. با این حال بنزی بر این باور بود که سخت افزار بخشی از هنر است و باید با دیگران به اشتراک گذاشته شود. بر همین مبنا توسعه دهندگان آردوینو از لایسنس گروهی غیرانتفاعی به نام «کرییتیو کامِنز» برای مشارکت دادن جامعه منبع باز در گسترش برد استفاده کردند.

یکی از مهمترین جنبه ها در گسترش آردوینو قیمت آن بود که بر اساس توافق گروه نباید از ۳۰ دلار بیشتر می شد. این افراد حتی به جنبه های ظاهری نیز اهمیت می دادند و در حالی که اغلب بردها به رنگ سبز طراحی می شدند، آنها رنگ آبی را به عنوان پایه طراحی انتخاب کرده و نقشه کوچک ایتالیا را در پشت مدار پیاده کردند.

به گفته «جیان‌لوکا مارتینو» توسعه آردوینو نتیجه دید جدید و تفکر خلاق درباره الکترونیک بود که راه را به کاربران نشان می داد و از اینرو در پیش گرفتن رویکرد مدرن و غیر سنتی در طراحی برد هم این دیدگاه را تکمیل می کرد.

یکی دیگر از ایده های توسعه دهندگان آردوینو این بود که اگر فرد علاقمند به الکترونیک باید از همان روز اول آموزش به یادگیری الکترونیک بپردازد نه اینکه ذهن او را با انبوهی از مفاهیم و فرمول های جبر خسته کرد. به باور آنها آردوینو گزینه ای ایده ال برای یادگیری الکترونیک از روز اول است.

هرچند با پرداخت چند دلار می توان بردهای آماده را تهیه کرده و با انجام تنظیمات ابتدایی از آن استفاده کرد. این در حالی است که مدل های دیگر از جمله BASIC Stamp کاربر را وادار به خرید اقلام دیگر می کنند که در نهایت به افزایش هزینه نهایی منجر می شود.

آزمایش فلسفه در عمل

تیم پنج نفره برای آزمایش فلسفه یادگیری از روز اول ۳۰۰ مدار چاپی را به دانشجویان موسسه IDII اهدا کرده و از آنها خواستند بر اساس دستورالعمل های آنلاین برد خودشان را تولید کرده و با استفاده از آن ابزار خاصی بسازند.

فلسفه مذکور که توسط دیوید کوارتیس مطرح شده بود در عمل هم جواب داد و دانشجویان ابزارهای الکترونیکی مختلفی توسعه دادند. یکی از جالبترین موارد ساعتی بود که از سقف آویزان شده و پس از زنگ زدن ارتفاع آن کم کم بیشتر می شد تا زمانی که فرد از خواب برخواسته و آن را قطع می کرد.

مدت کوتاهی پس از این ماجرا افراد بسیاری خارج از موسسه خواستار تهیه این برد شدند و نخستین مشتری نیز یکی از دوستان ماسیمو بنزی بود. شهرت پروژه رفته رفته بیشتر شد اما هنوز نامی برای تعیین نشده بود تا اینکه یک شب ماسیمو حین تفریح در کافه قدیمی نام آردوینو را برای آن انتخاب کرد.

همانطور که امروز می بینیم آردوینو بدون تبلیغات و بازاریابی و به لطف قیمت پایین، کارایی بالا و و مفهوم جدید DIY یا «خودت انجامش بده» در تمام دنیا گسترش یافته است.