Reportagem Sobre Arduino no IEEE

A pitoresca cidade de Ivrea, que fica no rio, azul-esverdeado, Dora Baltea, no norte da Itália, é famoso por seus reis oprimidos. Em 1002, King Arduin se tornou o governante do país, só para ser destronado pelo rei Henry II, da Alemanha, dois anos depois. Hoje, o Bar di Re Arduino, um pub em uma rua de paralelepípedo na cidade, homenageia sua memória, e é aí que um novo rei improvável nasceu.

O bar é o bebedouro de Massimo Banzi, o co-fundador do projeto italiano eletrônica que deu o nome de Arduino em homenagem ao lugar. Arduino é uma placa de microcontrolador de baixo custo que permite que até mesmo um novato fazer coisas realmente incríveis. Você pode conectar um Arduino para todos os tipos de sensores, luzes, motores e outros dispositivos e software fácil de aprender para programar a sua criação do modo como deverá se comportar. Você pode construir um display interativo ou um robô móvel e compartilhar seu projeto com o mundo, colocando-o na rede.

Lançado em 2005 como uma ferramenta modesta para os estudantes do Interaction Design Institute Ivrea (IDII), Arduino gerou uma revolução do-it-yourself internacionais em eletrônica. Você pode comprar uma placa Arduino para apenas cerca de EUA $ 30 ou construir o seu próprio a partir do zero: Todos os esquemas de hardware e código-fonte estão disponíveis gratuitamente sob licença pública. Como resultado,  o Arduino tornou-se um dos mais influentes hardwares open-source de seu tempo.

A pequena placa agora se tornou a ferramenta go-to para os artistas, amadores, estudantes e qualquer pessoa com um sonho engenhocas. Mais de 250 000 placas Arduino foram vendidos em todo o mundo e que não inclui as resmas de clones. "Foi ela que tornou possível que as pessoas fazerem coisas que não teriam feito de outra forma", diz David A. Mellis, que era um estudante na IDII antes de prosseguir os trabalhos de pós-graduação no MIT Media Lab e é o desenvolvedor de software principal do Arduino.

Há Arduino baseando bafômetros, cubos de LED, sistemas de automação doméstica, displays Twitter, e até kits de análise de DNA. Há partidos e clubes Arduino Arduino. Google lançou recentemente um kit de desenvolvimento baseado em Arduino para seu smartphone Android. Como Dale Dougherty, editor e publisher da revista Make, a bíblia do DIY construtores, coloca, Arduino tornou-se "o cérebro de projetos fabricante."

Mas Arduino não é apenas um projeto open-source que visa tornar a tecnologia mais acessível. É também uma empresa start-up dirigida por Banzi e um grupo de amigos, e é diante de um desafio que até mesmo a sua prancha mágica não pode resolver: como sobreviver sucesso e crescer. "Precisamos fazer o salto que vem", Banzi me diz, "e se tornar uma empresa estabelecida."

Arduino levantou-se fora de um outro grande desafio: como ensinar os alunos a criarem eletrônica, rapidamente. Era 2002, e Banzi, um arquiteto de software barbudo e avuncular, tinha sido provocado por IDII como professor associado de promover novas formas de fazer um design interativo campo nascente, por vezes conhecido como computação física. Mas com um orçamento de encolhimento e tempo de aula limitado, suas opções de ferramentas eram poucas.

Como muitos de seus colegas, Banzi contou com a Stamp BASIC, um microcontrolador criado por empresa da Califórnia Parallax que os engenheiros estavam usando por cerca de uma década. Codificado com a linguagem de programação BASIC, o selo era como uma placa de circuito arrumado, a embalagem os fundamentos de uma fonte de alimentação, um microcontrolador, memória e entrada / saída portas para anexar hardware. Mas o BASIC Stamp tinha dois problemas: Ele não tinha poder de computação suficiente para alguns dos projetos de seus alunos tinham em mente, e também foi um pouco caro demais, além de uma placa de partes básicas poderia custar cerca de EUA $ 100. Ele também precisava de algo que poderia ser executado em computadores Macintosh, que fossem onipresentes entre os designers IDII. E se eles pudessem fazer uma placa que se adequasse às suas próprias necessidades ?

Banzi tinha um colega do MIT que tinham desenvolvido uma linguagem de programação de designer-friendly chamado Processing. Processing foi rapidamente ganhando popularidade porque permitiu mesmo programadores inexperientes a criarem complexas e maravilhosas visualizações de dados. Uma das razões para o seu sucesso foi um ambiente de desenvolvimento extremamente fácil de usar, integrado, ou IDE. Banzi se perguntou se eles poderiam criar ferramentas de software semelhante ao código de um microcontrolador em vez de gráficos em uma tela.

Um estudante no programa, Hernando Barragán, deu os primeiros passos nessa direção. Ele desenvolveu uma plataforma de prototipagem chamado de fiação, que incluía tanto user-friendly um IDE e um ready-to-use placa de circuito. Era um projeto promissor que continua até hoje, mas Banzi já estava pensando maior: Ele queria fazer uma plataforma que era ainda mais simples, mais barato e mais fácil de usar.


Banzi e seus colaboradores foram fortes crentes no software open-source. Como o propósito era criar uma plataforma rápida e facilmente acessíveis, eles sentiram que seria melhor abrir o projeto para tantas pessoas quanto fosse possível, em vez de mantê-lo fechado. Outro fator que contribuiu para essa decisão foi que depois de operar por cinco anos, IDII estava a ficar sem fundos e ia fechar suas portas. Membros do corpo docente temiam que seus projetos não sobrevivessem ou fossem desviados. "Então dissemos, 'Esqueça isso'", lembra Banzi. "'Vamos torná-lo open source'."

O modelo open-source tinha sido muito utilizado para fomentar a inovação de software, mas não hardware. Para fazer o trabalho, eles tiveram que encontrar uma solução de licenciamento apropriado que poderia se aplicar a sua placa. Depois de algumas investigações, eles perceberam que se eles simplesmente olhavam para seu projeto de forma diferente, eles poderiam usar uma licença da Creative Commons, o grupo sem fins lucrativos, cujos acordos são normalmente utilizados para obras culturais, como música e escrita. "Você poderia pensar em hardware como pedaço de cultura que você quer compartilhar com outras pessoas", diz Banzi.

Para fazer a placa, o grupo teve uma premissa, preço de estudante-amigo como sua meta: US $ 30. "Tinha que ser o equivalente a sair para jantar em uma pizzaria", diz Banzi. Eles também queriam torná-la estranha, algo que iria se destacar e ser legal olhando para geeks eruditos. Se outros conselhos foram frequentemente verde, eles fazem a deles azul, enquanto alguns fabricantes economizado na entrada e pinos de saída, eles acrescentar muito para a sua placa. Como um toque final, eles adicionaram um pequeno mapa da Itália na parte de trás da placa. "Um monte de opções de design são estranhos para um engenheiro de verdade", Banzi diz com uma risada de saber ", mas eu não sou um engenheiro real, então eu fiz isso de uma maneira boba!"

Para um dos "reais" engenheiros da equipe, Gianluca Martino, o não-convencional, a abordagem meatball cirurgia para projeto da placa de circuito foi esclarecedora. Martino descreve como um "novo modo de pensar eletrônica", diz ele, "não de uma forma de engenharia, onde você tem que contar eletrodos, mas uma abordagem do-it-yourself ."

O produto que a equipe criou consistia em peças baratas que poderiam ser facilmente encontradas se os usuários quisessem construir seus próprios modelos, como o microcontrolador ATmega328. Mas uma decisão importante era garantir que seria, essencialmente, plug-and-play: algo que alguém poderia tirar de uma caixa, ligar a um computador e usá-lo imediatamente. Placas, como o BASIC Stamp DIYer era necessário desembolsar mais meia dúzia de outros itens que eram adicionados ao custo total. Mas para eles, um usuário poderia simplesmente puxar um cabo USB da placa e conectá-lo a um computador Mac ou PC para programar o dispositivo.

"A filosofia por trás Arduino é que se você quer aprender eletrônica, você deve ser capaz de aprender como desde o primeiro dia, em vez de começar por aprender álgebra", diz outro membro da equipe, telecomunicações, engenheiro David Cuartielles.

A equipe logo colocou essa filosofia para o teste. Eles entregaram em branco 300 placas de circuito impresso para os alunos IDII com uma directiva simples: Olhe para cima as instruções de montagem online, construir o seu próprio modelo, e usá-lo para alguma coisa. Um dos primeiros projetos foi um despertador caseiro que era suspenso no teto por um cabo. Sempre que você apertar o botão snooze, o relógio subiria mais para o ar até que você só tinha de se levantar.

Logo outras pessoas ouviram falar das placas. E elas queriam uma. O primeiro cliente foi um amigo de Banzi, que ordenou uma unidade. O projeto estava começando a decolar, mas uma coisa importante estava faltando-um nome para sua invenção. Uma noite com uma bebida no pub local, que veio a eles: Arduino, assim como o bar e rei.

Palavra de Arduino rapidamente se espalhou online, sem marketing ou publicidade. Logo no início, ele atraiu a atenção de Tom Igoe, um professor de computação física no Programa de Telecomunicações Interativas pela New York University e hoje um membro da equipe principal Arduino. Igoe estava ensinando aos alunos cursos não técnicos com o BASIC Stamp, mas ficou impressionado com recursos do Arduino. "Eles tinham o pressuposto de que você não sabia eletrônica e programação, que você não quer configurar uma máquina inteira apenas para que você possa programar um chip, você pode simplesmente abrir a placa, pressionar upload, e funciona", diz ele. "Também fiquei impressionado com o objetivo de um preço de 30 dólares, o que tornou acessível. Este foi um dos fatores-chave para mim."

A este respeito, o sucesso do Arduino deve muito à existência prévia de Processing e Wiring. Esses projetos deram Arduino uma de suas forças essenciais: ambiente de programação usuário-amigável. Antes de Arduino, um microcontrolador de codificação trouxe com ele uma curva de aprendizado difícil. Com Arduino, mesmo aqueles sem experiência anterior de eletrônicos ganhou acesso a um mundo de hardware anteriormente impenetráveis. Agora, os novatos não têm que aprender muito antes que eles possam construir um protótipo que realmente funciona. É um poderoso movimento num momento em que alguns dos gadgets mais populares lá fora, funcionam como "caixas pretas" que são fechados e patenteados.

Para Banzi, este é talvez o impacto mais importante do Arduino: a democratização da engenharia. "Cinqüenta anos atrás, para escrever o software você precisava de pessoas de avental branco que sabiam tudo sobre os tubos de vácuo", diz Banzi. "Nós habilitamos um monte de gente para criar produtos eles mesmos."

Nem todos os engenheiros amam Arduino. Os mais exigentes lamentam o produto para emburrecimento e criação de produtos e inundam o mercado com produtos hobistas sem brilho. Mellis, no entanto, não vê a inovação como desvalorizar o papel do engenheiro em tudo. "Ao fornecer uma plataforma que permite que o artista ou designer tenham um pouco lá dentro, fica mais fácil para eles trabalharem com engenheiros e dizer, 'Isto é o que eu quero fazer'", diz ele. "Eu não acho que é substituir o engenheiro, é apenas facilitar a colaboração."

Para abastecer uma maior adoção do Arduino, a equipe está explorando como integrá-lo mais profundamente no sistema de ensino, de escolas primárias para as faculdades. Diversas universidades, incluindo Carnegie Mellon e Stanford, já usam Arduino. Mellis tem vindo a estudar como os estudantes e leigos tomam eletrônicos em uma série de workshops no MIT Media Lab. Mellis convida 8 a 10 pessoas para o laboratório, onde é dada uma tarefa para completar ao longo do dia. Os projetos incluíram a construção falantes iPod, rádio FM, e um mouse de computador usando alguns dos mesmos componentes que usam Arduino.

Mas espalhar o evangelho Arduino é apenas parte do desafio. A equipe também deve acompanhar a demanda para as placas. Na verdade, a plataforma Arduino não consiste mais em um tipo de placa -agora há uma família inteira de placas. Além do projeto original, chamado de Arduino Uno, os novos modelos incluem uma placa mais poderosa chamada Arduino Mega, uma placa compacta chamada Arduino Nano, uma placa à prova d'água chamado de Arduino LilyPad, e um recém-lançado, placa Net-enabled chamado de Ethernet Arduino.

Arduino também criou a sua própria indústria caseira para DIY eletrônica. Existem mais de 200 distribuidores de produtos Arduino em todo o mundo, de grandes empresas como SparkFun Electronics, em Boulder, Colorado, para operações de mom-and-pop servirem as necessidades do local. Banzi ouvi recentemente de um homem em Portugal que largou o emprego na empresa de telefonia para vender produtos Arduino de sua casa. Arduino membro da equipa Gianluca Martino, que supervisiona a produção e distribuição, diz que eles estão trabalhando para atingir os mercados emergentes, como China, Índia e América do Sul. Neste ponto, diz ele, cerca de 80 por cento da audiência Arduino é dividida entre os Estados Unidos e a Europa, com o resto espalhados pelo mundo.

Porque a equipe não pode dar ao luxo de centenas de ações de milhares de placas, eles ao invés de produzirem entre 100 a 3000 por dia em uma fábrica perto de Ivrea. A equipe criou um sistema personalizado para testar os pinos em cada placa, que para o Uno inclui 14 E / S digitais pinos, 6 pinos de entrada analógica, e outra 6 pinos para a fonte de alimentação de um desafio de garantia de qualidade grande quando você está manipulação de milhares de unidades por dia. A placa Arduino é barata o suficiente para a equipe a promessa de substituir qualquer placa que não funciona. Martino diz que a taxa de falha é inferior a 1 por cento.

A equipe de Arduino está agora ganhando o suficiente para suportar dois dos seus membros como empregados em tempo integral e está fazendo planos para trazer ainda mais energia à placa de circuito para o povo. Em setembro, na Maker Faire, uma convenção em Nova York, patrocinado pela revista Make, a equipe lançou sua primeira placa com um processador de um 32-bit ARM chip-up a partir da uma de 8 bits do passado. Isto servirá para alimentar a demanda de periféricos mais robustos. The Thing-O-Matic MakerBot, por exemplo, é um kit de impressora 3-D construídos em Arduino, mas se beneficiariam de um processador mais rápido para conseguir tarefas mais complicadas.

Arduino tem um novo impulso este ano, quando o Google lançou uma placa Arduino desenvolvedor baseado para seu sistema Android. Android do Google ADK, ou Kit de Desenvolvimento de acessórios, é uma plataforma que permite um telefone Android interagir com motores, sensores e outros dispositivos. Você pode criar um aplicativo Android que usa a câmera do telefone, sensores de movimento, tela sensível ao toque e conectividade com a Internet para controlar um display ou robô, por exemplo. Os entusiastas dizem que a capacidade que o Android acrescentou abre as possibilidades para projetos de Arduino ainda mais.

A equipe é cautelosa, no entanto, a cerca de complicar Arduino. "O desafio é encontrar uma maneira de acomodar todas as coisas diferentes que as pessoas querem fazer com a plataforma", diz Mellis ", sem torná-lo complexo demais para alguém apenas começando."
Nesse meio tempo, eles estão desfrutando de sua fama improvável. Fãs viajam de muito longe só para ter uma bebida no pub em Ivrea, onde o fenômeno tem o seu nome. "As pessoas vão ao bar e dizer: 'Estamos aqui por causa da placa Arduino,'" diz Banzi. Há apenas um problema, acrescenta com uma gargalhada: O bartenders não sei o que é a placa Arduino.

http://spectrum.ieee.org/geek-life/hands-on/the-making-of-arduino

Sobre o Autor
Contribuindo editor David Kushner é o autor de Mestres da Magia Jonny Doom (2003), e os miúdos do tubarão de cartão (2005), e Levittown: duas famílias, uma Tycoon, ea luta pelos direitos civis no Subúrbio Legendary América (2009). Em julho de 2011 ele escreveu sobre a controvérsia em torno de hacker britânico Gary McKinnon em "Hacker O Autista."