Maker-Projekte mit JavaScript

Mit Espruino und JavaScript aus Alltagsobjekten intelligente Maschinen bauen

Gordon F. Williams, Volkmar Gronau

• Verlag: O'Reilly
• Jahr: 2018
• ISBN drucken:
  9783960090779
• eBook-ISBN:
  9783960101901
• Thema: Informatik
• Thema: Hardware

In einer Welt von Gadgets, die verwirrend viel können, führt Sie dieses Buch zurück auf die Grundlagen der Technik. Es zeigt Ihnen, wie Sie Ihren eigenen Scanner, Plotter, Ihre Kamera und vieles mehr mit ein paar Alltagsgegenständen und dem Espruino Mikrocontroller selbst bauen können.Mit der Internet-Programmiersprache JavaScript und einem Espruino – oder einem kompatiblen Mikrocontroller – realisieren Sie viele spannende Projekte und verstehen so, wie die Dinge von Grund auf funktionieren. Dabei entwickeln Sie Ihre Fähigkeiten und Kenntnisse weiter, sodass Sie in der Lage sind, auch eigene Ideen zum Leben zu erwecken und neue, clevere Objekte zu verwirklichen.Sie brauchen keine besonderen Fähigkeiten, Werkzeuge oder teure Komponenten, um interessante Geräte herzustellen. Dieses Buch ist perfekt für Einsteiger, aber auch für fortgeschrittene Maker geeignet. Es vermittelt Ihnen die Konzepte, die hinter den Alltagsgegenständen stecken, erklärt die Grundlagen der JavaScript-Progammierung und zeigt Ihnen, wie Sie alle Projekte mit dem Espruino und wenigen alltäglichen Komponenten selbst verwirklichen können.Espruino-Boards sind leicht erhältlich und der Espruino-Interpreter lässt sich auch auf vielen Standard-Boards nachinstallieren (z.B. BBC micro: bit, Raspberry Pi).Verwenden Sie Espruino mit nur wenigen gewöhnlichen Alltagsobjekten und lernen Sie: - Was ist ein Mikrocontroller und wie programmiert man ihn?- Die Grundlagen der JavaScript-Programmierung- Wie man einen Motor mit einem Weinkorken bastelt- Die Technik zur Herstellung eines eigenen Stroboskops- Einfache Roboter zu bauen- Wie man einen niedrig auflösenden Scanner selbst konstruiert- Die Grundlagen zum Bau eines funktionierenden Druckers- Wie bastele ich eine Digitalkamera?... und vieles mehr

1 Einführung

Intelligente Geräte – wozu?

Wir neigen dazu, kreative Tätigkeiten in Kategorien einzuteilen, die sich nicht überschneiden. Wir stellen uns kreative Personen entweder als Maler, Computerprogrammierer, Architekten oder Modeschöpfer vor.

Allen diesen Personen ist aber gemeinsam, dass sie in den letzten Jahren intelligente Komponenten in ihre Werke eingebaut haben. Heimautomatisierung, am Körper oder in der Kleidung tragbare Technologie (Wearable Computing) und intelligente Kunstinstallationen haben explosionsartige Verbreitung erfahren. Computerprogramme werden nicht mehr nur auf Laptops verwendet – wir haben inzwischen auch programmierbare Wasserkocher, Kleider, Autos und Klimaanlagen.

Selbst auf dem Gebiet der Technik ziehen wir noch Grenzen zwischen Mechanik, Elektronik und Software. Die Beherrschung jedes dieser Teilgebiete wird als eine eigene Fähigkeit betrachtet, und nur wenige Menschen kombinieren sie. Wenn Sie sich im Netz umschauen, werden Sie viele wunderschöne Holzkonstruktionen, komplizierte elektronische Schaltungen und einfallsreiche Computersoftware finden. Allerdings stößt man nur selten auf ein Projekt, das alle Techniken vereint.

Solche Unterscheidungen sind aber für intelligente Dinge, die wir in der realen Welt brauchen, nicht hilfreich. In diesem Buch zeige ich Ihnen, wie Sie einfache Hardware, Schaltungen und Software zu faszinierenden Maschinen kombinieren – und das alles mit Alltagsmaterialien und einfachen Bauteilen.

Nachdem Sie die Projekte in diesem Buch durchgearbeitet haben, besitzen Sie das Rüstzeug, selbst etwas zu kreieren und Ihre neuen Fähigkeiten und Kenntnisse einzusetzen, um intelligente Dinge zu bauen – seien es interessante bewegliche Skulpturen, funktionale Datenerfassungsgeräte, elegante Leuchthandtaschen oder Gadgets zur Automatisierung Ihres Zuhauses.

Lernen durch Bauen

Der Autor George Kneller sagte: »Eines der Paradoxa der Kreativität besteht darin, dass man sich mit den Ideen anderer vertraut machen muss, um selbst originell zu denken.« Seien wir ehrlich: Der Drucker, die Digitalkamera und der Fernseher, die Sie vermutlich besitzen, sind besser als diejenigen, die Sie in diesem Buch herstellen werden. Aber sehr wahrscheinlich wissen Sie nicht, wie die Geräte genau funktionieren, und sicherlich hätten Sie nicht gedacht, dass Sie solche Geräte zu Hause selbst aus einfachen Bauteilen und alltäglichen Materialien bauen können.

In einer Welt, in der die meisten Menschen über ein Telefon verfügen, das auch als Kamera, Videorecorder, Musikabspielgerät, Webbrowser und GPS-Navigationssystem fungiert, kann es schon sehr entmutigend sein, wenn man zu verstehen versucht, was genau in unseren technischen Geräten vor sich geht. Dieses Buch führt Sie zurück zu den Grundlagen. Während Sie die Projekte von Grund auf realisieren, lernen Sie die Prinzipien kennen, auf denen weit komplexere Technologien beruhen, und gewinnen so Einsicht in die grundlegenden Bausteine unserer modernen Welt.

Bei der Beschäftigung mit den Projekten und Anleitungen in diesem Buch werden Sie auch Ihre eigenen Fähigkeiten und Kenntnisse entwickeln. Mit dieser Erfahrung können Sie dann Ihre eigenen Ideen zum Leben erwecken und selbst intelligente Dinge bauen.

JavaScript

In diesem Buch lernen Sie, Ihre Hardware mit JavaScript zu programmieren. Dabei verwenden Sie den Espruino-Interpreter, der auf Ihrem Mikrocontroller läuft. JavaScript ist eine der am weitesten verbreiteten Programmiersprachen im Internet, zu der Sie online viel Unterstützung und Ressourcen finden. Ich habe den Espruino-Interpreter entwickelt, um JavaScript auch in der Welt der intelligenten Geräte verwenden zu können. Der Grund dafür war, dass die Leichtigkeit, mit der sich der Code ändern lässt, die iterative Entwicklung fördert.

In vielen Büchern über Mikrocontroller finden Sie komplette Listings des Computer-codes. Dieses Buch ist anders. Bei der Espruino-Programmierung können Sie die Software Zeile für Zeile aufbauen und dabei die Auswirkungen jeder Codezeile erkennen, sobald Sie sie hinzugefügt haben. Der Espruino stürzt auch nicht einfach sang- und klanglos ab. Wenn Ihr Code einen Fehler hervorruft, dann erhalten Sie eine Meldung, die Ihnen erklärt, was schiefgelaufen ist, und Sie auf die Stelle des Codes hinweist, in der das geschehen ist.

Das fördert nicht nur das Lernen, sondern macht auch viel mehr Spaß und gibt Ihnen hoffentlich das Selbstvertrauen, eigene Experimente zu wagen. Wenn Sie aber einfach nur das fertige Gerät ausprobieren möchten, finden Sie die vollständigen Listings immer noch online (https://github.com/espruino/making-things-smart).

Werkzeug und Material

Die Projekte in diesem Buch sind so gestaltet, dass Sie sie mit sehr einfachen Materialien und Werkzeugen bauen können. In den meisten Haushalten sind die erforderlichen Gegenstände vorhanden.

Da Sie eine Menge Pappe schneiden müssen, brauchen Sie eine kräftige Schere.

Gelegentlich müssen Sie auch Schneidarbeiten ausführen, für die eine Schere ungeeignet ist. Dazu benötigen Sie ein Cuttermesser und eine Unterlage.

Manchmal ist es erforderlich, etwas auf einen Holzblock zu schrauben oder Platten an einem Servomotor zu befestigen. Einfache Schraubendreher reichen dazu als Werkzeug völlig aus.

Wenn Sie Büroklammern oder Draht in spitze Winkel biegen müssen, können Sie sich mit einer Spitzzange das Leben erleichtern.

Sie müssen auch Draht schneiden und abisolieren. Dazu möchte ich Ihnen eine Abisolierzange ans Herz legen, also keines der automatischen Abisolierwerkzeuge. Besorgen Sie sich am besten eine Zange für Drahtstärken bis zu 0,5 mm.

Da Sie auch einige Nägel einschlagen müssen, benötigen Sie einen Hammer. Ein einfacher, leichter Hammer ist für unsere Zwecke bestens geeignet.

Ein Bohrer ist eigentlich nur im letzten Projekt erforderlich, allerdings kann Ihnen ein Handbohrer auch sonst die Arbeit erleichtern. Im letzten Kapitel erzielen Sie mit einer Ständerbohrmaschine (oder irgendeiner anderen Vorrichtung, um gerade Löcher zu bohren) die besten Ergebnisse.

Zu guter Letzt brauchen Sie noch eine Heißklebepistole. Bei einer ganzen Reihe von Projekten wird Heißkleber zur Befestigung verwendet, da er schnell fest wird, gut an Pappe haftet und sich von den meisten Oberflächen auch gut wieder abziehen lässt, wenn Sie ein Teil falsch positioniert haben oder es wiederverwenden möchten.

Teil I

Mikrocontroller

Die meisten von uns haben täglich mit Dutzenden oder gar Hunderten von Mikrocontrollern zu tun, ohne es zu bemerken.

Diese Geräte sind die idealen Computer – sie erleichtern uns das Leben, ohne jemals zu stören oder Schwierigkeiten zu verursachen.

In den Kapiteln dieses Buchteils befassen wir uns mit Mikrocontrollern, finden heraus, was sie sind, und sehen uns an, wie Sie sie gemeinsam mit dem Espruino und JavaScript ver...

Inhaltsverzeichnis

• Cover
• Der Autor
• Titel
• Impressum
• Inhaltsverzeichnis
• 1. Einführung
• Teil I Mikrocontroller
• Teil II Motoren
• Teil III Elektromechanik
• Teil IV Kommunikation
• Teil V Das Gelernte anwenden
• Teil VI Schlusswort
• Index