VIII Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2016

Общепризнано, что наш XXI век является веком информационных технологий. Люди всех возрастов не представляют свою жизнь без использования различных гаджетов. Каждый год изобретаются и осваиваются новые устройства IT-индустрии, каждый день генерируются тысячи идей, позволяющих шагать прогрессу семимильными шагами.

Одним из таких изобретений является платформа Arduino. Это открытая платформа, которая позволяет собирать всевозможные электронные устройства. Они могут работать как автономно, так и при подключении к ПК. Платформа состоит из аппаратной и программной частей; которые чрезвычайно гибки и просты в использовании. Для управления платформой применяется упрощенная версия языка С++[2].

При подключении датчиков к такой платформе происходит передача данных посредством взаимодействия окружающей среды и электронного устройства. Однако полученная информация по своему представлению остается неудобной и часто непонятной для людей, не являющимися специалистами в IT-сфере.

Все дело в том, что около 90% всей получаемой информации человеком - это зрительная информация. Потому для удобного восприятия данных необходимо именно визуальное представление информации. Область знаний, позволяющая представить информацию наглядно, определяется как визуализация. С помощью визуализации можно произвести понятное и наглядное представление большого объема информации.

Визуализация данных широко применяются в таких сферах деятельности, как образование, наука, медицина и другие области.

Она используется в демонстрации новых открытий, различных исследований. При помощи глифов (изображений специальных символов) показываются цветные контуры на географических картах, изменения температур, направления течений и ветров. Объемные изображения позволяют представить трехмерные данные в полном объеме, например, для использования в медицине при дистанционном зондировании.

Графики изменений данных являются также примерами визуализации. По ним возможно увидеть все перемены, произошедшие за определенный срок. 2D и 3D эффекты улучшают восприятие фильмов и мультфильмов и повышают интерес к просмотру.

В строительстве, архитектуре и дизайне визуализация также помогает представить воображаемый предмет наглядно. Заранее показывая, как будет выглядеть тот или иной объект, только в уменьшенном масштабе.

Визуальное представление данных, получаемых от датчиков, при работе с такими платформами, как Arduino позволит дружественность интерфейса создаваемых приложений. Для визуализации показателей датчиков можно использование различных средств. Одним из самых оптимальных и удобных в использовании является открытый «С»-подобный язык программирования и IDE(система программных средств для разработки программного обеспечения) Processing. Он применяется для создания электронных изображений, анимации и интерфейсов [1].

В рамках данного исследования авторами была разработано приложение на языке программирования Processing, отображающее данные, получаемые с различных датчиков, подключенных к платформе Arduino. К платформе были подключены три модуля: два модуля-слайдера и один модуль-джойстик, с помощью которых осуществлялось управление объектами.

Модуль-джойстик комбинирует в себе двухосный джойстик и тактовую кнопку. Показатели отклонения по каждой из осей передаются в виде отдельных аналоговых сигналов, а нажатие в виде цифровых сигналов[2].

Модуль-слайдер – это потенциометр, выполненный в виде линейного ползунка. Выходом датчика является аналоговый сигнал. Изменение положения джойстика по оси Y (вверх-вниз) приводит к изменению показателей.

Пример платформы Arduino с подключенными датчиками представлен на рисунке 1.

Рисунок 1 – Платформа Arduino с подключенными датчиками

В качестве средств визуализации использовалось графическое изображение, состоящее из концентрических окружностей и фонового цвета (Рисунок 2). При изменении положения модуля-джойстика «влево-вправо» и «вверх-вниз» происходило одновременное изменение цвета фигуры и ее размера, при изменении каждого модуля-слайдера «влево-вправо» вызывало изменение цвета фона изображения.

Рисунок 2 – Пример работы программы

Таким образом, язык программирования Processing позволяет быстро и эффективно получать и преобразовывать данные, поступающие от внешних устройств, для их отображения на экране.

Сегодня все больше и больше процессов поддерживают и анализируют электронные устройства. Для «общения» электронное устройство и человек используют различные методы, самым действенным из которых, без сомнения, является визуализация предоставляемых устройством данных. Проведенное исследование показало, что при работе с такими платформами как Arduino в качестве инструмента, позволяющего улучшить и упростить человеко-компьютерное взаимодействие возможно использование такого языка программирования, как Processing.

Список литературы

1. Processing. [Электронный ресурс]. — Режим доступа http://processing.org/ (дата обращения 15.11.15)

2. Форум по робототехнике, электронике и программированию. [Электронный ресурс]. — Режим доступа http://roboforum.ru/ (дата обращения 25.11.15)

Код для цитирования: Скопировать