浅谈arduino控制器在装置艺术领域的应用和优势

摘 要：装置艺术是非传统艺术，可以与周围的环境产生交互的一种新型艺术形式，arduino在其开发的过程中有着重要的应用和极大的优势。arduino是一款开源的电子原型平台，包含了硬件和软件。能通过各种各样的传感器感知周围环境的状态，进而利用软件实现对硬件的控制。

关键词：arduino；装置艺术；互动；单片机；通信；嵌入式

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2015.24.022

1 arduino控制器的简单介绍

（1）arduino来源于意大利，是一个开源的硬件项目平台。arduino是目前比较流行的电子互动平台，广泛的应用于电子系统设计和互动产品开发方面。

（2）arduino基于单片机系统开发，功能多样，型号繁多。

1）arduino主控制器的型号有很多，如：Arduino Uno、Arduino Nano、 Arduino Mega 2560、Arduino Due、Arduino Leonardo；每一款主控制板的MCU基本都不相同，工作电压一般都为5V，也有3.3V的主控制板。IO口的数量大不相同，为了配合不同的需要来选用合适的arduino主控制板。

2） arduino有着丰富的扩展板，用来配合各种主控制板使用。如：Arduino GSM Shield、Arduino USB Host Shield、Arduino WiFiShield；扩展板有两种不同的形式，一种使转GPIO的扩展板，此种扩展板可以通过IC扩充IO口的数量，此种扩展板打破了主控制板IO口数量的局限性；另一种扩展板不会增加IO口的数量，直接插在主控制板的IO口上，此种扩展板上设计又直接插入传感器的接口，无需面包板之类的辅助器件即可完成主控制板与各个传感器之间的连接。

（3）arduino的开发工具，arduino编程具有多种方式，可供有不同需要的人群进行选择。

1）arduino IDE编程环境是官方免费的编程环境，此开发环境可满足大多数人群的需求，现支持Windows，MacOS，Linux操作系统；

2）arduino还可以在Visual Studio里面进行Arduino的开发，下载Arduino for Microsoft Visual Studio的插件即可，此方法适合熟悉和习惯微软的Visual Studio开发环境的人群使用；

3）ArduBlock开发环境，ArduBlock软件是Arduino官方编程环境的第三方软件，目前必须依附于Arduino软件下运行，是一款为Arduino设计的图形化编程软件，由上海新车间创客开发。此种编程环境降低了开发者的学习难度，更加的适合艺术生使用arduino进行装置艺术的创作，降低了学习嵌入式的学习门槛，所有编程都可以通过搭积木的方式把高级的计算机语言和专业的语法，简化为一个个模块，堆砌在一起。最后和Arduino开发板互动， 做出激动人心的装置艺术的效果。

2 arduino在装置艺术领域的应用

（1）装置艺术需要的创作工具比较庞大，包括硬件电路上的要求、计算机、各种各样的传感器、开发环境和编程软件以及一些装饰性的材料。设备和软件是互动装置艺术的关键，程序的编写是实现硬件功能的基础，信号的输入输出、装置艺术的各种功能的实现全都在语言的编写处理上，创作工具的多样性对装置艺术起着决定性的作用。

（2）arduino可以应用在创意载体为光、压力、温度等形式的装置艺术上，利用光敏电阻以及其他的模块采集信息，与计算机进行通讯传回数据，通过编程语言处理采集的信息从而发出指令，实现装置艺术与周围环境的互动效果。

（3）arduino可以灵活方便智能的控制一系列电机的工作状态，如：伺服电机、直流电机、步进电机。例如新加坡樟宜机场1216颗水滴的经典案例，从天而降的雨滴变化不同的形状并且周期性的反复运动，让人叹为观止，流连忘返。这些水滴由细钢丝牵引，水滴的运动可以用arduino间接控制，arduino控制器直接控制电机的运动，从而达到装置艺术的效果。

3 arduino在装置艺术领域的优势

（1）arduino具有操作灵活的优势：arduino IDE可以在三大主流操作系统Windows、Macintosh OSX、Linux上运行，而其他的大多数控制器只能在Windows操作系统上开发。为开发者在购买PC机和安装操作系统上提供了多种选择；arduino具有类似Java、C语言的开发环境。可以快速使用arduino语言与Flash或processing等软件完成互动作品。使操作更加的灵活。

（2）arduino可智能控制装置艺术与环境的交互利用arduino，可以简单地与传感器，各式各样的电子元件连接，如红外线、超声波、热敏电阻、光敏电阻、伺服电机等。支持多样的互动程序，突破以往只能使用鼠标、键盘、CCD等一些外部设备进行输入的装置的互动内容，可以更简单智能地达成装置艺术与外界的互动效果。

（3）arduino具有无需焊接使创作装置艺术更加方便美观的优点arduino具有不同型号的主控制板和扩展板（盾板），还有配套使用的各种模块，无需焊接传感器模块，传感器模块与主控制板之间也无需焊接，可以使用插口直接进行连接。使装置艺术作品更加美观，创作者的操作也更加的便捷。