Arduino uno проекты: устройства для начинающих, необычные проекты

Необычные проекты на Arduino Uno

28 июля в 01:33

Публикации / Arduino

Большинство электронщиков предпочитают строить свои проекты на основе микроконтроллера Аrduino uno, о которой и мы писали уже несколько раз. В статье далее мы рассмотрим простые конструкции электронных устройств для начинающих и самые необычные проекты, в основе которых лежит упомянутый микроконтроллер.

Особенности проектов на Ардуино уно

Для начала стоит познакомиться с функционалом микропроцессора Ардуино уно, на котором строится большинство проектов, а также рассмотреть причины выбора данного приспособления. Ниже описаны факторы, по которым начинающему изобретателю стоит остановиться на Аrduino uno:

1. Довольно простой в использовании интерфейс. Понятно, где какой контакт, и к чему прикреплять соединительные провода.
2. Чип на плате подключается прямо к USB-порту. Преимущество этой установки заключается в том, что последовательная связь – это очень простой протокол, который проверен временем, а USB делает соединение с современными компьютерами очень удобным.
3. Легко найти центральную часть микроконтроллера, которая представляет собой чип ATmega328. Он имеет больше аппаратных функций, таких как таймеры, внешние и внутренние прерывания, пины PWM и несколько режимов ожидания.
4. Устройство с открытым исходным кодом, поэтому большое количество радиолюбителей могут исправить баги и неполадки в программном обеспечении. Это облегчает отладку проектов.
5. Тактовая частота равна 16 МГц, что достаточно быстро для большинства приложений и не ускоряет работу микроконтроллера.
6. Очень удобно управлять мощностью внутри него, и она имеет функцию встроенного регулирования напряжения. Также микроконтроллер можно отключить от USB-порта без внешнего источника питания. Можно подключить внешний источник питания до 12 В. Причем микропроцессор сам определит нужное напряжение.
7. Наличие 13 цифровых контактов и 6 аналоговых контактов. Эти пины позволяют подключать оборудование к плате Arduino uno со стороннего носителя. Контакты используются в качестве ключа для расширения вычислительной способности Arduino uno в реальном мире. Просто подключите свои электронные устройства и датчики к разъемам, которые соответствуют каждому из этих контактов.
8. Имеется в наличии разъем ICSP для обхода USB-порта и сопряжения с Arduino напрямую в качестве последовательного устройства. Этот порт необходим, чтобы перезагрузить чип, если он поврежден и больше не может использоваться на вашем компьютере.
9. Наличие 32 КБ флэш-памяти для хранения кода разработчика.
10. Светодиод на плате подключается к цифровому контакту 13 для быстрой отладки кода и упрощения этого процесса.
11. Наконец, у него есть кнопка для сброса программы на чипе.

Arduino был создан в 2005 году двумя итальянскими инженерами – Дэвидом Куартиллесом и Массимо Банзи с целью, чтобы ученики научились программировать микроконтроллер Arduino uno и улучшить свои навыки в области электроники и использовать их в реальном мире.

Arduino uno может воспринимать окружающую среду, получая вход от различных датчиков, и способен влиять на окружающую среду, контролируя свет, двигатели и другие исполнительные механизмы. Микроконтроллер запрограммирован с использованием языка программирования Arduino (на основе проводки) и среды разработки Arduino (на основе обработки).

Теперь переходим непосредственно к проектам на Аrduino uno.

Рассмотрим несколько простых и интересных проектов Ардуино uno, которые под силу сделать даже новичкам в этом деле – система сигнализации.

Мы уже делали урок по этому проекту – Датчик движения с Arduino, HC-SR04 и светодиодом (LED). Вкратце о то, что делается и как.

В этом проекте используется датчик движения для обнаружения движений и излучений высокого тона, а также визуальный дисплей, состоящий из мигающих светодиодных индикаторов. Сам проект познакомит вас с несколькими дополнениями, которые входят в комплект для начинающих Arduino, а также нюансами использования NewPing.

Он является библиотекой Arduino, которая помогает вам контролировать и тестировать ваш датчик расстояния сонара. Хотя это не совсем целая защита дома, она предлагает идеальное решение для защиты небольших помещений, таких как спальни и ванные комнаты.

Для этого проекта вам понадобятся:

1. Ультразвуковой датчик «пинг» – HC-SR04.
2. Пьезо-зуммер.
3. Светодиодная лента.
4. Автомобильное освещение посредством ленты RGB. В этом руководстве по проекту Arduino вы узнаете, как сделать внутреннее освещение автомобиля RGB, используя плату Arduino uno.

Многим автолюбителям нравится добавлять дополнительные огни или модернизировать внутренние лампочки до светодиодов, однако на платформе Arduino вы можете наслаждаться большим контролем и детализацией, управляя мощными светодиодами и световыми полосками.

Вы можете изменить цвет освещения с помощью устройства Android (телефон или планшет) с помощью приложения «Bluetooth RGB Controller» (Dev Next Prototypes), которое вы можете бесплатно загрузить с Android Play Store. Также вы можете найти схему электронной EasyEDA или заказать свою собственную схему на основе Arduino на печатной плате.

Удивительные проекты на Ардуино Уно

Большинство профессионалов в сфере разработки электронных проектов на Аrduino uno любят экспериментировать. Вследствие этого появляются интересные и удивительные устройства, которые рассмотрены ниже:

1. Добавление ИК-пульта в акустическую систему. В бытовой электронике пульт дистанционного управления является компонентом электронного устройства, такого как телевизор, DVD-плеер или другой бытовой прибор, используемый для беспроводного управления устройством с короткого расстояния. Пульт дистанционного управления, в первую очередь, удобен для человека и позволяет работать с устройствами, которые не подходят для непосредственной работы элементов управления.
2. Будильник. Часы реального времени используются для получения точного времени. Здесь эта система отображает дату и время на ЖК-дисплее, и мы можем установить будильник с помощью кнопок управления. Как только время сигнала тревоги наступит, система подает звуковой сигнал.
3. Шаговый двигатель. Шаговый двигатель означает точный двигатель, который можно поворачивать на один шаг за раз. Такое устройство делают с помощью робототехники, 3D-принтеров и станков с ЧПУ.

   – Для этого проекта возьмите самый дешевый шаговый двигатель, который вы можете найти. Двигатели доступны в режиме онлайн. В этом проекте используется шагомер 28byj-48, который подходит для большинства других подобных проектов.

   Его легко подключить к плате Arduino.
   – Вам понадобятся 6 кабелей с разъемами типа «женщина-мужчина».

   Вам просто нужно подключить двигатель к плате, и все! Вы также можете добавить небольшую часть ленты на вращающуюся головку, чтобы увидеть, что она производит вращательные движения.

4. Ультразвуковой датчик расстояния. В этом проекте используется популярный ультразвуковой датчик HC-SR04, чтобы устройство могло избежать препятствий и двигаться в разных направлениях.

Когда вы закончите работу, на экране появится результат ваших действий. Чтобы все было просто и понятно, рекомендуется использовать ЖК-дисплей с конвертером I2C, поэтому вам нужно всего лишь 4 кабеля для подключения к плате Arduino.

Источник: https://ArduinoPlus.ru/arduino-uno-proekti/

Проекты Arduino DIY

Перьевые и карандашно-перьевые плоттеры некогда были чрезвычайно популярными. С течением времени их производство начало сокращаться. Но использовать такие системы можно в различных сферах, включая кройку и шитье, инженерную сферу, рисование и т.п. Найти на рынке перьевой плоттер можно, но ведь интереснее сделать его самому, правда?

И пользователь по имени Мигель Санчес (Miguel Sanchez) решил сделать плоттер самостоятельно. В качестве управляющей платформы он выбрал Arduino Uno. В системе также использованы шаговые двигатели NEMA 17 и вспомогательный сервопривод для поднятия и опускания ручки.

Энтузиаст автоматических систем и любитель платформы Arduino из Швеции Йохан Канфло [Johan Kanflo] разработал и опубликовал для свободного использования схему построения платы AAduino. Это беспроводной клон Arduino в необычном форм-факторе, совпадающем по размеру со стандартным элементом питания AA.

Плата специально разработана для использования в стандартных корпусах для 3-х элементов питания, куда вставляется вместо третьей батарейки. Это беспроводной клон Arduino на чипе ATMega328p, со вспомогательным чипом RFM69C, двумя температурными датчиками DS18B20 и индикаторным светодиодом. AAduino работает на частоте 8 МГц для экономии энергии.

Пользователь по имени Noel Geren создал миниатюрную водяную пушку, которая управляется с телефона пользователя, из деталей водяного пистолета Nerf Thunderstrike, отпечатанных на 3D принтере деталей и RFDuino. Управляется все это по Bluetooth Low Energy (BLE) с использованием специального приложения на сопряженном смартфоне.

RFDuino — это миниатюрная Arduino-совместимая плата, оснащенная модулем Bluetooth 4.0 LE. Размер платы весьма невелик — вся она умещается на кончике пальца. Благодаря такому размеру и пушку удалось сделать небольшой. Источником «снарядов» служит обычный пластиковый стаканчик.

В Industrial Design Center (Гентский университет (UGent), Бельгия), студенты сконструировали робота-скорпиона, который может жалить с помощью красного маркера.

Робот изготовлен при помощи технологий 3D-печати, лазерной резки и вакуумной формовки.

Мозгом робота, выступает контроллер Arduino Nano.

Dave Stein оживил шагающий танк AT-AT Walker при помощи контроллера Arduino и 18 сервомашинок.

Пример оживления игрушки из вселенной Звёздных войн. AT-AT (англ. All Terrain Armored Transport — вездеходный бронированный транспорт, ВБТ) — вымышленная боевая машина (шагоход) из вселенной «Звёздных Войн». Был значительной составляющей армии Галактической Империи, являясь одним из самых тяжелобронированных шагоходов.

Солнечную энергию можно собирать и использовать разными способами. Один из самых простых и эффективных — зеркальный рефлектор и концентратор. Его не сложно изготовить своими руками.

Рефлектор отражает солнечные лучи и концентрирует их на ёмкости с водой. Та нагревается и вскипает, выдавая струю пара. Конструкция устройства довольно проста, главное — чтобы зеркала автоматически поворачивались на нужный угол и следили за Солнцем.

Полученный пар направляем, например, в духовой шкаф для приготовления пищи, по трубам на обогрева дома, в турбину для генерации электроэнергии, в двигатель, холодильник и т.д.

На самом деле, если посмотреть на какой-нибудь производственный процесс, то почти любую его часть можно перевести на пар.

Cubetto — умный робот с корпусом из дерева, созданный что бы помочь детям узнать азы программирования.

Cubetto входит в набор под названием PRIMO. Это игровой набор, созданный для обучения детей программированию через цвета, формы и тактильные ощущения.

Создатели позаботились о том, что бы наши дети не проводили всё своё свободное время у экранов телевизоров, телефонов и планшетов.

Возможность получить навыки современного мира исключительно через взаимодействие с реальными предметами сильно отличает PRIMO от подобных игр.

Сейчас все говорят об умном доме, а ведь для такого дома обязательно потребуется умная мебель, как, например, эта робо-кровать — Bedfellow, работающая под управлением контроллера Arduino Mega.

Симпатичная 25-летняя журналистка, радиолюбитель и программист Симона Йертс (Simone Giertz) решила усовершенствовать ещё один домашний прибор — будильник. Легче всего разбудить человека, если хлопать его по голове резиновой рукой, решила Симона — и поставила эксперимент в собственной постели.

Итак, девушка взяла старый будильник и разобралась, какой контакт замыкается при его срабатывании. Она подключила к двум контактам провода, а для считывания сигнала использовала плату Arduino Uno с микроконтроллером.

Источник: http://MegaGvozd.ru/tags/proekty-arduino-diy

Умный дом на Ардуино (Arduino) своими руками: проекты, схемы, управление GSM-сигнализацией, светодиодными лентами через интернет и другие возможности

К настоящему времени системы типа «умный дом» из удивительной экзотики, доступной только самым состоятельным лицам, превратились в обыденность, к которой может приобщиться любой желающий.

Выбирать есть из чего: выпуск подобных аппаратно-программных комплексов освоили очень многие разработчики.

К числу наиболее известных принадлежит компания Arduino, с продукцией которой мы сейчас и познакомимся.

Что такое «умный дом»

У этого термина есть более понятный аналог — «домашняя автоматизация». Суть подобных решений состоит в том, чтобы обеспечить автоматическое выполнение различных процессов, происходящих в жилище, офисе или на специализированных объектах. Простейший пример — автоматическое включение освещения в тот момент, когда кто-то из жильцов входит в комнату.

Система «умный дом» от Arduino представляет собой комплект оборудования для управления работой различных устройств с помощью мобильного телефона на базе ОС Android

В любой системе «умный дом» можно выделить следующие составляющие:

1. Сенсорная часть. Это набор устройств, основная часть которых представлена всевозможными датчиками, позволяющими системе регистрировать события различного характера. Примерами могут служить датчики температуры и движения. Прочие устройства сенсорной части служат для передачи системе команд пользователя. Это выносные кнопки и пульты дистанционного управления с приёмниками.Одним из наиболее часто импользуемых элементов «умного дома» является датчик движения
2. Исполнительная часть. Это устройства, которыми система может управлять, реагируя таким образом на то или иное событие в соответствии с заданным пользователем сценарием. Прежде всего, это реле, посредством которых контроллер «умного дома» может подавать питание на любой электрический прибор, то есть включать и выключать его. Например, по хлопку в ладони (система «услышит» его при помощи микрофона) можно настроить включение реле, подающего питание на вентилятор. Обратите внимание: в этом примере вентилятор может быть любым. Но можно применить и прибор, специально выпущенный для работы в составе той или иной системы. Например, компания Arduino выпускает для своих систем электромоторчики, при помощи которых можно, допустим, закрывать или открывать форточку, а компания Xiaomi (китайский производитель подобных систем) — устройства управления воздухоочистителем. Такой прибор полностью контролируется системой, то есть она может не только включить его, но и изменить настройки.Электромоторчик является исполнительным устройством, которое включается по сигналу контроллера системы и приводит в движение подключённый к нему механизм
3. Процессор. Может также называться контроллером. Это «мозг» системы, который координирует и согласовывает работу всех её составляющих.Плата процессора (или контроллера) управляет исполнительными устройствами на основе встроенной программы и данных, полученных от сенсоров
4. Программное обеспечение. Это набор инструкций, которыми руководствуется процессор. В системах некоторых производителей, в том числе и от Arduino, пользователь может написать программу самостоятельно, в других — используются готовые решения, в которых пользователю доступны лишь типовые сценарии.

Современные системы «умный дом» делятся на несколько разновидностей:

1. Оснащённые собственным контроллером.
2. Использующие в этом качестве процессор пользовательского компьютера (планшета, смартфона).
3. Обрабатывающие информацию при помощи удалённого сервера, принадлежащего компании-разработчику (облачный сервис).

Система может не только активировать тот или иной прибор, но и проинформировать пользователя о происшедшем событии путём отправки сообщения на телефон или каким-то иным способом. Таким образом, на неё можно возложить функции сигнализации, в том числе и противопожарной.

Сценарии могут быть гораздо более сложными, чем мы описали в примерах. Например, можно научить систему включать бойлер и переводить снабжение горячей водой на него при отключении централизованной подачи, если при этом обнаруживается присутствие кого-то из жильцов в доме (помогают инфракрасные, ультразвуковые датчики, а также датчики движения).

Знакомимся с Arduino

Arduino — итальянская компания, занимающаяся разработкой и производством компонентов и программного обеспечения для простых систем «умный дом», предназначенных для неспециалистов.

Примечательным является то, что этот разработчик сделал архитектуру созданных им систем полностью открытой, что дало возможность сторонним производителям разрабатывать новые и копировать уже существующие Arduino-совместимые устройства, а также выпускать ПО для них.

Набор Arduino Uno содержит необходимые компоненты для реализации устройств, описанных в прилагаемой книге

Такой подход обеспечил высокую популярность системам итальянской компании, но у него есть и недостаток: из-за того что за производство компонентов для Arduino-систем берутся, так сказать, все кому не лень, не всегда удаётся с первого раза приобрести качественное изделие. Зачастую приходится сталкиваться и с проблемой совместимости компонентов от разных производителей.

Потенциальному пользователю следует знать, что с 2008 года существуют две компании, выпускающие продукцию под торговой маркой Arduino.

У первой, которая начинала это направление, официальный сайт размещён по адресу www.arduino.cc; у второй, новообразовавшейся — по адресу www.arduino.org.

То, что было разработано до раскола, на обоих сайтах представлено одинаково, а вот ассортимент новой продукции уже отличается.

ПО для систем «умный дом» Arduino имеет вид программной оболочки (называется IDE), в которой можно писать и компилировать программы. Распространяется бесплатно. Программы пишутся на языке C++.

Версии программы Arduino IDE, представленные на указанных сайтах, тоже сильно отличаются, хотя имеют одинаковые не только название, но и номера версий. Из-за этого в них довольно легко запутаться. Отличие состоит в том, что каждое ПО поддерживает свои библиотеки и платы.

«Железо» системы состоит из платы с микроконтроллером (процессорная плата) и установленных на ней плат расширения, которые в обиходе называют шилдами. Подключение шилд к процессорной плате позволяет добавлять к «умному дому» новые компоненты. Собранная система может быть как полностью автономной, так и работающей в связке с компьютером через стандартный проводной или беспроводной интерфейс.

На процессорную плату можно устанавливать специальные расширения (шилды), которые увеличивают функциональность системы

Преимущества системы Arduino

Этот аппаратно-программный комплекс привлекает пользователя такими достоинствами:

• возможность автономной работы, обусловленная наличием собственного контроллера;
• широкие возможности по настройке работы системы (пользователь сам пишет программу, в которой могут быть предусмотрены сценарии любой сложности);
• простота процесса загрузки программы в контроллер: программатор для этого не требуется, достаточно иметь USB-кабель (в микроконтроллере имеется прошивка загрузчика Bootloader);
• доступная стоимость компонентов, обусловленная отсутствием у того или иного производителя монопольных прав (архитектура является открытой).

Если загрузчик Bootloader стал работать со сбоями, либо в приобретённом микроконтроллере его не оказалось, пользователь имеет возможность прошить его самостоятельно.

В программной оболочке IDE для этой цели предусмотрена поддержка ряда наиболее доступных и популярных программаторов.

Кроме того, почти все процессорные платы Arduino имеют штыревой разъём, позволяющий осуществлять внутрисхемное программирование.

В программе Arduino IDE, представленной на сайте arduino.cc, заложена возможность создания пользовательских аппаратно-программных платформ, в то время как в версии программы на arduino.org такая функция отсутствует.

Какие решения предлагает Arduino

Поскольку производством Arduino-совместимых датчиков и приборов занимается множество компаний, ассортимент этой продукции довольно широк. Вот что применяется чаще всего:

1. Сенсоры, отслеживающие климатические параметры:
   • температуру;
   • влажность;Специальная плата с датчиками температуры и влажности предоставляет интерфейс вывода измеряемых параметров на LCD-дисплей
   • осадки (датчик дождя и снега);
   • освещённость;
   • давление.
2. Сенсоры, позволяющие определить пространственное положение объекта, на котором они закреплены:
   • 6-осный датчик-гироскоп с акселерометром;
   • компас.Встроенный компас позволяет определять стороны света по отношению к объекту, на котором используется система
3. Сенсоры, позволяющие регистрировать присутствие различных объектов:
   • датчик движения;
   • инфракрасный датчик (зафиксирует неподвижно сидящего человека или теплокровное животное);ИК-датчик позволяет гарантированно определить присутствие в доме людей и перейти на соответствующую ветку рабочего сценария
   • ультразвуковой датчик (обнаруживает объекты с любой температурой и определяет расстояние до них).
4. Аварийные сенсоры:
   • датчик дыма;
   • датчик огня;
   • датчик утечки газа;Подключение датчика газа позволит мгновенно выявить утечку газа в помещении и задействовать аварийный сценарий работы
   • датчик углекислоты.
5. Прочие устройства, например:
   • микрофон;
   • часы;
   • датчик открывания двери;
   • пульты дистанционного управления (радиочастотные и инфракрасные) с приёмниками;
   • удалённые кнопки.

Некоторые из этих устройств включены в состав базового набора Arduino Start, который у ряда производителей имеет название StarterKit.

Стартовый набор системы Arduino включает в себя процессорную плату и несколько наиболее часто используемых устройств

Исполнительная часть содержит огромный набор устройств, например:

• электромоторы;
• реле и различные переключатели;
• диммеры (позволяют плавно менять интенсивность освещения);
• доводчики дверей;
• вентили и 3-ходовые клапаны с сервоприводами.

Видео: начинаем работать с Arduino — управляем светодиодом через web-интерфейс

Составление проекта на Arduino

Процесс создания и настройки «умного дома» Arduino покажем на примере системы, в которую будут заложены следующие функции:

• мониторинг температуры на улице и в помещении;
• отслеживание состояния окна (открыто/закрыто);
• мониторинг погодных условий (ясно/дождь);
• генерация звукового сигнала при срабатывании датчика движения, если активирована функция сигнализации.

Систему настроим таким образом, чтобы данные можно было просматривать посредством специального приложения, а также веб-браузера, то есть пользователь сможет сделать это из любого места, где есть доступ в интернет.

Используемые сокращения:

1. «GND» — заземление.
2. «VCC» — питание.
3. «PIR» — датчик движения.

Необходимые компоненты для изготовления системы «умного дома»

Для системы «умного дома» Arduino потребуется следующее:

• микропроцессорная плата Arduino;
• модуль Ethernet ENC28J60;
• два температурных датчика марки DS18B20;
• микрофон;
• датчик дождя и снега;
• датчик движения;
• переключатель язычковый;
• реле;
• резистор сопротивлением 4,7 кОм;
• кабель «витая пара»;
• кабель Ethernet.

Стоимость всех компонентов составляет примерно 90 долларов.

Для изготовления системы с необходимыми нам функциями потребуется набор устройств стоимостью около 90 долларов

Сборка «умного дома»: пошаговая инструкция

Вот в какой последовательности необходимо действовать.

Подключение исполнительных и сенсорных устройств

Подключаем все компоненты согласно схеме.

Сборка системы в основном сводится к подключению исполнительных устройств к соответствующим контактам процессорной платы

Разработка программного кода

Пользователь пишет всю программу целиком в оболочке Arduino IDE, для чего последняя оснащена текстовым редактором, менеджером проектов, компилятором, препроцессором и средствами для заливки программного кода в микропроцессор платы Arduino.

Разработаны версии IDE для операционных систем Mac OS X, Windows и Linux. Язык программирования — С++ с некоторыми упрощениями.

Пользовательские программы для Arduino принято называть скетчами (sketch) или набросками, программа IDE сохраняет их в файлы с расширением «.ino».

Функцию main(), которая в С++ является обязательной, оболочка IDE создаёт автоматически, прописывая в ней ряд стандартных действий. Пользователь должен написать функции setup() (выполняется единоразово во время старта) и loop() (выполняется в бесконечном цикле). Обе эти функции для Arduino являются обязательными.

Заголовочные файлы стандартных библиотек вставлять в программу не нужно — IDE делает это автоматически. К пользовательским библиотекам это не относится — они должны быть указаны.

В IDE предусмотрен минимум настроек, а возможность настройки компилятора отсутствует вовсе. Таким образом, начинающий программист застрахован от ошибок.

Вот пример самой простой программы, заставляющей каждые 2 секунды мигать подключённый к 13-му выводу платы светодиод:

Однако в настоящий момент перед пользователем далеко не всегда встаёт необходимость лично писать программу: в сети выложено множество готовых библиотек и скетчей (загляните сюда: http://arduino.

ru/Reference). Имеется готовая программа и для системы, рассматриваемой в этом примере. Её нужно загрузить, распаковать и импортировать в IDE.

Текст программы снабжён комментариями, поясняющими принцип её работы.

Все программы на Arduino работают по одному принципу: пользователь посылает запрос процессору, а тот загружает необходимый код на экран компьютера или смартфона

Когда пользователь нажимает в браузере или установленном на смартфоне приложении кнопку «Refresh» (Обновление), микроконтроллер Arduino осуществляет отсылку данных этому клиенту. С каждой из страниц, обозначенных как «/tempin», «/tempout», «/rain», «/window», «/alarm», поступает программный код, который и отображается на экране.

Установка клиентского приложения на смартфон (для ОС Android)

Для получения данных от системы «умный дом» в сети можно скачать готовое приложение.

Вот что необходимо сделать владельцу гаджета:

1. Скачайте файл SmartHome.apk.
2. Отправьте его на телефон.
3. Открыв «Менеджер файлов», разместите этот файл.

Источник: https://tehznatok.com/kak-podklyuchit/umnyiy-dom-na-arduino.html

Arduino. Что купить новичку?

Резюмируем всё сказанное выше: мой выбор – NANO, несколько макетных breadboard и связка проводов папа-папа.

Теперь поговорим о датчиках, ведь зачем нам Ардуино без датчиков? (на самом деле можно придумать тысячу проектов, где датчики не используются). Всё, что подключается к Arduino, можно условно разбить на «рассыпуху» и «модули».

Рассыпуха: кнопки, резисторы, светодиоды, фотодиоды, фототранзисторы, фоторезисторы, потенциометры, ЛЮБЫЕ резистивные датчики, герконы, датчики холла, термисторы, и так далее. Все эти компоненты объединяет то, что они имеют «какие-то» выходы, которые никак не подписаны.

Модули: любой датчик, который распаян НА ПЛАТЕ и имеет подписанные пины питания и обмена данными. В то же время модули можно разбить на простые и сложные.

Простые модули это всё та же «рассыпуха», но распаянная на плате, которая имеет 3 выхода: два на  питание и третий сигнальный. С сигнального тупо выходит сигнал 0 или 5 вольт при срабатывании датчика.

На модуле стоит компаратор сигнала с возможностью настройки чувствительности, то есть данные модули подают сигнал высокого уровня при срабатывании по ручной настройке, всё! Слева направо: датчик звука, датчик температуры, датчик света, датчик препятствия, датчик холла, и это далеко не весь список.

Есть стартовый кит «37 простых датчиков», и вот даже в нём чего-то не хватало, как мне показалось.

Сложные модули в основном имеют гораздо больше выходов для обмена данными. Основное отличие в том, что информация отправляется по различным протоколам связи с Ардуино, а не тупо 0 / 1, есть сигнал / нет сигнала, там всё гораздо интереснее. Для работы с такими модулями используются библиотеки. Или бубен и даташит, кому как больше нравится.

Модули понятное дело подключаются к питанию и к выводам Ардуино. Итак, что же нам в итоге нужно? Очевидно, что немного того, немного этого, и парочку вот таких… Конкретика? Конкретики не существует, она строго субъективна. С чем хочется научиться работать, то и покупаем. Либо можно подумать наперёд, какой проект хотелось бы попробовать сделать, и взять всё для него.

Но давайте вернёмся к стартовым наборам для новичков.Вот самый крутой набор (ссылка), в нём есть всё я бы сказал самое интересное, «самый сок» из модулей и рассыпухи. Плата классически UNO, в комплекте большой breadboard и большая связка джамперов. Рассыпуха здесь вся самая нужная, даже RGB светодиод есть! Резисторы 10к и 220 – самые ходовые, всё остальное – реально самые интересные и полезные модули. Есть даже дистанционный ИК пульт, считыватель RFID меток, шаговый мотор….. Шикарно.Что я бы докупил к этому набору: Несколько NANO Парочку макетных breadboard’ов СРЕДНЕГО размера (дешевле взять большой и распилить его на 2-3 части)и провода к ним Пару мосфетов для управления яркостью светодиодных лент и скоростью моторчиков (любых обычных моторчиков из игрушек) Пачку потенциометров 10 кОм с колпачками I2C переходник для дисплея, а лучше ещё пару таких же дисплеев (1602 LCD) с переходниками. Можете глянуть остальные киты у меня на сайте, и понять, какого набора вам будет достаточно.

Я хочу дать некоторый «свой» список железа, который ОБЯЗАТЕЛЬНО должен быть у вас, если это хобби вам нравится и хочется много всего делать и изобретать. К этому списку докупаются любые модули и датчики со страницы с модулями, которые вам интересны, или которые нужны для проекта.

Основной список НЕОБХОДИМОГО ДЛЯ РАБОТЫ железа, которого обычно не хватает в китах. Полный список модулей можно найти ЗДЕСЬ:

• Несколько Arduino NANO. Объясню:
  • Можно работать одновременно с несколькими проектами (у меня в работе всегда не менее трёх)
  • Нано компактная, готовый проект может смело переезжать в корпус
  • NANO дешевле, её не так жалко спалить
  • Pro Mini дешевле NANO! Да, но у NANO более удобная разводка пинов для втыкания в breadboard, ну и конечно, подключать штекер USB проще, чем программатор
• Несколько макетных breadboard’ов СРЕДНЕГО размера. Зачем? Читаем первый пункт
• Связку МАКЕТНЫХ джамперов (проводочки с разъёмами) ПАПА-ПАПА для развлечений на макетке
• Набор джамперов ПАПА-МАМА (соединение модуль – макетка) и МАМА-МАМА (соединение модуль – arduino NANO)
• Пару мосфетов (самых ходовых IRF3205) для управления яркостью светодиодных лент и скоростью моторчиков (любых обычных моторчиков из игрушек). Пачка 10 штук стоит 100р.
• Пачку потенциометров 10 кОм с колпачками. Не понимаю, почему их нет в китах, постоянно использую при отладке и в готовых проектах. Пачка 10 штук стоит тоже как бутылка пива.
• Несколько дисплеев:
  • 7 сегментник на TM1637 или/и на 74HC595. Яркие, компактные, жутко дешёвые.
  • В обязательном порядке LCD 1602 (символьный, 2 строки по 16 символов) или LCD 2004 (4 строки по 20 символов) с переходником на I2C. Почему? Они дешёвые, большие и яркие, а самое главное – на них очень просто и удобно выводить данные. Даже на русском языке! Зачем нужен переходник? «Голый» дисплей требует около 6 пинов для подключения, с переходником – 2, причём подключается он на шину I2C, что позволяет закинуть туда же например акселерометр, барометр, и прочие I2C модули
• Советую взять парочку энкодеров – великолепная замена кнопкам и потенциометрам! Я проникся к ним особой любовью с тех пор, как написал для них свою библиотеку
• Пачку резисторов 220 Ом (для подключения светодиодов)
• Пачку резисторов 10 кОм (подтяжка фоторезисторов и МОСФЕТов)
• Пачку резисторов 100 Ом (ограничение тока на пин от для МОСФЕТов, если с ними работаете)
• Пару обычных «макеток», на которых можно распаять готовое устройство
• Само собой всё для пайки: паяло, припой, все дела

Далее просто берём модули, с которыми интересно научиться работать (банально вывод показаний на дисплей: температура,  влажность, время, напряжение, параметры работы системы…), и начинаем обучаться по информации из гугла.

Также рекомендую открывать заголовочные (расширение .h) файлы библиотек и смотреть полный список методов, который эта библиотека предоставляет.

Обычно в примерах раскрываются какие-то частные случаи, которые не позволяют видеть всю картину целиком.

Рекомендую взять почти все «простые» модули, и сделать пару проектов «по условию» срабатывания, в самый раз для новичка. По возможности брать с аналоговым выходом (они 4х пиновые), так как они гораздо интереснее и позволят делать более интересные системы в будущем (оцифровка аналогового сигнала с датчика – штука очень интересная!).

Что касается механизмов, то очень часто используется сервопривод, как простой «всё-в-одном». Обычные моторчики (двухконтактные, коллекторные) из игрушек и принтеров подключаются через мосфет транзистор или драйвер.

Драйвер позволяет помимо скорости управлять ещё и направлением вращения, что важно для машинок и роботов. Очень интересные вещи можно делать с шаговым мотором, для начала хватит дешёвого 28ybj-48 с драйвером (стоит как сервопривод, около 100р).

На двух таких штуках уже можно спокойно сделать ЧПУ рисовалку или лазерный гравёр. Вообще без проблем!!!

Дистанционное управление. Проще всего конечно ИК пульт, так как сам пульт уже готов. Следующий по простоте – Bluetooth модуль, который может принимать команды с телефона, отправляемые одним из многочисленных приложений-джойстиков, либо конструкторов типа RemoyeXY или Blynk. Если нужно управлять на большом расстоянии, берём nrf24L01 и начинаем колхозить пульт управления.

Для готовых проектов люто рекомендую брать корпуса 60х100х25, очень удобные. Не мажоры используют коробки от губок для обуви и распределительные коробки для проводов.

В готовом проекте может пригодиться обычная макетная плата с дырками, в которую модули запаиваются и соединяются проводами.

В качестве источника питания годится любой БП на 5 вольт (зарядник от смартфона), либо аккумулятор с повышающим модулем. Также можно воткнуть 4 АА никелевых аккумулятора.

Итог. Рекомендую всё таки начать со стартового набора, и докупать к нему остальное по мере необходимости, как минимум у вас уже будет некоторая «база» интересного железа, которая сама будет подталкивать к изучению имеющихся модулей и датчиков, а также немного рассыпухи, которая продаётся отдельно только «мелким китайским оптом» от 50 штук.

Не имея опыта работы и покупая по 2-3 железки, вы потратите кучу времени на ожидание посылок, так как будет постоянно не хватать какой-то мелочёвки, особенно с ростом опыта и появлением кучи идей. А покупать в России вас банально задушит жаба. И самое главное, что всё это (стартовый кит) придёт в одной коробочке, которую и подарить не стыдно.

На этом всё, надеюсь, статья была для вас полезна, и вы сможете выбрать себе всё самое интересное и необходимое, научиться прогать и собирать железо, и устроить своё собственное восстание машин. С блекджеком и распутными девками, разумеется!

Источник: https://alexgyver.ru/arduino-for-newibes/

Проекты и идеи / RoboCraft. Роботы? Это просто!

Проекты на Arduino / CraftDuino. Роботы, самодельные устройства, гаджеты. Разные идеи проектов.

Администраторы (1)

• admin

Модераторы (0)

Модераторов здесь не замеченно

• an1972
• Cerberus
• GraninDm
• jbrain
• lex232
• mrShivrin
• noonv
• Ozze
• Skyline34

Сейчас становится очень распространённой практика работать за столом стоя, но ноги рано или поздно устают и всё равно приходится садиться.

Поэтому, очень удобны столы с возможностью регулировки высоты, такие как IKEA SKARSTA. Чтобы поднять или опустить этот стол, нужно вращать специальную рукоятку, расположенную спереди. Разумеется, вращать ручку многим совсем не хочется, но ведь процесс изменения высоты стола можно автоматизировать.

Martin Mihálek сделал автоматическую систему регулировки высоты стола IKEA. Для этого, он заменил рукоятку на моторизованную систему, которая может опускать и поднимать стол.

Для удобства использования, к столешнице крепится специальная панель управления с цифровым дисплеем, который показывает текущую высоту стола и позволяет пользователю устанавливать и вызывать заданные позиции.

( Читать дальше )

• —
• 24 января 2019, 08:54
• admin

Забавный автомат для сплющивания алюминиевых банок. Главую работу выполняет линейный актуатор, который давит банку о стальную направляющую, после чего сплющенная банка падает в приёмную корзину.

Для контроля втягивания актуатора и наличия банок — используются концевые и оптические датчики, которые управляются одноплатным компьютером Raspberry Pi.

Если оптический датчик не видит банку в бункере, то работа машины останавливается.

( Читать дальше )

• 18 января 2019, 14:06
• admin

Программист Rich Whitehouse, использовал свой робот-пылесос iRobot Roomba 980 в роли своеобразного сканера квартиры. Для этого он воспользовался специальной функцией Clean Map™ Report робота-пылесоса, которая позволяет владельцу следить, где пылесос убирался (используется SLAM робота-пылесоса).

( Читать дальше )

• 11 января 2019, 13:52
• admin

При помощи контроллера Arduino можно выводить простые рисунки на экране осциллографа.
Для этого, нужно задействовать всего два вывода от Arduino Nano для генерации быстрого ШИМ-сигнала. Затем, сигнал нужно отфильтровать при помощи простого фильтра из резистора (1k) и конденсатора (100nF) (RC-фильтр). И всё — можно рисовать фигуры на осциллографе в режиме XY. Единственное ограничение — формы должны быть простыми и заканчиваться в том же месте, где они начинаются (без самопересечений).

Схема

( Читать дальше )

• 28 декабря 2018, 09:15
• admin

ZenXY — учебный проект по созданию плоттера по песку.
Идея проекта уже знакома — рисование сада Дзэн при помощи металлического шарика, который приводится в движение магнитом, который перемещается по схеме ЧПУ (шаговыми двигателями), управляемым контроллером Arduino.

( Читать дальше )

• 26 декабря 2018, 09:40
• admin

Используя контроллер Ардуино Мега, Bluetooth-модуль HC-05, УЗ-сенсор, 22 сервомашинки и 3D-печать — можно собрать шестиногого робота-муравья, который будет ходить, вилять брюшком и сжимать свои жвалы (мандибулы).

( Читать дальше )

• 14 декабря 2018, 16:13
• admin

Источник: http://robocraft.ru/blog/Projects

Проекты Arduino | Arduino Екатеринбург

В данном уроке мы будем подключать шаговый двигатель к arduino. Помимо самого ШД и arduino нам в первую очередь понадобится драйвер шагового двигателя. на микросхеме L298. Такой драйвер можно приобрести в зарубежных интернет магазинах за небольшую сумму.

Arduino и датчик дождя

Представленная схема ориентированна в первую очередь на начинающих радиолюбителей. Схема довольно просто содержит всего 2 модуля-один из них это сам датчик дождя, другой преобразователь уровней – компаратор на микросхеме LM393. Назначение которого это преобразование слабого сигнала датчика в напряжение от 0 до 5 что соответсвует значению от 0 до 1023.

Если сам датчик находится в сухом состоянии то на выходе модуля напряжение составляет 5В, как только на датчик попадет капля жидкости проводящий электрический ток на выходе модуля будет значение от 5 до 0 пропорционально кол-ву влаги.

С целью сигнализации в схему добавлен динамик через транзистор BC547.

 Схема подключения датчика дождя к Arduino

Arduino и датчик влажности

Для измерения влажности в помещениях отлично подойдет цифровой датчик влажности DHT11. подключать его мы будем как вы уже наверное догадались к плате Arduino.

Для этих целей была создана специальная библиотека, все что нам остается это импортировать ее в проект. Измеренное значение влажности будет передаваться в com порт ноутбука.

Полученное значение с arduino посылается в ноутбук где отображается в мониторинге порта среды Arduino IDE. 

На основе данного датчика относительного давления можно спроектировать некое подобие климатической установки, регулирующей влажность в помещении либо в теплице с растениями. Для этого в программ у добавить условие : “если влажность менее 60% то подать напряжение на распылитель”. Тут под “распылителем” понимается устройство распыляющее влагу. 

Схема подключения светодиодной ленты к Arduino

Светодиодные ленты в последнее время набирают все большую популярность, оно и не удивительно потому что светодиоды имеют ряд преимуществ по сравнению с лампами накаливания или люминисцентными лампами. К таким преимуществам можно отнести их долговечность и малое потребление электрического тока.

Светодиодные ленты представляют из себя гибки ленты на которых размещены светодиода, они бывают разных видов: одноцветные разных цветов, RGB ленты, RGB ленты со встроенными контроллерами для управления цветом каждого светодиода и ряд других отличающихся друг от друга различными параметрами.

Найти им применения можно абсолютно везде, будь это просто замена лампы накаливания либо светодиодные настенные часы. Некоторые радиолюбители делают из них цветомузыку, некоторые используют для домашнего декора. Из RGB ленты со встроенным микроконтроллером можно даже сделать светодиодные цветной экран.

Цена светодиодной ленты может быть абсолютно разной, в зависимости от многих параметров, степень защищенности от внешних факторов, количество светодиодов на погонный мент, кол-во цветов и т.д. приобрести такую ленту можно заказав с Китая.

Давайте рассмотрим схему подключения светодиодной ленты к плате Arduino, которая позволяет легко управлять RGB лентой.

Cемисегментный индикатор и Arduino

Использую Arduino можно легко сделать цифровой счетчик на семисегментном индикаторе. В нашем примере используется индикатор с общим катодом. При помощи кнопки можно увеличивать показания индикатора. В этом примере используется статическая индикация.

Arduino и LCD1602 дисплей

Довольно часто в проектах на arduino приходится выводить в ту или иную информацию будь это температура, давление, влажность или другого рода информация. Для этих целей отлично подойдет дисплей LCD1602. В данном дисплее используется 8-ми битный параллельный интерфейс, существует также возможность его подключения по 4 проводам используя специальный i2c переходник.

Внешний вид LCD дисплей

Матрица 8х8 и Arduino

В данном примере мы подключаем светодиодную матрицу к Arduino, ее еще называют led матрицу. Светодиодная матрица представляет собой модуль со светодиодами.

Рассматриваемая нами матрица имеет 8 светодиодов в ширину и 8 в высоту, всего 64 светодиода, управление каждым светодиодом осуществляется при помощи микросхемы MAX7219.

В матрице используется динамическая индикация, это означает что каждый столбец загорается поочередно. 

Характеристики модуля

• напряжение: от 4,7 до 5,3 В;
• потребляемый ток: 320мА;
• максимальный ток: 2А.

Подключение Arduino к Bluetooth модулю

В последнее время в интернете появляется очень много проектов основанные на Arduino и Bluetooth соединении. 

Что такое Arduino IDE?

Среда разработки Arduino представляет собой текстовый редактор программного кода, область сообщений, окно вывода текста(консоль), панель инструментов и несколько меню. Для загрузки программ и связи среда разработки подключается к аппаратной части Arduino.

Что такое Ардуино скетч?

Скетч – это программа, написанная для платформы Arduino и имеющая определенную структуру.

Для начала рассмотрим в простой, абстрактной манере как работает ваша плата с программной точки зрения. Arduino, по сути, является распиновкой (разводкой ножек микроконтроллера на удобные для использования входы/выходы – пины) микроконтроллера Atmega.

Как вы заметили, разные платы содержат различные контроллеры и, соответственно, имеют разную конфигурацию пинов.

Изготовитель устанавливает на плату arduino hex-прошивку (bootloader), которая стартует при включении и передает управление скетчу, написанному и залитому пользователем.

Cтруктура скетчей:

Скетч обязательно содержит 2 функции: функцию setup и функцию loop.

Прошивка Arduino при включении вызывает функцию setup. Функция setup вызывается лишь раз, при каждом запуске платы.

Это место идеально подходит для инициализации (задания начальных значений) переменных, установки режимов пинов (ввод/вывод), задания соответствия подключенных датчиков/сервоприводов/прочего с пинами. После выполнения функции setup идет циклический вызов функции loop (т.е.

сразу после выхода из функции setup, выполняется функция loop, после выхода из неё, она же вызывается снова. Процесс продолжается пока питание не будет отключено.)

Для закрепления рассмотрим простейший скетч на мигание светодиодом (эдакий классический Hello World для Arduino). Слово void перед названием функции, говорит нам о том, что функция не возвращает никаких значений (возвращает “void” – “пустоту”). Структуру, понятие и назначение функций мы рассмотрим в последующих статьях.

 1    2 

Источник: http://arduino-e.ru/proekty-arduino

Arduino Uno. Устройство и применение. Особенности.Плюсы и минусы

Когда кто-нибудь говорит об Ардуино, он, скорее всего, имеет ввиду электронную монтажную плату, которая называется Arduino Uno.

Это плата с микроконтроллером. С помощью нее можно создавать и управлять абсолютно разными проектами: датчик движения, датчик температуры, можно создать робота, который принесет вам тапочки. Все ограничивается только фантазией человека, и финансовыми средствами. Например, если создавать систему «умный» дом с помощью Ардуино, надо будет потратиться.

Ардуино можно сравнить с материнской платой компьютера, которая также имеет процессор, находящийся под кулером. Материнская плата с процессором выполняет те же функции, что и Arduino Uno. К ней подключаются другие устройства: дисплей, дисководы, жесткие диски, и вся остальная периферия. Также можно подключить много различных устройств.

Уникальность Ардуино состоит в том, что теперь даже неопытный радиолюбитель сможет создавать различные сложные цифровые устройства, не особо при этом вдаваясь в теорию. Раньше, например, для этого были нужны программаторы, глубокие знания цифровой электроники, программирования. Ардуино создавалось, чтобы практически любой пользователь смог создать свое интересное и полезное устройство.

Конечно, плодотворная работа требует некоторых знаний: схемотехники, электроники, и даже основ программирования на языке С++. Однако, поверьте, это несложно, если все подробно рассмотреть и изучить. Показанная выше плата не является единственной платой в этом семействе.

Имеется множество плат с другими микроконтроллерами, другими характеристиками для различных целей. Однако Ардуино UNO является наиболее популярной, и лучше всех подходит для первых проектов. Это не оригинальная плата. Оригинальные стоят очень дорого. Их присылают из Италии в картонных коробках, а не в полиэтиленовых пакетах.

Но китайские клоны также вполне работоспособны, и смогут заменить оригинальные платы за вполне адекватную цену.

Конструктивные особенности  arduino Uno

Разберем устройство на наиболее популярной модели Arduino Uno. Она является ярким представителем этого семейства плат.

На рисунке показаны те элементы, без которых невозможно понять устройство. USB порт необходим для подключения платы к компьютеру, для создания и закачки в нее программы работы. Также, при применении этого подключения по USB порту подается входное питание.

Штекер подключения источника питания не особо необходим для работы, так как для питания используется порт USB. При одновременном подключении питания от внешнего источника и от USB, питание от порта USB автоматически отключается. Работу устройства в этом случае обеспечивает внешний источник питания.

RESET (сброс) – эта кнопка применяется для выполнения сброса микропроцессора до первоначальных настроек, которые были запрограммированы в нем до момента подключения.

Индикаторный светодиод показывает включение в работу Arduino, и является элементом схемы. Устройство имеет выходы и входы, к которым подключаются управляемые внешние устройства. Эти устройства в свою очередь также оказывают управляющее воздействие на плату. Входы и выходы имеют свою нумерацию. Выход №13 соответствует встроенному светодиоду.

Выводы устройства

У Arduino не все выводы одинакового типа. Имеются аналоговые и цифровые выводы. Разница заключается в том, что на аналоговых выводах диапазон значений может быть разделен от единицы до ноля на несколько маленьких участков.

На цифровых выводах имеется только два значения: логический ноль или логическая единица. Рассмотрим, для чего это необходимо. Например, при подключении светодиода к цифровому выводу и подаче на него логической единицы, светодиод будет светиться с наибольшей яркостью, а если подать ноль, то светодиод погаснет.

При этом нет никаких промежуточных вариантов. Если подключить светодиод к аналоговому выводу, то можно плавно регулировать его яркость. На практике чаще всего к аналоговым типам выводов подключают аналоговые датчики.

Сфера применения

Места использования можно перечислять долго, так как возможности ее ничем не ограничены. С помощью этого устройства можно спроектировать множество различных систем, которые будут помогать человеку в бытовых условиях, а также в промышленном производстве, медицине и других областях нашей жизни.

В настоящее время в мире наблюдается «ардуиномания». Этому миниатюрному устройству посвящено множество статей и форумов в интернете.

Вот некоторые популярные области использования этого устройства:

• Система «умный дом».
• Всевозможные датчики.
• Робототехника.
• Автоматические вентиляторы.
• Светофоры.
• Охранные системы.
• Мини метеостанции.
• Мультитестеры.
• Квадрокоптеры.

Достоинства и недостатки

В работе имеются как достоинства так и недостатки. Рассмотрим их подробнее.

Преимущества

• Открытые схемы оборудования и спецификации. Arduino Uno выполнен на популярных микропроцессорах Amtel и ATMEGA. Квалифицированные специалисты могут спроектировать на основе имеющихся схем собственный вариант модуля для определенных задач.
• Открытый код программы.

  Кодирование программы может расширяться на платформе С++.

• Простая и удобная среда программирования. Оболочка программы является легкой в применении для начинающих программистов, однако имеет достаточную гибкость для работы профессионалов.

  Она наиболее удобна для среды обучения студентов, которым легко будет разобраться в работе этой платформы.

• Программирование, подключение и питание выполняется одним USB-кабелем, либо кабелем, имеющим адаптер на микросхеме.
• Возможность функционирования на различных видах систем.

  Программное обеспечение успешно функционирует на Линукс, Макинтош, Ява и других системах, так как имеет открытый код. Однако наиболее популярной системой для Ардуино стала система Windows.

• Приемлемая цена. В больших городах Arduino Uno можно приобрести по цене менее 1000 рублей.

  Это цена за готовое законченное устройство, не требующее вспомогательного оборудования, дорогих программаторов, платных программ.

Недостатки

• Слишком убогая оболочка программы. Это очень неудобный редактор кода. Для программирования придется переходить на более удобный редактор, но кодовый редактор Arduino IDE все равно необходимо оставлять открытым.
• Малая частота микропроцессора. Нет возможности ее изменить.
• Малый объем памяти для сохранения программ.

Похожие темы:

Источник: https://electrosam.ru/glavnaja/slabotochnye-seti/oborudovanie/arduino-uno/