Projekty na arduino uno. Semafor na Digisparku a adresovatelné LED WS2812 - semafor Arduino. Arduino UNO: I/O porty, napájení

Dobrý den, milí čtenáři a uživatelé nejlepšího portálu Trashbox! Není žádným tajemstvím, že na věcech, které vytvoříte vlastníma rukama, můžete vydělat pěkné peníze. Pokud je nápad opravdu zajímavý, můžete si na jeho základě vytvořit vlastní podnikání. Použití Arduina v této oblasti je velmi pohodlné řešení, protože Arduino není zakázáno pro komerční použití. Dnes si s vámi povíme o pěti zajímavých podnikatelských nápadech.

Jak to implementovat?

Nejpohodlnější způsob nákupu komponent pro realizaci nápadu je na AliExpress. Najdete tam i různé stavby. V našem případě je tělo nezbytné, aby náš výtvor získal prodejný vzhled.

Podnikání na Arduinu je velmi ziskové, protože náčrt stačí napsat pouze jednou. Již připravenou jednoduše „naplníte“ do dalších kopií. Podívejte se na samotné nápady níže.

Automatická domácí regulace teploty

V pořadí: Arduino Nano, Arduino Uno a NRF24L01

Nechtěl jsem tuto položku nazývat „inteligentním“ domem, protože tato myšlenka je pouze o regulaci teploty. Tuto myšlenku bych implementoval pomocí několika Arduino Nanos a jednoho Arduino Mega/Uno. Komunikace mezi nimi bude realizována pomocí rádiového modulu NRF24L01. Tento modul umožňuje připojit až šest Arduin.

Arduino Nano bude umístěno v malém pouzdře spolu se senzorem teploty a vlhkosti DHT22, rádiovým komunikačním modulem NRF24L01 a zdrojem energie – například baterií. Několik těchto malých krabic bude umístěno po celém domě.

DHT2 a textový LCD displej

Data z Arduino Nano bude přijímat „základna“, kterou je Arduino Uno nebo Mega, uzavřená ve velkém pouzdře spolu s NRF24L01 (jako přijímač), textovým LCD displejem a zdrojem energie (baterie). To vše bude umístěno v blízkosti topného systému. „Základna“ bude schopna přijímat a zpracovávat data o teplotě a v závislosti na hodnotě těchto dat bude do topného systému odeslán příkaz ke zvýšení nebo snížení teploty.

"Inteligentní" skleník

Příklad hotového řešení.

Není žádným tajemstvím, že správa vlastního skleníku vyžaduje hodně pozornosti: včasné otevírání a zavírání dveří, sledování vlhkosti půdy a také sledování růstu plodin tam vysazených. To vše lze automatizovat pomocí Arduina.

V pořadí: Arduino Mega, DHT22 a textový LCD displej.

Jedno Arduino je schopno monitorovat teplotu skleníku (pomocí stejného senzoru DHT22), zobrazovat potřebné informace na LCD displeji, odesílat příkaz k otevření kohoutku pro přívod vody a také ovládat motory pro otevírání a zavírání dveří. .

CNC stroj

V pořadí: Arduino Mega, L298N a krokový motor.

Patří sem i 3D tiskárny. Na internetu existuje mnoho způsobů, jak vyrobit CNC stroj založený na Arduinu. Ne všechny fungují, ale určitě budou dobré možnosti. Na hardware budete potřebovat Arduino, nejlépe Mega, dále driver motoru L298N a samozřejmě samotné motory. Vše ostatní je rámec a programový kód. Musím poznamenat, že jde o jeden z nejtěžších nápadů na realizaci.

Roboti

Příklad hotového řešení.

Není pochyb o tom, že děti mají opravdu rády roboty, zvláště ty, které mohou samy ovládat. Pomocí Arduina lze vyrobit roboty i ze šrotu. Jednou jsem si pohrával s myšlenkou vyrobit robota v pouzdře vysavače, který byl velmi podobný astrotechnickému droidovi ze Star Wars.

V pořadí: HC-SR04, L293D, HC-06 a NRF24L01

Ultrazvukový dálkoměr HC-SR04 dokáže určit vzdálenost k překážkám a následně se jim vyhnout. Ovladač motoru L293D, který se používá jako rozšiřující deska, je schopen ovládat čtyři motory a tři serva najednou. Co se týče komunikace, nejsme moc omezeni. Využít můžete bluetooth modul HC-06, který vám umožní ovládat vaše dítě ze smartphonu, ale nemůže se pochlubit dobrým komunikačním dosahem, což se o již známém radiokomunikačním modulu NRF24L01 říci nedá. Poté však ztratíte možnost ovládání ze svého smartphonu.

18650 baterií

Jako zdroj energie můžete použít 18650 paralelně zapojených baterií pro zvýšení celkové kapacity.

Sečteno a podtrženo

Bohužel to jsou všechny nápady, které jsem našel. Jsem si jist, že pokud vás nějaký nápad zaujme, na internetu najdete na toto téma spoustu informací.
Chci hned říci, že jsem do tohoto seznamu nezahrnul kvadrokoptéry a další letadla, protože pro ně již existují hotové řídicí desky. S největší pravděpodobností Arduino takovou zátěž prostě nevydrželo.

V každém případě doufám, že vás to zaujalo. Napište do komentářů, setkali jste se s podobnými nápady?

Arduino/Genuino UNO je vlajková loď pro vývoj vlastních projektů, budování jednoduchých automatizačních a robotických systémů založených na mikrokontroléru ATmega328 se svobodným softwarem a otevřenou architekturou. Arduino UNO R3 je dnes nejoblíbenější platformou pro začínající vynálezce, kutily, studenty a školáky.

Arduino UNO: pinout desky

Co je Arduino UNO CH340 jsme vám již řekli, přejděme tedy rovnou k charakteristikám a popisu desky Arduino UNO. Pinout a schéma zapojení platformy je zobrazeno na fotografii níže. Jak jsme již řekli, celá řada desek má zcela otevřenou systémovou architekturu, která umožňuje libovolnému výrobci třetích stran kopírovat a upgradovat desky Arduino Genuino UNO.

Pinout desky Arduino UNO v ruštině, ICSP

UNO je nejlepší volbou pro začátek s mikrokontroléry. Deska má pohodlnou velikost a vše, co potřebujete, abyste mohli začít: 14 digitálních vstupů/výstupů (6 portů může pracovat v režimu PWM), 6 analogových vstupů pro senzory, USB konektor pro programování a napájecí konektor Arduino UNO ze zdroje nebo koruna. Hlavní je ale obrovská rozmanitost lekcí a návodů na internetu.

Specifikace desky Arduino UNO

• Mikrokontrolér: ATmega328
• Frekvence hodin: 16 MHz
• Napětí logické úrovně: 5V
• Vstupní napětí: 7-12V
• Všeobecné I/O porty: 20
• Maximální proud z I/O portu: 40 mA
• Maximální výstupní proud portu 3,3V: 50mA
• Maximální výstupní proud 5V portu: 800mA
• PWM porty: 6
• Porty připojené k ADC: 6
• Kapacita ADC: 10 bitů
• Flash paměť: 32 KB
• Paměť EEPROM: 1 KB
• RAM: 2 KB
• Rozměry: 69×53 mm

Arduino UNO: elektrický obvod

Arduino UNO: I/O porty, napájení

Provozní napětí: 5 V při připojení přes USB z libovolného zařízení (počítač, notebook, nabíječka smartphonu atd.). Při současném připojení externího adaptéru (baterie, korunka, zdroj) se napájení automaticky přepne, ale desku lze stále programovat přes počítač. Doporučené napájení pro Arduino Uno z baterií nebo akumulátoru je od 7 do 12 V.

Arduino UNO: externí napájení

5V – pin Arduino dodává 5V, lze jej použít k napájení zařízení
3,3V – na pin je přivedeno napětí 3,3V z vnitřního stabilizátoru
GND – zemnící kolík
VIN – pin pro napájení externího napětí
IREF – pin pro informování o provozním napětí desky

Napájení mikrokontroléru můžete napájet přes port VIN pomocí vodičů. „Plus“ z externího zdroje je přivedeno do portu VIN a „mínus“ do GND (zem). Přivádění externího napětí 5 V na 5V kolík není přípustné, protože napájení Genuino Arduino Uno obchází stabilizátor, což může vést k poškození. Všechny digitální porty na desce poskytují stabilizované napětí 5 Voltů.

Arduino UNO: firmware, paměť

Programování desky probíhá v bezplatném Arduino IDE v ruštině, které lze stáhnout z oficiálních stránek. Pro připojení zařízení a modulů se používají konektory („male-male“ a „male-female“), které se připojují k portům Arduino. Chcete-li začít pracovat s platformou, přejděte do části Arduino uno r3 „Lekce pro začátečníky“, kde jsou uvedeny podrobné pokyny s příklady.

Deska podporuje tři typy paměti:

Flash - paměť o velikosti 32 kB, slouží k uložení programu. Když je ovladač flashován skicou přes USB, zapisuje se specificky do paměti Flash. Chcete-li vymazat paměť Arduino UNO, měli byste nahrát prázdnou skicu.

paměti SRAM- Jedná se o Arduino RAM s kapacitou 2 kB. Zde jsou uloženy proměnné a objekty vytvořené ve skice. Paměť SRAM je nestálá, po odpojení napájení od desky budou všechna data vymazána.

EEPROM- Jedná se o energeticky nezávislou paměť s kapacitou 1kB. Zde můžete zaznamenávat data, která nezmizí ani po vypnutí napájení. Nevýhodou EEPROM je omezení přepisovacích cyklů – podle výrobce 100 000krát.

Popis Arduino UNO v ruštině

Doporučujeme seznámit se s dalšími deskami z řady Arduino-Genuino, například s obdobou nejoblíbenější desky UNO - RobotDyn UNO R3 od čínského výrobce. Vlastnosti desky nejsou v žádném případě horší než oficiální výrobce, ale zároveň má dostupnější cenu a řadu výhod. Například pohodlnější USB konektor a více analogových vstupů.

Systémy, jako je „chytrá domácnost“, se nyní změnily z úžasné exotiky, přístupné pouze nejbohatším jednotlivcům, na běžné, ke kterým se může připojit každý. Je z čeho vybírat: mnoho vývojářů zvládlo výrobu takových hardwarových a softwarových systémů. Mezi nejznámější patří společnost Arduino, s jejíž produkty se nyní seznámíme.

Co je to „chytrá domácnost“

Tento termín má srozumitelnější analog - „domácí automatizace“. Podstatou takových řešení je zajistit automatické provádění různých procesů probíhajících v domácnosti, kanceláři nebo specializovaných zařízeních. Nejjednodušším příkladem je automatické rozsvícení osvětlení v okamžiku, kdy do místnosti vstoupí některý z obyvatel.

Systém chytré domácnosti Arduino je sada zařízení pro ovládání provozu různých zařízení pomocí mobilního telefonu založeného na OS Android

V každém systému „chytré domácnosti“ lze rozlišit následující součásti:

Moderní inteligentní domácí systémy jsou rozděleny do několika typů:

1. Vybaven vlastním ovladačem.
2. Použití procesoru počítače uživatele (tabletu, smartphonu) v této kapacitě.
3. Zpracování informací pomocí vzdáleného serveru vlastněného vývojovou společností (cloudová služba).

Systém dokáže nejen aktivovat konkrétní zařízení, ale také informovat uživatele o události, která nastala, zasláním zprávy na telefon nebo jiným způsobem. Lze mu tedy přiřadit poplachové funkce, včetně požárního poplachu.

Scénáře mohou být mnohem složitější, než jsme popsali v příkladech. Například můžete systém naučit zapnout kotel a převést do něj dodávku teplé vody, když je centralizované zásobování vypnuto, pokud je detekována přítomnost jednoho z obyvatel v domě (infračervené, ultrazvukové senzory a pohyb pomáhají senzory).

Seznámení s Arduinem

Arduino je italská společnost, která se věnuje vývoji a výrobě komponent a softwaru pro jednoduché systémy chytré domácnosti určené pro laiky. Je pozoruhodné, že tento vývojář zcela otevřel architekturu systémů, které vytvořil, což umožnilo výrobcům třetích stran vyvíjet nová a kopírovat stávající zařízení kompatibilní s Arduino a také pro ně vydávat software.

Sada Arduino Uno obsahuje potřebné komponenty pro implementaci zařízení popsaných v přiložené knize

Tento přístup zajistil systémům italské společnosti vysokou popularitu, ale má také nevýhodu: vzhledem k tomu, že výrobu komponent pro systémy Arduino takříkajíc převezme každý, kdo není líný, není vždy je možné napoprvé zakoupit vysoce kvalitní produkt. Často se musíme potýkat s problémem kompatibility komponent od různých výrobců.

Potenciální uživatelé by měli vědět, že od roku 2008 existují dvě společnosti vyrábějící produkty pod značkou Arduino. První, která tímto směrem odstartovala, má oficiální stránky www.arduino.cc; druhý, nově vzniklý - na www.arduino.org. To, co bylo vyvinuto před rozdělením, je prezentováno shodně na obou stránkách, ale nabídka nových produktů je již odlišná.

Software pro systémy chytré domácnosti Arduino má podobu softwarového shellu (nazývaného IDE), ve kterém můžete psát a kompilovat programy. Distribuováno zdarma. Programy jsou napsány v C++.

Verze programu Arduino IDE prezentované na těchto stránkách jsou také velmi odlišné, i když mají stejný nejen název, ale také čísla verzí. Z tohoto důvodu je docela snadné je splést. Rozdíl je v tom, že každý software podporuje své vlastní knihovny a desky.

„Hardware“ systému se skládá z desky s mikrokontrolérem (procesorovou deskou) a na ní nainstalovaných rozšiřujících karet, které se běžně nazývají štíty. Připojení štítu k procesorové desce umožňuje přidávat nové komponenty do chytré domácnosti. Sestavený systém může být buď zcela autonomní, nebo pracovat ve spojení s počítačem přes standardní drátové nebo bezdrátové rozhraní.

Na procesorovou desku můžete nainstalovat speciální rozšíření (shieldy), které zvyšují funkčnost systému

Výhody systému Arduino

Tento hardwarový a softwarový komplex přitahuje uživatele následujícími výhodami:

• možnost autonomního provozu díky přítomnosti vlastního ovladače;
• dostatek příležitostí k přizpůsobení provozu systému (uživatel sám napíše program, který může obsahovat scénáře libovolné složitosti);
• jednoduchost procesu nahrání programu do ovladače: k tomu není potřeba programátor, stačí mít USB kabel (mikrokontrolér má firmware Bootloader);
• dostupné náklady na komponenty kvůli absenci monopolních práv od jednoho nebo druhého výrobce (architektura je otevřená).

Pokud Bootloader začne selhávat, nebo jej zakoupený mikrokontrolér nemá, má uživatel možnost jej samostatně flashnout. Pro tento účel poskytuje softwarový shell IDE podporu řadě nejdostupnějších a nejoblíbenějších programátorů. Navíc téměř všechny procesorové desky Arduino mají hlavičku, která umožňuje programování v obvodu.

Program Arduino IDE, prezentovaný na webu arduino.cc, má schopnost vytvářet vlastní hardwarové a softwarové platformy, zatímco verze programu na arduino.org takovou funkci nemá.

Jaká řešení Arduino nabízí?

Vzhledem k tomu, že se výrobou senzorů a zařízení kompatibilních s Arduino zabývá mnoho společností, je sortiment těchto produktů poměrně široký. Zde je to, co se používá nejčastěji:

Některá z těchto zařízení jsou součástí základní sady Arduino Start, kterou někteří výrobci nazývají StarterKit.

Startovací sada Arduino obsahuje procesorovou desku a několik běžně používaných zařízení.

Výkonná část obsahuje obrovskou sadu zařízení, například:

• Elektrické motory;
• relé a různé spínače;
• stmívače (umožňují plynule měnit intenzitu osvětlení);
• zavírače dveří;
• ventily a 3-cestné ventily se servopohony.

Pokud plánujete připojit osvětlení přes relé Arduino, je lepší použít jako lampy LED lampy. Žárovky rychle hoří, když jsou připojeny přes taková relé.

Video: Začínáme s Arduinem – ovládání LED přes webové rozhraní

Vytvoření projektu na Arduinu

Ukážeme si proces vytvoření a nastavení Arduino „chytré domácnosti“ na příkladu systému, který bude obsahovat následující funkce:

• monitorování venkovní a vnitřní teploty;
• sledování stavu okna (otevřeno/zavřeno);
• sledování povětrnostních podmínek (jasno/déšť);
• generování zvukového signálu při aktivaci pohybového senzoru, pokud je aktivována funkce alarmu.

Systém nakonfigurujeme tak, aby data bylo možné prohlížet pomocí speciální aplikace i webového prohlížeče, to znamená, že uživatel to může provést odkudkoli, kde je přístup k internetu.

Použité zkratky:

1. "GND" - uzemnění.
2. "VCC" - napájecí zdroj.
3. "PIR" - pohybový senzor.

Nezbytné komponenty pro vytvoření systému chytré domácnosti

Pro systém chytré domácnosti Arduino budete potřebovat následující:

• deska mikroprocesoru Arduino;
• Ethernetový modul ENC28J60;
• dva teplotní senzory značky DS18B20;
• mikrofon;
• senzor deště a sněhu;
• pohybový senzor;
• jazýčkový spínač;
• relé;
• rezistor s odporem 4,7 kOhm;
• kroucený dvoulinkový kabel;
• Ethernetový kabel.

Všechny komponenty stojí přibližně 90 dolarů.

K výrobě systému s funkcemi, které potřebujeme, budeme potřebovat sadu zařízení v ceně asi 90 USD

Sestavení „chytrého domu“: pokyny krok za krokem

Toto je pořadí, ve kterém musíte jednat.

Připojení akčních členů a senzorových zařízení

Všechny komponenty zapojíme podle schématu.

Sestavení systému spočívá především v připojení akčních členů k odpovídajícím kontaktům procesorové desky

Vývoj programového kódu

Uživatel zapíše celý program do Arduino IDE shellu, k čemuž je tento vybaven textovým editorem, projektovým manažerem, kompilátorem, preprocesorem a nástroji pro nahrání programového kódu do mikroprocesoru Arduino desky. Verze IDE byly vyvinuty pro operační systémy Mac OS X, Windows a Linux. Programovacím jazykem je C++ s určitými zjednodušeními. Uživatelské programy pro Arduino se obvykle nazývají skici nebo skici, program IDE je ukládá do souborů s příponou „.ino“.

Funkce main(), která je v C++ povinná, je automaticky vytvořena shellem IDE a specifikuje v ní řadu standardních akcí. Uživatel musí napsat funkce setup() (prováděné jednou během spouštění) a loop() (spouštěné v nekonečné smyčce). Obě tyto funkce jsou vyžadovány pro Arduino.

Do programu není potřeba vkládat hlavičkové soubory standardních knihoven - IDE to dělá automaticky. To se netýká uživatelských knihoven – ty musí být specifikovány.

Přidávání knihoven do projektového manažera IDE se provádí poněkud neobvyklým způsobem. Jako zdroje napsané v C++ jsou přidány do speciální složky v pracovním adresáři shellu IDE. Poté se názvy těchto knihoven objeví v odpovídající nabídce IDE. Ty, které uživatel vybere, budou zahrnuty do seznamu kompilace.

IDE poskytuje minimum nastavení a neexistuje vůbec žádná možnost přizpůsobení kompilátoru. Začínající programátor je tak chráněn před chybami.

Zde je příklad nejjednoduššího programu, díky kterému LED dioda připojená ke kolíku 13 na desce bliká každé 2 sekundy:

void setup () ( pinMode (13, OUTPUT); // Přiřadit Arduino pin 13 jako výstup)

void loop () ( digitalWrite (13, HIGH); // Zapněte pin 13, parametr pro volání funkce digitalWrite HIGH - znak vysoké logické úrovně

zpoždění(1000); // Zpožděná smyčka 1000 ms - 1 sekunda

digitalWrite(13, NÍZKÁ); // Vypněte pin 13, zavolejte parametr LOW - znak nízké logické úrovně

zpoždění(1000); // Zpožděná smyčka na 1 sekundu)

V tuto chvíli však uživatel ne vždy čelí potřebě osobně napsat program: na internetu je zveřejněno mnoho hotových knihoven a náčrtů (podívejte se zde: http://arduino.ru/Reference). Pro systém uvažovaný v tomto příkladu existuje hotový program. Je potřeba jej stáhnout, rozbalit a importovat do IDE. Text programu je opatřen komentářem vysvětlujícím princip jeho fungování.

Všechny Arduino programy fungují na stejném principu: uživatel odešle požadavek procesoru a ten nahraje potřebný kód na obrazovku počítače nebo smartphonu

Když uživatel stiskne tlačítko „Obnovit“ v prohlížeči nebo aplikaci nainstalované na smartphonu, mikrokontrolér Arduino odešle data tomuto klientovi. Z každé ze stránek označených jako „/tempin“, „/tempout“, „/rain“, „/window“, „/alarm“ je přijat programový kód, který se zobrazí na obrazovce.

Instalace klientské aplikace na smartphone (pro OS Android)

Pro příjem dat ze systému chytré domácnosti online si můžete stáhnout hotovou aplikaci.

Vlastník gadgetu musí udělat následující:

Pomocí této aplikace můžete nejen přijímat informace ze systému chytré domácnosti, ale také jej ovládat – zapínat a vypínat alarm. Pokud je povoleno, při spuštění pohybového senzoru bude do aplikace odesláno upozornění. Aplikace se dotazuje systému Arduino na aktivaci pohybového senzoru jednou za minutu.

Aktivací ikony „Nastavení“ můžete upravit svou IP adresu.

Konfigurace prohlížeče pro práci s chytrou domácností

Do adresního řádku prohlížeče zadejte XXX.XXX.XXX.XXX/all, kde „XXX.XXX.XXX.XXX“ je vaše IP adresa. Poté bude možné přijímat data ze systému a spravovat je.

Zde uvedený programový kód umožňuje zapínat a vypínat světlo prostřednictvím prohlížeče, zatímco taková funkce není implementována v aplikaci pro chytré telefony Android.

Práce s routerem

Založení účtu na noip.com

Tento krok je volitelný, ale je povinný, pokud chcete k adrese přiřadit název domény. Chcete-li to provést, musíte se zaregistrovat na webu https://www.noip.com/, přejděte do sekce „Přidat hostitele“ a zadejte IP adresu systému.

Po registraci na webu noip.com můžete do systému přistupovat nejen podle IP adresy, ale také podle celého názvu domény

Vytvoření projektu je dokončeno, můžete zkontrolovat funkčnost systému.

Video: chytrá domácnost využívající Arduino

Vlastnosti některého hardwaru Arduino

Vzhledem k tomu, že komponenty kompatibilní s Arduino vyrábí mnoho společností třetích stran, jejichž kvalitu nekontroluje samotné Arduino, uživatel si pravděpodobně zakoupí komponentu, která nefunguje zcela korektně.

Podobná situace se vyvinula v oblasti vývoje osobních počítačů. IBM svého času otevřelo architekturu svých počítačů, v důsledku čehož mnoho společností začalo vyrábět počítače a jednotlivé komponenty kompatibilní s IBM. V důsledku toho se „osobní vybavení“ tohoto typu rozšířilo do celého světa, avšak kvalita komponent a stupeň jejich kompatibility v mnoha případech nebyly na nejvyšší úrovni. Apple zvolil opačnou taktiku. Omezil počet vývojářů, kteří měli přístup k architektuře, a zavedl stejnou politiku v oblasti vývoje softwaru. V důsledku toho se ukázalo, že počítače Apple jsou méně běžné a dražší, ale jejich kvalita je řádově lepší než zařízení kompatibilní s IBM se systémem Windows.

Uživatelé si všimli následujícího ohledně některých komponent pro systémy Arduino:

1. Teplotní senzor DHT11, dodávaný se základní sadou (StarterKit), udává významnou chybu 2-3 stupně. Doporučuje se používat snímač teploty DHT22 v interiéru, který poskytuje přesnější údaje, a pro venkovní instalaci - DHT21, který je schopen provozu při teplotách pod nulou a je chráněn před mechanickým poškozením.
2. Na některých deskách mikroprocesorů Arduino, když jsou k nim připojená relé zkratována, COM port selže. Z tohoto důvodu nelze skicu načíst do mikrokontroléru: jakmile začne nahrávání, procesor se restartuje. Současně relé cvakne, COM port se vypne a proces načítání náčrtu se zastaví.
3. Okenní/dveřní senzor občas dává překvapení v podobě falešných poplachů. S ohledem na to je náčrt napsán tak, že systém provede požadovanou akci pouze při příjmu několika signálů za sebou.
4. Pro nastavení řízení procesu pomocí klapek si někteří uživatelé z důvodu nezkušenosti objednají místo mikrofonu detektor zvuku s manuálním nastavením prahu. Tato součástka není pro tyto účely vhodná, protože má příliš krátký dosah: tleskat nesmíte dále než 10 cm od detektoru. Tento snímač navíc vysílá signály v pulsech krátkého trvání, takže pokud vznikne rozsáhlá skica, jejíž zpracování trvá poměrně dlouho, mikrokontrolér je prostě nestihne zaznamenat.
5. Požární poplachové zařízení by mělo používat spíše detektor kouře než detektor požáru. Ten zaregistruje plamen ne dále než 30 cm od sebe.
6. V případě poruchy mikrokontroléru nebo chyby v kódu je lepší použít normálně sepnutá relé s ručními spínači zapojenými do série.

Aby se předešlo nákupu nekvalitních komponentů, doporučují zkušení uživatelé nejprve prostudovat recenze o nich zveřejněné na internetu. Levné senzory lze zakoupit v několika variantách, abyste si sami vyzkoušeli, který z nich funguje nejlépe.

Systém chytré domácnosti od společnosti Arduino možná není nejkvalitnější, ale nejširší výběr komponent a jejich dostupná cena z něj rozhodně udělaly jeden z nejoblíbenějších. Pomocí našich tipů se rychle naučíte vytvářet projekty Arduino, automatizovat různé domácí procesy.

Arduino je populární vývojová platforma pro elektronické inženýry a jejich elektronické projekty jednoduchým způsobem. Skládá se jak z fyzické programovatelné vývojové desky (založené na mikrokontrolérech AVR), tak z části softwaru nebo IDE, které běží na vašem počítači a slouží k zápisu a nahrávání kódu na desku mikrokontroléru. Tento článek pojednává o populárních, neobvyklých a jednoduchých projektech Arduino.

Nejprve se podívejme na nejoblíbenější projekty Arduino:

1. MIDI ovladač je nejjednodušší z populárních Arduino projektů. MIDI kontroléry jsou skvělý způsob, jak ovládat různé zvuky na vašem počítači pomocí fyzického hardwaru. Toto je docela stará technologie a můžete si koupit všechny druhy skvělých MIDI ovladačů v téměř každém hudebním obchodě. Pokud si ale nechcete kupovat MIDI kontrolér, můžete si vyrobit vlastní pomocí Arduina. Jakmile jej vytvoříte, budete moci ovládat všechny své zásahy, pípání a přechody přes USB.
2. Senzor Ambilight na LCD displeji (viz foto výše). Přidání malého podsvícení LCD displeje je skvělý způsob, jak učinit váš zážitek ze sledování filmů o něco více pohlcující. Konečným výsledkem je systém sledování filmů s fascinujícími efekty.
3. Správa zařízení vysokého napětí pomocí Arduina. Na konci projektu budete moci ovládat své domácí spotřebiče jako LED, ventilátor, žárovku a tak dále. Můžete upravit čas, kdy se tyto spotřebiče zapínají a vypínají. Tento projekt využívá jeden z nejpopulárnějších modulů, tj. 2 kanálový reléový modul, který se široce používá k ovládání vysokonapěťových zařízení pomocí nízkonapěťových signálů. Takže v tomto projektu se naučíte, jak používat 2 kanálový reléový modul s Arduinem a jeho obvodem.
4. . Návrh projektu je poměrně jednoduchý. Hlavním účelem zařízení je změřit hodnotu okolní teploty a následně ji vytisknout na LCD pomocí Arduina a termistoru. Termistor je typ proměnného odporu, který mění svůj odpor podle okolní teploty. Takže ano, můžete to udělat, aby to fungovalo jako LDR (Light Dependent Resistor) s jedním rozdílem. Zatímco LDR mění svůj odpor podle intenzity světla, odpor termistoru závisí na okolní teplotě.

Nejneobvyklejší projekty

Nyní přejděme k neobvyklým projektům využívajícím mikroprocesor Arduino:

1. Snadná robotická hračka PipeBot. Pokud hledáte jednodušší projekt, možná takový, na kterém můžete pracovat se svými dětmi, zvažte vytvoření hračky PipeBot. Budete potřebovat pouze materiály, které budete mít vždy po ruce. Jakmile jej postavíte, obdržíte svinovací trubici, kterou můžete ovládat pomocí smartphonu.
2. 3D skener. Hobbyist developer Richard vytvořil tento projekt, aby skenoval 3D modely svých dětí. Toto je vlastně docela revoluční design, protože nenutí lidi, aby při skenování dlouho stáli na místě. Místo toho tento 3D skener okamžitě pořídí více fotografií z různých úhlů a shromáždí obrázky jako 3D sken. Richard Scanner je sestaven se 40 piny Pis, kamerami s 40 piny Pi a 40 8GB SD kartami. Takže, jak si dokážete představit, tento projekt se během okamžiku vyplatí.
3. Přístupnost pro osoby se zdravotním postižením. Pomocí zařízení podobného Arduinu zvanému Tongueduino, které vyvinul výzkumník z MIT Gershon Doublon, se informace posílají na podložku s elektrodami uspořádanými v mřížce. Tato podložka se vejde do úst uživatele. Po připojení k elektronickému senzoru převádí podložka signály ze senzoru na malé pulzy elektrického proudu přes mřížku, kterou jazyk čte, podobně jako vzor lidského jazyka. Je známo, že jazyk má extrémně husté smyslové rozlišení, stejně jako vysoký stupeň neuroplasticity, schopnost přizpůsobit se každému jedinci. Výzkum ukázal, že elektrotaktilní jazykové displeje mohou být použity jako zrakové protézy pro nevidomé. Uživatelé se rychle naučí číst a orientovat se v přirozeném prostředí. Pomocí Tongueduino signály mapují prostorové mapy a mapy intenzity na počet pulzů v rámci. Uživatel Tongueduina dokáže identifikovat pixely a čáry nakreslené na mřížce 3x3 kolegou na počítači. Konečným cílem je posunout se od prosté náhrady zraku k větší senzorické augmentaci. Spojení s magnetometrem může uživateli poskytnout vnitřní smysl pro směr.

Nejjednodušší projekty pro začátečníky

Zde jsou příklady několika jednoduchých domácích produktů využívajících Arduino, které zvládne i osoba nezkušená v navrhování elektronických zařízení:

1. . RFID je zkratka pro Radio Frequency Identification. Každá RFID karta má v sobě zabudovaný jedinečný identifikátor a ke čtení RFID karty č. Čtečka EM-18 RFID pracuje na 125 kHz, je dodávána s vestavěnou anténou a může být napájena 5V napájecím zdrojem. Poskytuje sériový výstup spolu s výstupem Weigand. Rozsah je cca 8-12 cm Parametry sériové komunikace jsou 9600 bps, 8 datových bitů, 1 stop bit. Tato bezdrátová RF identifikace se používá v mnoha systémech.
2. Slavný projekt Arduino je . Spínač snímače náklonu je elektronické zařízení, které snímá orientaci objektu a podle toho vytváří jeho výstup, vysoký nebo nízký. Obsahuje rtuťovou kuličku, která se pohybuje. Snímač náklonu tedy může obvod zapnout nebo vypnout v závislosti na orientaci. V tomto projektu propojujeme senzor Mercury/Tilt s Arduino UNO. LED a bzučák ovládáme podle výstupu snímače náklonu. Kdykoli nakloníme senzor, alarm se zapne.
3. Na Arduinu se dělá základní projekt - . S jednoduchou znalostí Arduina a obvodu rozdělovače napětí můžeme z Arduina udělat digitální voltmetr a měřit vstupní napětí pomocí Arduina a 16x2 LCD. Arduino má několik analogových vstupních pinů, které se připojují k analogově-digitálnímu převodníku (ADC) uvnitř Arduina. Arduino ADC je desetibitový převodník. To znamená, že výstupní hodnota bude v rozsahu od 0 do 1023. Tuto hodnotu získáme pomocí funkce analogPřečíst. Pokud znáte referenční napětí, můžete snadno vypočítat aktuální napětí na analogovém vstupu. Pro výpočet vstupního napětí můžeme použít obvod děliče napětí.

Arduino je velmi oblíbené mezi všemi nadšenci do designu. Měli by se s ní seznámit i ti, kteří o ní nikdy neslyšeli.

Co je Arduino?

Jak můžete stručně popsat Arduino? Nejlepší slova by byla: Arduino je nástroj, který lze použít k vytváření různých elektronických zařízení. V podstatě se jedná o skutečnou univerzální hardwarovou výpočetní platformu. Lze jej použít jak pro konstrukci jednoduchých obvodů, tak pro realizaci poměrně složitých projektů.

Návrhář vychází z jeho hardwaru, kterým je vstupně-výstupní deska. K programování desky se používají jazyky, které jsou založeny na C/C++. Nazývají se Processing/Wiring. Od skupiny C zdědili extrémní jednoduchost, díky které je velmi rychle zvládne každý člověk a uplatnění znalostí v praxi není dosti podstatný problém. Abyste pochopili snadnost práce, často se říká, že Arduino je pro začínající kouzelníky-designéry. Arduino deskám rozumí i děti.

Co na něm můžete sbírat?

Aplikace Arduina jsou poměrně rozmanité, lze jej použít jak pro nejjednodušší příklady, které budou doporučeny na konci článku, tak pro docela složité mechanismy včetně manipulátorů, robotů nebo výrobních strojů. Některým řemeslníkům se daří používat takové systémy k výrobě tabletů, telefonů, domácích sledovacích a bezpečnostních systémů, systémů pro chytrou domácnost nebo jednoduše počítačů. Arduino projekty pro začátečníky, se kterými mohou začít i ti bez zkušeností, jsou na konci článku. Lze je dokonce použít k vytvoření primitivních systémů virtuální reality. To vše díky poměrně všestrannému hardwaru a možnostem, které programování Arduino poskytuje.

Kde mohu koupit komponenty?

Komponenty vyrobené v Itálii jsou považovány za originální. Cena takových stavebnic ale není nízká. Řada společností nebo dokonce jednotlivců proto vyrábí řemeslné metody zařízení a komponent kompatibilních s Arduino, kterým se vtipně říká produkční klony. Při nákupu takových klonů nelze s jistotou říci, že budou fungovat, ale touha ušetřit peníze si vybírá svou daň.

Komponenty lze zakoupit buď jako součást stavebnice nebo samostatně. Existují dokonce předpřipravené stavebnice pro sestavení aut, vrtulníků s různými typy ovládání nebo lodí. Sada, jako je ta na obrázku výše, vyrobená v Číně, stojí 49 dolarů.

Více o vybavení

Deska Arduino je jednoduchý mikrokontrolér AVR, který byl flashován bootloaderem a má minimální požadovaný port USB-UART. Jsou zde i další důležité složky, ale v rámci článku by bylo lepší zaměřit se pouze na tyto dvě složky.

Nejprve o mikrokontroléru, mechanismu postaveném na jediném obvodu, ve kterém je umístěn vyvinutý program. Program lze ovlivňovat mačkáním tlačítek, přijímáním signálů ze součástí stvoření (odpory, tranzistory, senzory atd.) atd. Navíc mohou být senzory velmi odlišné svým účelem: osvětlení, zrychlení, teplota, vzdálenost, atd. tlak, překážky atd. Jednoduché díly lze použít jako zobrazovací zařízení, od LED a výškových reproduktorů až po složitá zařízení, jako jsou grafické displeje. Uvažovanou kvalitou jsou motory, ventily, relé, serva, elektromagnety a mnoho dalších, jejichž seznam by zabral velmi, velmi dlouho. MK pracuje přímo s některými z těchto seznamů pomocí spojovacích vodičů. Některé mechanismy vyžadují adaptéry. Jakmile ale začnete navrhovat, těžko se odtrhnete. Nyní si povíme něco o programování Arduina.

Zjistěte více o procesu programování desky

Program, který je již připraven ke spuštění na mikrokontroléru, se nazývá firmware. Může existovat buď jeden projekt, nebo projekty Arduino, takže by bylo vhodné uložit každý firmware do samostatné složky, aby se urychlil proces hledání potřebných souborů. Na krystal MK je nanesen pomocí specializovaných zařízení: programátorů. A tady má Arduino jednu výhodu – nepotřebuje programátora. Vše je provedeno tak, aby programování Arduina pro začátečníky nebylo obtížné. Zapsaný kód lze načíst do MK přes USB kabel. Této výhody nedosahuje nějaký předem sestavený programátor, ale speciální firmware – bootloader. Bootloader je speciální program, který se spustí ihned po připojení a poslouchá, zda existují nějaké příkazy, zda flashovat krystal, zda existují projekty Arduino nebo ne. Použití bootloaderu má několik velmi atraktivních výhod:

1. Použití pouze jednoho komunikačního kanálu, což nevyžaduje dodatečné časové náklady. Projekty Arduino tedy nevyžadují připojení mnoha různých vodičů a při jejich používání bude zmatek. K úspěšnému provozu stačí jeden USB kabel.
2. Ochrana před křivýma rukama. Je docela snadné uvést mikrokontrolér do cihlového stavu pomocí přímého firmwaru, nemusíte tvrdě pracovat. Při práci s bootloaderem se nedostanete k potenciálně nebezpečným nastavením (samozřejmě s pomocí vývojového programu, jinak lze vše rozbít). Arduino pro začátečníky je proto určeno nejen z toho hlediska, že je srozumitelné a pohodlné, ale také vám umožní vyhnout se nechtěným finančním výdajům spojeným s nezkušeností člověka, který s nimi pracuje.

Projekty do začátku

Když získáte sadu, páječku, kalafunu a pájku, neměli byste okamžitě vyřezávat velmi složité struktury. Samozřejmě je můžete vyrobit, ale šance na úspěch v Arduinu pro začátečníky je u složitých projektů poměrně nízká. Chcete-li trénovat a zlepšovat své dovednosti, můžete zkusit implementovat několik jednodušších nápadů, které vám pomohou pochopit interakci a fungování Arduina. Jako první kroky při práci s Arduinem pro začátečníky vám můžeme poradit, abyste zvážili:

1. Vytvořte si takový, který bude fungovat díky Arduinu.
2. Připojení samostatného tlačítka k Arduinu. V tomto případě to můžete udělat tak, že tlačítkem lze od bodu č.1 upravovat svit LED.
3. Připojení potenciometru.
4. Ovládání servopohonu.
5. Připojení a práce s tříbarevnou LED.
6. Připojení piezoelektrického prvku.
7. Připojení fotorezistoru.
8. Připojení pohybového senzoru a signálů o jeho činnosti.
9. Připojení čidla vlhkosti nebo teploty.

Projekty do budoucna

Je nepravděpodobné, že byste měli zájem o Arduino za účelem připojení jednotlivých LED. Nejspíš vás láká možnost vytvořit si vlastní auto, nebo létající točnu. Tyto projekty se obtížně realizují a budou vyžadovat spoustu času a vytrvalosti, ale jakmile je dokončíte, získáte to, co chcete: cenné zkušenosti s designem Arduino pro začátečníky.