Skvělé projekty na arduinu. Vytvoření projektu na Arduinu. Arduino UNO: I/O porty, napájení

Většina elektrotechniků upřednostňuje stavět své projekty na bázi mikrokontroléru, o kterém jsme již několikrát psali. V následujícím článku se podíváme na jednoduché návrhy elektronických zařízení pro začátečníky a nejneobvyklejší projekty založené na zmíněném mikrokontroléru.

Nejprve se vyplatí seznámit se s funkčností mikroprocesoru Arduino Uno, na kterém je postavena většina projektů, a také zvážit důvody výběru tohoto zařízení. Níže jsou uvedeny faktory, proč by si začínající vynálezce měl vybrat Arduino uno:

1. Docela snadno použitelné rozhraní. Je jasné, kde je kontakt a kam připevnit propojovací vodiče.
2. Čip na desce se připojuje přímo do USB portu. Výhodou tohoto nastavení je, že sériová komunikace je velmi jednoduchý protokol, který obstál ve zkoušce času, a díky USB je připojení k moderním počítačům velmi pohodlné.
3. Je snadné najít centrální část mikrokontroléru, kterou je čip ATmega328. Má více hardwarových funkcí, jako jsou časovače, externí a interní přerušení, piny PWM a více režimů spánku.
4. Zařízení je open source, takže velké množství radioamatérů může opravit chyby a problémy v softwaru. To usnadňuje ladění projektů.
5. Takt je 16 MHz, což je dostatečně rychlé pro většinu aplikací a nezrychluje mikrokontrolér.
6. Je velmi pohodlné ovládat výkon uvnitř a má vestavěnou funkci regulace napětí. Mikrokontrolér lze také odpojit od USB portu bez externího zdroje napájení. Můžete připojit externí zdroj až do 12 V. Potřebné napětí si navíc sám určí mikroprocesor.
7. Dostupnost 13 digitálních kontaktů a 6 analogových kontaktů. Tyto piny umožňují připojit zařízení k desce Arduino uno z médií třetích stran. Piny se používají jako klíč pro rozšíření výpočetního výkonu Arduina uno v reálném světě. Jednoduše připojte svá elektronická zařízení a senzory ke konektorům, které odpovídají každému z těchto pinů.
8. K dispozici je hlavička ICSP, která obchází USB port a rozhraní přímo s Arduinem jako sériovým zařízením. Tento port je nutný k resetování čipu, pokud dojde k jeho poškození a již jej nelze na vašem počítači používat.
9. Dostupnost 32 KB flash paměti pro uložení vývojářského kódu.
10. LED na desce se připojuje k digitálnímu kolíku 13 pro rychlé odladění kódu a zjednodušení procesu.
11. Nakonec má tlačítko pro reset programu na čipu.

Arduino vytvořili v roce 2005 dva italští inženýři, David Cuartilles a Massimo Banzi, s cílem umožnit studentům naučit se programovat mikrokontrolér Arduino uno a zlepšit své elektronické dovednosti a používat je v reálném světě.

Arduino uno dokáže snímat prostředí přijímáním vstupů z různých senzorů a je schopno ovlivňovat prostředí a další akční členy. Mikrokontrolér je naprogramován pomocí programovacího jazyka Arduino (založeného na zapojení) a vývojového prostředí Arduino (založeného na zpracování).

Nyní přejděme přímo k projektům na Arduinu uno.

Nejjednodušší projekt pro začátečníky

Podívejme se na pár jednoduchých a zajímavých projektů Arduino uno, které zvládnou i začátečníci v tomto oboru – poplašný systém.

Již jsme udělali lekci o tomto projektu -. Stručně o tom, co se dělá a jak.

Tento projekt využívá pohybový senzor k detekci pohybů a vysokých emisí a vizuální displej skládající se z blikajících LED světel. Samotný projekt vám představí několik doplňků, které jsou součástí sady Arduino Beginner Kit, a také nuance používání NewPing.

Je to knihovna Arduino, která vám pomůže ovládat a testovat váš sonarový senzor vzdálenosti. I když to není úplně úplná ochrana domácnosti, nabízí ideální řešení pro ochranu malých prostorů, jako jsou ložnice a koupelny.

Pro tento projekt vás bude potřeba:

1. Ultrazvukový ping senzor – HC-SR04.
2. Piezo bzučák.
3. LED pásek.
4. Automobilové osvětlení pomocí RGB pásku. V tomto tutoriálu projektu Arduino se naučíte, jak vyrobit RGB osvětlení interiéru auta pomocí desky Arduino uno.

Mnoho automobilových nadšenců rádo přidává další světla nebo upgraduje vnitřní žárovky na LED, ale s platformou Arduino si můžete užít více ovládání a detailů pomocí výkonných LED a světelných pásů.

Barvu osvětlení můžete změnit pomocí zařízení Android (telefonu nebo tabletu) pomocí aplikace " Bluetooth RGB ovladač” (Dev Next Prototypes), kterou si můžete zdarma stáhnout z obchodu Android Play. Můžete také najít elektronický obvod EasyEDA nebo si objednat vlastní obvod na bázi Arduina na PCB.

Úžasné projekty Arduino Uno

Většina profesionálů v oblasti vývoje elektronických projektů na Arduinu uno ráda experimentuje. V důsledku toho se objevují zajímavá a překvapivá zařízení, která jsou popsána níže:

1. Přidání IR dálkového ovládání k systému reproduktorů. Ve spotřební elektronice je dálkový ovladač součást elektronického zařízení, jako je televize, DVD přehrávač nebo jiný domácí spotřebič, sloužící k bezdrátovému ovládání zařízení na krátkou vzdálenost. Dálkové ovládání je především pohodlné pro člověka a umožňuje vám pracovat se zařízeními, která nejsou vhodná pro přímé ovládání ovládacích prvků.
2. Poplach. K získání přesného času se používají hodiny reálného času. Zde tento systém zobrazuje datum a čas na LCD displeji a pomocí ovládacích tlačítek můžeme nastavit budík. Jakmile nastane čas budíku, systém vydá zvukový signál.
3. Krokový motor. znamená přesný motor, který lze otáčet po jednotlivých krocích. Takové zařízení se vyrábí pomocí robotiky, 3D tiskáren a CNC strojů.

   Pro tento projekt si pořiďte nejlevnější krokový motor, který najdete. Motory jsou dostupné online. Tento projekt používá krokoměr 28byj-48, který je vhodný pro většinu dalších podobných projektů. Je snadné se připojit k desce Arduino.
   - Budete potřebovat 6 kabelů s konektory samice na samce. Stačí připojit motor k desce a je to! Můžete také přidat malý kousek pásky na rotační hlavu, abyste viděli, že vytváří rotační pohyb.

4. Ultrazvukový snímač vzdálenosti. Tento projekt využívá populární , takže se zařízení může vyhýbat překážkám a pohybovat se různými směry.

Po dokončení práce se výsledek vašich akcí objeví na obrazovce. Aby věci byly jednoduché a jasné, doporučuje se použít LCD s I2C převodníkem, takže pro připojení k desce Arduino potřebujete pouze 4 kabely.

Dnes budeme mluvit o semafor zapnutý na adresovatelných LED diodách DigiSpark a WS2812 . Toto je druhá verze semafor. O tom prvním jsem mluvil zde. První verze se ukázala jako docela pohodlná a skládala se z méně dílů. Proč jsem se rozhodl udělat druhou verzi? Faktem je, že krabička je na baterie, které jsem použil v první verzi semafor na Arduinu, se stal velmi drahý. Někteří prodejci to prodávají za 5 dolarů na . Dražší než veškerá ostatní elektronika. Rozhodl jsem se tedy vyměnit krabičku za levnější. A jednou jsem musel předělat tělo. Rozhodl jsem se změnit velikost samotného semaforu a udělat ho větší než první verze. Také v noze semafor přidána kovová tyč pro zvýšení tuhosti.

Budík na Arduinu. Tělo je vyrobeno ze stavebnic LEGO. LEGO Arduino

Moje 5leté dítě přišlo ze školky a řeklo, že bylo požádáno, aby udělal projekt na chytrá zařízení v domě. Tělo lze vyrobit z jakékoli dostupné stavebnice. Lze vyrobit z LEGO návrhář. Po chvíli přemýšlení jsme se se synem rozhodli tak učinit budík na Digisparku A 7 segmentový indikátor na TM1637 S hodiny reálného času DS3231.

Nové projekty Arduino a projekty vyrobené na CNC stroji

Léto skončilo. A čas na rozvoj Projekty Arduino stát se větším. A dnes mám v plánu mluvit o svém nové projekty na které dělám Arduino a vaše domácí CNC stroj. Projekty jsou stále ve fázi vývoje a nemají finální hotovou podobu. Ale přesto jsem se rozhodl o nich mluvit, abych slyšel názor zvenčí.

Semafor na Digispark a adresovatelné LED WS2812 - semafor Arduino

V předchozím článku: " » O vývoji jsem již mluvil semafor a že jsem nebyl schopen ho plně zprovoznit a zprovoznit. Po několika týdnech jsem ji dokončil a nyní jsem připraven ji prezentovat domácí semafor pomocí adresovatelných LED diod Arduino a WS2812.

Všechny přířezy na tělo jsem si nařezal sám domácí CNC stroj.

Neúspěšné projekty Arduino lamp a semaforů

Jakýkoli vývoj vede k neúspěšným a středně pokročilým modelům. Které nesplňují všechny potřeby a očekávání.

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, nabíjení ze 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 je ke stažení na oficiálních stránkách. 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, když je zdroj napájení odpojen od desky, všechna data budou 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.

Arduino je malé elektronické zařízení skládající se z jediné desky plošných spojů, které je schopné ovládat různé senzory, elektromotory, osvětlení, vysílat a přijímat data... Arduino je celá rodina zařízení různých velikostí a schopností. A také je to celá zoologická zahrada klonů Arduina a svět zařízení kompatibilních s Arduino. Ale pojďme mluvit o všem popořadě.

1 "Mozek" Arduino

„Mozkem“ Arduina je mikrokontrolér rodiny Atmega. Mikrokontrolér je mikroprocesor s pamětí a různými periferními zařízeními, implementovaný na jediném čipu. Ve skutečnosti se jedná o jednočipový mikropočítač, který je schopen provádět relativně jednoduché úkoly. Různé modely z rodiny Arduino jsou vybaveny různými mikrokontroléry.

Atmega328 - mozek Arduino UNO

Na fotografii je mikrokontrolér Atmega328. Takové mikrokontroléry stojí Arduino UNO A Arduino Nano(ale v jiné budově).

2 "Ruce" Arduino

Ale k čemu je mozek, když nemá ruce? V tomto případě jsou to ruce elektrické svorky, umístěný po obvodu desky Arduino. Existují desky s více kolíky a některé s méně. Například největší deska v rodině Arduino je Arduino Mega- má více než 70 nezávislých výstupů a nejmenší - Arduino Pro Mini- celkem 22 kolíků.

Na fotografii je srovnání Arduino Mega a Arduino Pro Mini. Dokážete si představit, co by člověk mohl dělat s tolika rukama, kolik je Arduino Mega pinů?

3 Digitální a analogové závěry

Ne všechny piny Arduina jsou stejné. Existují závěry digitální, ale existuje analogový. Základní rozdíl mezi nimi je v tom, že digitální piny mohou mít pouze dvě hodnoty: buď logickou „1“ (PRAVDA, od 3 do 5 voltů) nebo logickou „0“ (NEPRAVDA, od 0 do 1,5 voltu) a na analogových pinech , je rozsah od logické „1“ do „0“ rozdělen do mnoha malých částí.

Proč je to nutné? Podívejme se na takový jasný příklad. Pokud připojíte LED k digitálnímu pinu Arduina a použijete logickou „1“ na výstup, LED se rozsvítí s maximálním jasem; Pokud použijete "0", LED zhasne. Neexistují žádné mezilehlé možnosti. Pokud je LED připojena k analogovému výstupu, lze jas LED plynule ovládat. V praxi se k analogovým výstupům nejčastěji připojují nějaké analogové snímače.

4 Co může ovládat? Arduino

Výsledkem je, že takový počet „ramen“ na Arduinu vám umožňuje připojit k němu obrovské množství různých periferních zařízení. Mezi nimi například:

• tlačítka, jazýčkové spínače a joysticky,
• LED a fotodiody,
• mikrofony a reproduktory,
• elektromotory a serva,
• LCD displeje,
• čtečky rádiových značek (RFID a NFC),
• moduly bluetooth, WiFi a Ethernet,
• čtečky SD karet,
• rádiové přijímače a rádiové vysílače,
• GPS a GSM moduly...

A také desítky různých senzorů:

• osvětlení,
• magnetické pole,
• ultrazvukové a laserové dálkoměry,
• gyroskopy a akcelerometry,
• senzory složení kouře a vzduchu,
• senzory tlaku, teploty a vlhkosti...

A mnohem, mnohem víc

To vše dělá z Arduina univerzální systémové jádro, které lze konfigurovat zcela jiným způsobem. Chcete vyrobit rádiem ovládané krmítko pro domácí mazlíčky? Prosím! Chcete, aby se okno na vaší lodžii zavřelo, když začne pršet? Prosím! Chcete ovládat jas osvětlení v místnosti ze svého chytrého telefonu? Snadno! Chcete dostávat upozornění e-mailem, pokud půda vašich pokojových rostlin příliš vyschne? A to je možné!

Na fotografii je pouze nepatrná část periferií, které lze k Arduinu připojit. Ve skutečnosti je jich mnohem, mnohem více.

5 Sdělení s Arduinem

Jak procesor ví, co přesně má dělat? Měl bys mu to říct. Psaní zpráv pro Arduino se nazývá programování. Existuje jazyk pro komunikaci s mikrokontrolérem, zjednodušený a přizpůsobený speciálně pro Arduino. Zvládnout tento jazyk není vůbec těžké, pokud máte chuť a určitou vytrvalost, i když jste nikdy předtím neprogramovali.

A pro zjednodušení tohoto procesu bylo vyvinuto speciální softwarové prostředí - Arduino IDE. Obsahuje desítky příkladů dobrých, fungujících programů. Po jejich prostudování se velmi rychle naučíte mnoho o komunikačním jazyce s Arduinem.

Arduino umožní vašim programům přesunout se z virtuálního světa do světa skutečného. Budete moci vidět, jak programy, které napíšete, způsobí, že LED bliká nebo se otáčí motor, a pak dělat složitější a užitečnější věci. Arduino vám umožní naučit se spoustu nového a zajímavého jak v elektronice, tak v programování. Nakonec vám to může posloužit jako skvělý koníček, zábavná činnost s dětmi a skvělá a užitečná zábava.

Arduino a širokou škálu senzorů k němu si můžete objednat v čínském internetovém obchodě Ali-Express. Zde jsou ceny nižší, ale dodání trvá od 3 týdnů do 1,5 měsíce. Arduino si můžete objednat v obchodě s elektronikou Voltiq.ru. Ceny jsou zde o něco vyšší než v čínských internetových obchodech, ale nemusíte čekat celý měsíc. Dalším dobrým obchodem s elektronikou a robotikou je FastNVR.ru.

A nakonec se podívejte, jaké různé a úžasné projekty lze implementovat pomocí Arduina!

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?