Arduino: примеры того, что можно сделать
Arduino, на самом деле, — это разработка уникальных проектов на все случаи жизни.
Как я уже писал, представляет собой Arduino своеобразную плату с размещенным на ней микроконтроллером, которую можно без проблем программировать.
Невероятные проекты с Ардуино
Конечной целью данных манипуляций является обеспечение легкого управления многочисленными внешними устройствами. С внешним миром, данная плата взаимодействует посредством множества дополнений:
Это позволит сделать ее достаточно универсальной платформой для множества проектов само разного уровня — см. раздел на нашем сайте Уроки Ардуино. В настоящее время довольно много самых разных микроконтроллеров, среди которых Arduino пользуется особенной популярностью, что связано с активным размещением в сети самых невероятных проектов и разработок.
Для того, чтобы запросто реализовать одну из миллионов идей легко можно использовать самую актуальную информацию, которая доступна самостоятельно на многих сайтах. Ниже пример реализации одной из таких идей — рождественский колокольчик, которым можно управлять:
Как его сделать мы разберем на одном из следующих уроков.
В том случае, если нет даже незначительного опыта работы с микроконтроллерами (программирования и настройки), благодаря особенностям Ардуино можно запросто научиться самостоятельно, проведя сравнительно непродолжительные эксперименты. Ниже как раз предлагаю проанализировать некоторые возможности Ардуино, примеры того, где лучше всего использовать это уникальный конструктор.
Скетчи Arduino
Собственно, программа для микроконтроллера данного типа называется sketch. Состоит любая такая программа непосредственно из двух главных функций.
Setup
setup() – предусмотрено, что внутри данной функции, пользователь сможет задавать все ключевые настройки.
К примеру, определяется, какие выводы будут в дальнейшем работать на выход или вход, определение подключения конкретных библиотек, даже инициализация переменных, все это определяется посредством использования данного функционала.
Запуск осуществляется строго один раз в течение всего скетча, когда отмечается сам старт выполнения данной программы.
Loop
loop() – представляет собой основную функцию, которая осуществляется непосредственно после запуска (как раз в этом случае используется setup()).
Фактически, это и есть сама программа, данная функция будет выполняться в бесконечном режиме, пока пользователь не выключит питание устройства.
Примеры скетчей
Можно рассмотреть некоторые примеры скетчей, которые станут ориентиром при последующей работе оборудования. Каждый из примеров я постараюсь реализовать в следующих материалах. Сегодня же мы просто поговорим о возможностях.
Пример 1
Одним из интересных скетчей можно отображать само время работы контроллера, в дальнейшем принятие команды «blink», она предусмотрена для инициализации процедуры мигания светодиодных элементов.
Фактически, ничего особенно полезного в скетче нет, но в нем организована и возможность случайного вывода некоторой фразы «Data Received», она может использоваться в дальнейшем непосредственно для тестирования и анализа установленных правил работы модульного элемента.
Пример 2
Подключение специального датчика текущего уровня воды, датчика дождя. Для реализации конкретного проекта необходимо наличие:
- самого датчика воды,
- контроллера Arduino,
- комплекта соединительных проводов,
- компьютера с кабелями и программой IDE, соответствующей макетной платы.
В результате, благодаря сравнительно простой настройке микроконтроллера, обеспечивается создание оптимальных условий для работы датчика — см. проект в наших уроках.
Пример 3
Отдельного внимания заслуживает возможность осуществления вывода символов, последующая установка шрифтов на LCD5110, что позволит обеспечить максимально легкий и надежный контроль над состоянием самого оборудования.
Вывод и изменение шрифтов осуществляется посредством использования возможностей Arduino. Потребуется в этом случае использовать готовую библиотеку данных, а также исходный код.
Примеры использования Arduino
Рассматривая многочисленные примеры Ардуино, можно только удивиться творческому подходу разработчиков проектов и неординарной фантазии. Фактически, можно создать самые невероятные вещи, к примеру, тот же самый музыкальный проигрыватель с набором светодиодов.
Подобная разработка будет высоко оценена любителями музыки, позволяя создать не просто оригинальное звуковое сопровождение, но и дать возможность насладиться ярким, неординарным цветовым сочетанием.
Оценить проекты смогут даже домашние питомцы, к примеру, кошки. Поводом послужит автоматическая кормушка для котов, которая может быть разработана на основе обычного CD-плеера, например, и не только.
Среди преимуществ данного оборудования нужно отметить возможность дозированной подачи корма животному, теперь нет необходимости регулярно проверять количество еды в мисочке. Настраивается время открытия, после чего котик будет получать питательные продукты строго по установленному графику, наслаждаясь оригинальной задумкой своего хозяина.
Если говорить о совершенно необычных проектах, можно выделить автоматическое оснащение для цветка, который теперь сможет передавать информацию о своем текущем состоянии непосредственно в Твиттер. Делается все это посредством использования возможностей микроконтроллера Ардуино, который позволит передавать данные, непосредственно используя для этого подключение к сети Интернет. Как можно заметить, примеры могут быть самыми разными, на каждый из них я постараюсь обратить внимание в следующих статьях.
10 интересных вещей, которые можно сделать на Arduino
Если у вас есть тяга к технологиям (или ребёнок с такой тягой), рассмотрите Arduino. Эта штука озадачит вас и ребёнка на много часов, а на выходе получатся удивительные проекты.
Что за Arduino
Arduino — это программируемый микроконтроллер. То есть это плата, на которую можно записать вашу программу, и эта плата сможет управлять другими штуками: например, зажечь лампочку, издать звук, включить электроприбор, измерить температуру, отправить СМС.
На самом базовом уровне Arduino просто отправляет и считывает электрические импульсы. Например, можно подключить к нему термометр, и Arduino сможет считать температуру в комнате. А потом, в зависимости от программы, отправить сигнал на устройство, которое включит вентилятор.
Или можно подключить к Arduino датчик углекислого газа. Arduino можно научить считывать показания датчика каждые пять минут и, когда уровень углекислого газа превышает норму, запищать, замигать лампочкой или с помощью серии моторчиков открыть окно.
К Arduino есть много плат расширения и датчиков. Сферы применения платы почти безграничны: автоматизация, системы безопасности, умный дом, музыка, робототехника и многое другое. Вот что можно делать на этой умной итальянской плате и на её российских и зарубежных клонах.
1. Робот-бармен с Bluetooth-управлением
Сложность: 4/5.
Время: 5/5.
Незаменимое устройство для любой вечеринки: работает от восьми батареек, готовит много коктейлей и управляется без проводов. В основе механического бармена — плата Arduino, приводы для позиционирования шейкера и подачи напитков, датчики положений.
Главная сложность при изготовлении — инженерная. Нужно точно прикрутить все детали и соединить их между собой, чтобы ёмкость оказывалась точно под нужными бутылками.
Подробности: usamodelkina.ru.
2. Светящийся куб на 512 светодиодов
Сложность: 3/5.
Время: 3/5.
Красивая штука, которая может светиться в такт музыке как трёхмерный эквалайзер и показывать 3D-анимацию. А ещё это может работать как необычный ночник.
Для сборки понадобится деревянное шасси с отверстиями, чтобы каждый ярус был таким же по размеру и форме, что и остальные. Число светодиодов в каждой грани выбрано не случайно: 8 ламп = 8-битная логика, самая простая в программировании и управлении через контроллер.
Подробности: instructables.com.
3. Взломщик кодовых замков
Сложность: 5/5.
Время: 4/5.
Этот проект разработал хакер Сэми Камкар, и мы приводим его только в демонстрационных целях. Для взлома, кроме платы Arduino, автор взял серво- и шаговый двигатели для перебора комбинаций и соединил всё на самодельном шасси из алюминия. В основе алгоритма — простой перебор всех комбинаций, но робот это делает быстрее человека.
Подробности: YouTube.
4. Nod Bang — киваем головой и делаем бит
Сложность: 2/5.
Время: 3/5.
Идея в том, чтобы не просто кивать в такт музыке, а кивками самому генерировать звук. Эндрю Ли сделал специальное устройство, которое следит за положением головы и в момент наклона воспроизводит нужный звук.
В наушники он встроил акселерометр, кнопки отвечают за выбор звука, а Arduino — за воспроизведение звука на компьютере через MIDI-интерфейс. Чтобы всё выглядело эффектнее, у кнопок есть подсветка, и они тоже делают бит.
Подробности: YouTube.
5. Поющее растение
Сложность: 2/5.
Время: 2/5.
По сути это терменвокс, который сделали в виде растения. Все остальные принципы работы остались теми же: звук возникает при движении рук, и разные движения генерируют разную мелодию.
Плата регистрирует изменение амплитуды сигнала, для чего автор использует самодельный сенсорный детектор для анализа прикосновений к цветку. Кроме этого понадобилась плата расширения Gameduino и сам цветок.
Подробности: Vimeo.
6. Замок, который открывается на секретный стук
Сложность: 3/5.
Время: 2/5.
Интересная вещь для тех, кто хочет поиграть в шпионов или пускать в комнату только своих друзей. Замок распознаёт стук по двери и сравнивает его с базовым звучанием, которое установил владелец. Если совпадает — приводы отодвигают замок и дверь открывается, если нет — ничего не происходит, можно постучать заново.
Чтобы установить новый стук на открытие, нужно зажать кнопку на ручке и постучать по двери новым способом. Пьезосенсор распознаёт вибрации и записывает их в память платы.
Подробности: grathio.com.
7. Горшок для цветов с автополивом
Сложность: 4/5.
Время: 3/5.
Полезный горшок для тех, кто забывает полить цветы перед отъездом или просто не знает, как часто надо их поливать. Вся электроника, насосы и ёмкость для воды находятся внутри горшка. Для каждого растения можно запрограммировать свой режим полива в каждом горшке.
Основные характеристики чудо-горшка:
- встроенный резервуар для воды;
- датчик контроля уровня влажности почвы;
- насос для подачи воды;
- датчик уровня воды в резервуаре;
- светодиод, информирующий о недостатке воды в резервуаре.
Подробности: usamodelkina.ru.
8. Драм-машина
Сложность: 1/5.
Время: 2/5.
Простая драм-машина на Arduino. Проект интересен тем, что это не обычный перебор записанных семплов, а настоящая генерация звука с помощью встроенного железа. Ещё здесь есть анализатор спектра звука: через видеовыход можно посмотреть на диаграммы и частотные характеристики.
Математическая основа этого устройства — разложение в ряд Фурье, которое решается подключением стандартной библиотеки.
Подробности: YouTube.
9. Шагающий робот
Сложность: 2/5.
Время: 1/5.
Простой в изготовлении четырёхногий робот, который шагает и самостоятельно преодолевает препятствия в сантиметр высотой.
Чтобы его сделать, вам понадобятся сервомоторы для ног, немного проволоки и любой пластик, из которого делается шасси. Для питания — аккумулятор любой модели, который крепится на спине робота.
Подробности: xakep.ru.
10. Робот-пылесос
Сложность: 4/5.
Время: 5/5.
Дмитрий Иванов из Сочи собрал настоящий робот-пылесос, который делает всё то же самое, что и промышленные устройства, только с возможностью тонкой настройки под себя и свою квартиру.
Основные детали — плата Arduino, 6 инфракрасных датчиков, турбина с двигателем и щётками и аккумулятор. Ещё у робота есть датчики столкновения, которые помогают объезжать препятствия, и контроллер аккумулятора, который следит за уровнем батарей и предупреждает о том, что пылесос надо зарядить.
Подробности: habr.com.
что это такое? Популярно для начинающих
Вы можете использовать Arduino в реализации различных целей: от обучения до домашней автоматики, от научных целей до коммерчески доступных устройств, а также просто получать удовольствие (вы будете удивлены узнав насколько много применений люди придумывают и реализовывают для Ардуины). Благодаря его очень простому доступу к портам ввода / вывода Arduino, вы можете управлять множеством различных устройств, как дискретными так и аналоговыми. Например, вы можете измерять напряжение с помощью аналоговых входов или управлять двигателем постоянного тока с помощью дискретного выхода. Также Вы можете включать и выключать светодиод или реле, используя дискретные выходы и передавать / принимать данные на / от более сложных устройств, таких как модуль GSM. Задание (по крайней мере, большая часть) физики — измерить какую-либо физическую величину: Arduino датчики в этом смысле могут быть очень полезным инструментом и в смысле контроля за аппаратными измерениями и в качестве непосредственного измерительного устройства само по себе (для многих целей Arduino может быть достаточно точным, чтобы заменить профессиональные дорогие измерительные приборы).
Дизайн плат Arduino таков, что его форм-фактор (почти) не зависит от модели Arduino. В первых платах Arduino стояли довольно крупные по размеру микроконтроллеры; теперь микроконтроллер значительно уменьшили по габаритам, однако размер и форма платы Arduino остались все теми же (и даже, освободили много свободного места на ней). Это решение по неизменности размеров плат дало одно большое преимущество: сторонние производители периферии могут легко разрабатывать, производить и продавать модули, которые расширяют функциональные возможности любой Arduino, и пользователи могут легко подключить их к платам Arduino, включая начинающих пользователей.
На самом деле, эти платы, называемые модулями имеют набор контактов, которые просто подключить в соответствующие контакты на Arduino и нет необходимости в особых переподключениях выводов для нормальной работы модуля. Вы за несколько баксов можете купить, модули предназначенные для Интернет или GSM соединения, использования GPS, управления шаговыми двигателями и многого другого.
Используя Arduino, любой с довольно посредственными знаниями электроники имеет возможность с легкостью создавать комплексы электронных устройств: сложные электрические связи элементов электроники в этом случае конвертируются в программное обеспечение, следовательно, даже люди, не работавшие с аналоговыми и дискретными устройствами, такими как диоды, транзисторы, операционные усилители, интегральные схемы, логические порты, и т.д., могут реализовать интересные проекты. Начинающим программистам интернета вещей мега полезно попробовать работу с платформой Arduino. Учебные материалы по Arduino могут быть легко найдены в Интернете как реализации различных задач: выложены с открытым исходным кодом исходников проекта, люди стремятся делиться своими проектами с другими, так что любой может извлечь что-то интересное для себя из опыта другого.
Уроки Arduino для начинающих и профессионалов
Делаем автоматический счетчик отжиманий на АрдуиноСоздадим автоматический счетчик отжиманий на основе Ардуино с использованием датчика приближения Kemet SS-430.
Делаем первое простое программное обеспечение на PythonВ этом уроке мы создадим на основе языка программирования Python свое первое программное обеспечение с .exe файлом.
Сканирование QR-кодов в режиме реального времени с Raspberry PiИспользуем веб-камеру и Raspberry Pi 4 для извлечения информации из QR-кодов, создаем собственный код на Python.
Извлечение и отрисовка данных из базы данных MySqlВ этом уроке мы извлечем данные из базы данных MySQL и отобразим их на нескольких разных графиках.
Регистратор температуры и влажности на Raspberry Pi с mySQL и AndroidСоздаем регистратор температуры и влажности на основе Raspberry Pi, используя mySQL и Android-приложение для отслеживания показаний.
Как прошить загрузчик Arduino без программатораРазбираемся как прошить Arduino Uno R3 без какого-либо программатора для прошивки загрузчика в ATMEGA328P.
Считываем данные GPS на Raspberry Pi с помощью PythonПодключаем модуль GPS NEO-6M к Raspberry Pi и считываем данные с помощью языка программирования Python.
Управление Arduino через последовательный порт и PHPРазберемся как управлять светодиодом RGB через последовательный порт, используя PHP и компьютер, подключенный к Arduino через USB.
Система учета посетителей на основе Ардуино и модуля R305Делаем систему учета посетителей на основе модуля отпечатков пальцев R305 и платы Arduino Uno или Mega.
Как удаленно управлять Arduino с помощью приложения BlynkЗнакомимся с платформой Blynk и создаем проект в котором будем дистанционно управлять светодиодом со смартфона.
Световая сигнализация на основе Raspberry Pi и светодиодной лентыПодключаем Raspberry Pi к календарю Google через веб-сервис для активации сигнализации из светодиодной ленты.
Измеритель экспозиции для фотосъемки с использованием Arduino и Bh2750В этом небольшом уроке мы научимся делать экспонометр с использованием Arduino UNO и сенсорного модуля Bh250.
