Arduino проекты для дома

Содержание:

Где это я?

Arduino-проекты — это каталог интересных устройств, поделок и безделушек, сделанных на основе популярной платформы Arduino.

Вкратце: Arduino — это маленькая плата с маленьким процессором. У неё есть контакты, к которым можно подключать любые устройства: моторчики, лампочки, сенсоры, роутеры, динамики. Затем для управления всем этим, можно написать простую Arduino-программу и залить её на плату через USB. В итоге получается уникальное устройство, которое заставляет всех говорить «WOW!».

Arduino – аппаратная платформа для разработки устройств, с платой ввода/вывода и простой средой разработки на Processing/Wiring. Базируется на МК Atmel AVR (ATmega), большинство плат программируются через USB. Платы Arduino позволяют своими руками создавать различные устройства, являются хорошим инструментом для начинающих и обучения МК. Большинство устройств можно собрать даже не прибегая к помощи паяльника!
В данном разделе вы найдете различные интересные схемы и проекты для платформы Arduino, их клонов Freeduino, Seeeduino, а также плат Raspberry Pi, Python и др. Не забудьте посетить форум по Arduino

В этой статье вы найдете обзор инженерных проектов ардуино с кратким описанием каждого из них. Мы постарались не просто рассказать о проектах для начинающих, но и дать краткие комментарии с примерами и схемами реализации. Большинство проектов могут быть созданы с контроллерами Arduino Uno R3, Nano или Mega. Надеемся, что ваше знакомство с платформой продолжится, и вы сможете не только повторить уже существующие идеи, но и придумать свои решения, вдохновленные примерами.

Проекты Arduino для начинающих

Если посмотреть на все проекты ардуино, информация о которых доступна в интернете, то можно их разделить на несколько основных групп:

  • Начальные учебные проекты, не претендующие на какое-то важное практическое использование, но помогающие разобраться в разных аспектах платформы.
  • Мигающие светодиоды – маячок, мигалка, светофор и другие.
  • Проекты с датчиками: от простейших аналоговых до цифровых, использующих разнообразные протоколы для обмена данными.
  • Устройства регистрации и отображения информации.
  • Машины и устройства с сервоприводами и шаговыми двигателями.
  • Устройства с использованием различных беспроводных видов связи и GPS.
  • Проекты для автоматизации жилья – умные дома на Arduino, а также отдельные элементы управления домашней инфраструктурой.
  • Разнообразные автономные машины и роботы.
  • Проекты для исследования природы и автоматизации сельского хозяйства
  • Необычные и креативные – как правило, развлекательные проекты.
  • По каждой из этих групп можно найти множество самых разнообразных материалов в книгах и на сайтах. В этой статье мы начнем знакомство с описанием наиболее простых проектов, с которых рекомендуется стартовать начинающим.

    Как создавать проект на ардуино

    Проект Ардуино – это всегда сочетание электронной схемы, некоторых связанных друг с другом аппаратных и механических устройств, системы питания и программного обеспечения, управляющего всем этим хаосом. Поэтому приступая к работе, вы должны твердо понимать, что создавая устройство в одиночестве, вы должны будете стать и программистом, и электронщиком, и конструктором.

    Если речь идет не об учебном проекте, то вы обязательно столкнетесь со следующими этапами реализации с такими вот задачами:

    • Придумать что-то, что будет полезно и (или) интересно для окружающих. Даже самый простой проект несет какую-то пользу – как минимум, он помогает изучать новые технологии.
    • Собрать схему, подключить модули друг к другу и к контроллеру.
    • Написать скетч (программу) в специальной среде и загрузить ее в контроллер.
    • Проверить, как все работает вместе, и исправить ошибки.
    • После тестирования – готовиться к созданию готового устройства. Это означает, нужно собрать устройство в каком-то пригодном для эксплуатации корпусе, предусмотреть систему питания, связи с окружающей средой.
    • Если вы собираетесь распространять созданные вами устройства, то придется также заняться дизайном, системой транспортировки, задуматься о безопасности использования необученными пользователями и обучением этих самых пользователей.
    • Если ваше устройство работает, оно протестировано и обладает какими-то преимуществами перед другими решениями, то можно попытаться сделать из вашего инженерного уже бизнес-проект, попробовать привлечь инвестиции.
    Читайте также:  Как отремонтировать замок в металлической двери самому

    Каждый из этих этапов создания проекта достоин отдельной статьи. Но мы уделим главное внимание этапам сборки электронных схем (основы электроники) и программирования контроллера.

    Электронные схемы

    Электронные схемы обычно собираются с применением макетных плат, скрепляющих элементы друг с другом без пайки и скрутки. О том, как работают модули и схемы подключения можно узнать на нашем сайте. Обычно в описании проекта указаны способы монтажа деталей. Но для большинства популярных модулей есть уже десятки готовых схем и примеров в интернете.

    Программирование

    Создание и прошивка скетчей производится в специальной программе – среде программирования. Наиболее популярной версией такой среды является Arduino IDE. На нашем сайте вы сможете найти информацию о том, как скачать, установить и настроить эту программу.

    Где купить все необходимое

    Мы собрали ссылки Aliexpress на стартовые наборы Arduino Starter Kit, в которых есть все самое необходимое для создания своих первых проектов.

    Простые проекты Ардуино

    Давайте начнем наш обзор с традиционно самых простых, но очень важных проектов, включающих в себя минимальное количество элементов: светодиоды, резисторы и, конечно же, плату ардуино. Все примеры рассчитаны на использование Arduino Uno, но с минимальными изменениями будут работать на любой плате: от Nano и Mega до Pro, Leonardo и даже LilyPad.

    Проект с мигающим светодиодом – маячок

    Все без исключения учебники и пособия для начинающих по ардуино стартуют с примера мигания светодиодом. Этому есть две причины: такие проекты требуют минимального программирования и их можно запустить даже без сборки электронной схемы – уж что-что, а светодиод есть на любой плате ардуино. Поэтому и мы не станем исключением – давайте начнем с маячка.

    Нам понадобится:

    • Плата Ардуино Uno, Nano или Mega со встроенным светодиодом, подключенным к 13 пину.
    • И все.

    Что должно получиться в итоге:

    Светодиод мигает – включается и выключается через равные промежутки времени (по умолчанию – 1 сек). Скорость включения и выключения можно настраивать.

    Схема проекта

    Схема проекта довольно проста: нам нужен только контроллер ардуино со встроенным светодиодом, подсоединенным к пину 13. Именно этим светодиодом мы и будем мигать. Подойдут любые популярные платы: Uno, Nano, Mega и другие.

    Подсоединяем Arduino к компьютеру, убеждаемся, что плата ожила и замигала загрузочными огоньками. Во многих платах «мигающий» скетч уже записан в микроконтроллер, поэтому светодиод может начать мигать сразу после включения.

    Программирование в проекте Ардуино

    Если в вашей плате нет загруженного скетча маячка – не беда. Можно легко загрузить уже готовый пример, доступный в среде программирования Ардуино.

    Открываем программу Arduino IDE, убеждаемся, что выбран нужный порт.

    Проверка порта Ардуино – выбираем порт с максимальным номером

    Затем открываем уже готовый скетч Blink – он находится в списке встроенных примеров. Откройте меню Файл, найдите подпункт с примерами, затем Basics и выберите файл Blink.

    Открываем пример Blink в Ардуино IDE

    В открытом окне отобразится исходный код программы (скетча), который вам нужно будет загрузить в контроллер. Для этого просто нажимаем на кнопку со стрелочкой.

    Кнопки компиляции и загрузки скетча Информация в Arduino IDE – Загрузка завершена

    Ждем немного (внизу можно отследить процесс загрузки) – и все. Плата опять подмигнет несколькими светодиодами, а затем один из светодиодов начнет свой размеренный цикл включений и выключений. Можно вас поздравить с первым загруженным проектом!

    Проект маячка со светодиодом и макетной платой

    В этом проекте мы создадим мигающий светодиод – подключим его с помощью проводов, резистора и макетной платы к ардуино. Сам скетч и логика работы останутся таким же – светодиод включается и выключается.

    Графическое изображение схемы подключения доступно на следующем рисунке:

    Другие идеи проектов со светодиодами:

    • Мигалка (мигаем двумя свтодиодами разных цветов)
    • Светофор
    • Светомузыка
    • Сонный маячок
    • Маячок – сигнализация
    • Азбука Морзе

    Подробное описание схемы подключения и логики работы программы можно найти в отдельной статье, посвященной проектам со светодиодами.

    Проекты Ардуино в Интернете

    В интернете можно найти огромное количество примеров самых разных проектов с Arduino. Мы сделали небольшую подборку самых необычных проектов.

    Сегодня без труда можно найти сотни проектов, созданных руками инженеров-энтузиастов по всему миру. Невозможно сделать качественный обзор всех их. В данной подборке мы просто сделали небольшой обзор

    Управление телевизором силой мысли и Ардуино.

    Этот оригинальный проект кажется невероятным, ведь для переключения канала нужен не пульт, а мысль о его смене. Для создания потребуется Ардуино Уно, игра Star Wars Force Trainer, инфракрасные приемник и передатчик.

    Проект был реализован Дэниэлом Дэвисом в домашних условиях. За основу он взял игру 2009 года Star Wars Force Trainer и разобрал ее. Сама игра содержит гарнитуру, которая может обнаружить электрические поля разума (аналогично ЭЭГ). Внутри был обнаружен чип NeuroSky ЭЭГ, который Дэниэл подключил к плате Ардуино. Данные ЭЭГ собираются и преобразовываются на компьютере.

    Читайте также:  Автомобильная зарядка 9 вольт

    С помощью serial монитора можно посмотреть сигналы, которые передает пульт на ИК приемник при переключении каналов. Далее записывается код кнопки и пишется небольшая программа.

    После завершения программной части на человека надевают шлем, и он может переключать канаты телевизора и выключать его путем сосредоточения мыслей.

    Механическая рука, которая записывает время на доске.

    Plotclock является простейшим роботом, который состоит из руки с маркером, которая пишет на доске текущее время. Когда время изменяется, рука стирает ранее записанное число и пишет новые значения. Проект постоянно развивается, описанная технология является простейшей.

    Для реализации проекта нужны 3D принтер, Ардуино Уно, 3 сервомотора, болты и гайки, маркер для стираемой доски, белая поверхность.

    Механическая составляющая робота выполняется из пластиковых элементов и соединенных между собой механизмов. Управляется рука с помощью платы Ардуино и трех серводвигателей.

    Окей Google, Сезам, открой дверь

    В проекте реализуется открытие двери с помощью определенной голосовой команды. Чтобы войти в помещение, достаточно назвать фразу «Сезам, откройся».

    Для создания потребуются Ардуино Уно, серводвигатель, Bluetooth модуль.

    Для разблокирования двери используются команды Google Now. Для смартфонов и планшетов есть приложение с названием «Сезам», которое и отправляет команду дверному замку при произношении слов «О’кей Google, Сезам, откройся».

    Сервопривод подключается к дверному замку. Модуль Bluetooth ожидает команду, и при ее получении подает сигнал Ардуино через serial порт. Arduino Uno отдает команду сервоприводу и дверь открывается.

    Светодиодный куб 4х4х4.

    Куб из светодиодов на базе Ардуино – это развлекательное осветительное устройство. Он может быть разного размера с различными режимами подсветки. Куб оснащен кнопкой переключения режимов.

    Для создания понадобится 64 светодиода, 4 резистора 100 Ом, проводники, макетная плата, коннекторы, коробка, источник питания на 9 В и плата Ардуино Уно.

    На коробке рисуется или распечатывается эскиз квадрата 4х4. Проделываются отверстия, в которые помещаются светодиоды. Аноды нужно соединить между собой, затем коробку требуется повернуть и вытащить диоды. Аналогично формируются еще 3 слоя. Все слои нужно соединить с помощью оставшихся катодов. На макетную плату ставится получившийся куб и подключается к плате.

    Робот пылесос

    На базе Ардуино можно создать полезную вещь для дома – робота-уборщика. Самостоятельно сделанная модель не будет уступать по своим характеристикам магазинному экземпляру.

    Для сборки потребуется:

    • Arduino;
    • драйвер L298N для управления двигателем;
    • миниатюрные двигатели с редуктором и колесами;
    • 6 инфракрасных датчиков;
    • двигатель для турбины;
    • турбина;
    • двигатели для щеток;
    • датчики столкновения;
    • 4 аккумулятора;
    • повышающий и понижающий преобразователи тока;
    • контроллер для батареи.

    Пылесос оборудован ИК датчиками. Они реагируют, когда пылесос приближается к препятствию, и дают ему команду остановиться и развернуться. При столкновении со стеной или другим препятствием срабатывает один из выключателей, соединяющий бампер и корпус робота.

    Система распознавания лиц и слежения за ними на Ардуино.

    Веб-камера закрепляется на поворотном механизме и подключается к ПК, на котором установлено программное обеспечение OpenCV. Когда программа обнаруживает лицо, начинается вычисление его центральной точки. Полученные координаты передаются на микроконтроллер Ардуино, который управляет сервомоторами и следит за лицом.

    Для реализации потребуются:

      программное обеспечение Arduino >Автоматизированная система для аквариума

    Автоматизация задач для аквариума помогает облегчить жизнь пользователя. Проект должен отвечать за следующие действия:

    • подача подсветки того или иного цвета в зависимости от условий;
    • отображение времени;
    • регулирование компрессора;
    • включение и выключение фильтров;
    • отображение данных о температуре, влажности.

    Чтобы собрать устройство, потребуются плата Ардуино Уно, пьезо сигналка, RGB лента, белая диодная лента, датчик температуры и влажности, LCD экран, часы, 2 реле, ик-приемник, транзисторы.

    Схем реализации прибора существует множество. Пример одной из них приведен ниже.

    Требуется также прописать код для включения того или иного цвета в зависимости от условий и настроить работу ЖК экрана.

    Теплица для растений

    В умной теплице для цветов происходит мониторинг и регулировка температуры и освещения и полив почвы. Особенно это актуально для теплолюбивых тропических растений, в которых необходимо постоянно поддерживать высокую температуру. Управлять можно автоматически или удаленно с планшета или смартфона.

    Чтобы собрать проект, нужны следующие компоненты:

    • Ардуино Уно;
    • USB кабель;
    • плата прототипирования;
    • провода;
    • фоторезистор;
    • резистор на 10 кОм;
    • температурный датчик;
    • модуль температуры и влажности окружающей среды;
    • модуль влажности почвы.

    Фоторезистор отвечает за измерение освещенности. Температурный сенсор получает температуру воздуха. Модуль влажности почвы помещается в землю и измеряет уровень воды в ней.

    Читайте также:  Как правильно расположить форточки в теплице

    Отслеживание потребляемого электричества в реальном времени при помощи Ардуино и LabVIEW.

    Прибор может использоваться в умном доме в качестве измерителя потребляемой электроэнергии на современных счетчиках. Считывание информации происходит через светодиод счетчика – просчитывается длительность между миганиями.

    Принцип работы следующие. Ардуино считывает частоту миганий и подает информацию через беспроводной модуль. Модуль, установленный на компьютер, получает эти данные и передает их в программу LabVIEW, в которой отображаются данные потребления мощности в режиме реального времени.

    Мигание светодиода детектирует фоторезистор. Аналоговые данные считываются с помощью делителя напряжения.

    Для работы потребуются:

    • Ардуино;
    • фоторезистор;
    • светодиод;
    • модуль Xbee;
    • программное обеспечение Arduino IDE, LabView;
    • простые и подстроечные резисторы;
    • провода.

    В программе будет отображаться график потребления за последние 5 минут и в реальном времени.

    Аудиоплеер

    Своими руками на базе Ардуино можно создать аудиопроигрыватель. Его конструкция проста – он состоит из динамика, транзистора, micro-sd карты с записанными на нее треками. В качестве платы используется Ардуино, также можно взять контроллер Seeeduino 2.21 или Garagino на ATmega328.

    Для сборки нужны:

    • контроллер;
    • карт-ридер;
    • динамик;
    • печатная плата;
    • карта памяти с записанными аудиотреками;
    • транзистор;
    • резистор;
    • провода.

    Работает плеер следующим образом. Ардуино загружает файлы с расширением .wav карты памяти. Происходит генерирование сигнала, который выводится через динамики, подсоединенные к пину 9 на плате.

    Предварительно песню нужно преобразовать в формат .wav. Сделать это можно с помощью самого простого онлайн-конвертера. Музыкальные файлы имеют ограничения при воспроизведении мелодии. Транзистор не сможет прочитать сложные .wav-файлы, поэтому советуется преобразовать треки к следующему виду: 16 кГц в секунду, моно канал, бит на сэмпл – 8.

    Музыка записывается на заранее отформатированную карту памяти и сохраняется с простыми наименованиями.После сбора схемы требуется прописать код, включить питание, после чего начнется воспроизведение музыки.

    Рекомендации по работе с проектами Ардуино в Интернете

    Найдя в интернете интересующий вас проект, попробуйте сначала понять его принцип действия. Посмотрите, как связаны между собой элементы, какие функции они выполняют, каковы ограничения. Попробуйте сперва создать прототип устройств (электронная схема с прошивкой) и только затем пытайтесь полностью повторить то, что видите в описании.

    Другие идеи проектов

    Проекты умного дома на Ардуино

    Проекты умного дома являются одним из примеров того, как перейти от «игрушек» и тренажеров к реальным системам, помогающими и облегчающим жизнь. Как правило, с помощью ардуино невозможно создать полноценные автономные решения, но отдельные компоненты сделать вполне реально.

    При этом нужно понимать, что сталкиваясь с реальными инфраструктурными объектами, мы должны соблюдать особую предусмотрительность при работе с электричеством, отоплением, водопроводом под давлением, канализацией. Любые эксперименты здесь нужно проводить обязательно под контролем профессионала.

    Что может являться прототипом умного дома на ардуино:

    • Системы освещения с автоматическим включением и отключением в зависимости от показателей датчиков. Наиболее популярнее варианты – использовать датчик освещенности, PIR датчик движения или датчик звука.
    • Дистанционно управляемые электрические приборы. Например, включение или выключение системы отопления в зависимости от температуры или умное управление освещением в помещениях. Здесь вам понадобятся различные виды реле и один из механизмов обеспечения беспроводной связи: WiFi, GPRS, Bluetooth или радиоканал. Управлять устройствами можно через Web-интерфейс (через браузер) или с использованием соответствующего мобильного приложения (можно написать самому или выбрать одну из готовых платформ).
    • Всевозможные системы учета: воды, тепла, электроэнергии. Начинающим доступны любительские датчики напора воды, температуры, влажности, силы тока. Можно использовать и профессиональные приборы, взаимодействуя с ними по одному из промышленных протоколов. Полученные данные можно собирать локально или отправлять в облако для последующего анализа.
    • Охранные системы и контролирование внештатных ситуаций. Здесь понадобится различные датчики присутствия, движения, звука, магнитные датчики Холла и другие. Естественно, не обойтись без коммуникаций и возможности быстрой передачи информации владельцу через интернет.

    Каждое из этих направлений может содержать в себе десятки разных проектов. Вы можете без труда найти себе подходящий вариант в интернете или в одной из наших статей.

    Проекты «Зеленой робототехники»

    Юные ардуинщики, живущие в небольших городах и сельской местности, где много природы и не очень много «цивилизации», могут с успехом использовать ардуино для исследования и охраны природы, а также автоматизации сельского хозяйства. Вот некоторые из идей проектов, которые можно реализовывать своими силами на уровне прототипов и готовых решений:

    • Умная теплица
    • Полив растений
    • Умный инкубатор
    • Умный улей
    • Антигрызуны
    • Умный агроном
    • Умный ошейник для животных
    • Расширенная метеостанция
    • Робот – сеяльщик
    • Счетчик муравьев

    Проекты с дронами: аэрофотосъемка, внесение удобрений.

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

    Adblock detector