Поющее растение на базе arduino

Поющее растение на базе Arduino

В данном проекте рассматривается создание поющего растения (ведь не зря в свое время изобрели терменвокс) с использованием платы arduino, шилда gameduino и шилда сенсорного восприятия.

Краткое введение в понятие емкости

Если два объекта являются проводниками, то вы можете измерить емкость между ними (напр. такие объекты, как металл, вода, человеческое тело и растения). Подключив емкостной датчик к растению, вы можете определить прикосновение человека к нему и преобразовать данное прикосновение в звук. Это можно выполнить с помощью интерфейса, наподобие терменвокса.

Благодаря принципу преобразования прикосновения в частоту звука на основе исследований Disney Research lab мы можем создать действительно надежное решение, которое будет полностью работать на платформе Arduino. Сенсорное восприятие основано на тех же принципах, что и работа обычного терменвокса, но с регистрацией изменения амплитуды частоты сигнала. Прикрепив устройство сенсорного распознавания к растению, мы можем измерить емкостное изменение и преобразовать его в звук.

Шаг 1: Компоненты и инструменты

  • Arduino
  • Самодельный шилд для сенсорного восприятия (инструкции по созданию находятся здесь)
  • Шилд Gameduino (используется для воспроизведения звукового сигнала)
  • Две кнопки
  • Пара зажимов типа крокодил
  • Два коннектора
  • Корпус

Компоненты, необходимые для создания шилда сенсорного восприятия:

  • Шилд-прототип
  • Штыревые разъемы
  • Резисторы: номинал 10 кОм, 1 МОм, 3,3 кОм
  • Конденсаторы: номинал 100 пФ, 10 нФ
  • Диод: 1N4148
  • Катушка / дроссель: номинал 10 мГ
  • Паяльник и сопутствующие материалы.
  • Инструменты для работы с деревом.

Для создания корпуса можно вырезать панели из акрилового полимера, однако можно использовать и деревянные панели.

Шаг 2: Шилд сенсорного восприятия

Для нашего проекта можно использовать уже готовый шилд из данных инструкций. Для совместной работы шилда сенсорного восприятия и gameduino необходимо выполнить некоторые манипуляции. Шилд сенсорного восприятия использует вывод 9 для генерирования частотного сигнала и gameduino также использует вывод 9 для выбора кристалла. Вы должны знать, что нельзя подключать провод к выводу pwm (номер девять), а оставить его висеть в воздухе.

Шаг 3: Совместно соединение шилда сенсорного восприятия и GameDuino.

Поскольку оба шилда используют вывод 9, необходимо сделать так, чтобы шилд GameDuino использовал вывод 4 на плате Arduino, а также потребуется соединить шилд сенсорного восприятия напрямую к выводу 9 на плате Arduino.

Для этого выполните следующее:

  • Согните вывод 9 на выходе шилда gameduino. Делайте это осторожно, чтобы не сломать его.
  • Подключите провод от согнутого вывода на плате gameduino к выводу 4 на плате Arduino.
  • Подключите другой провод с вывода 9 на arduino к выводу pwm на шилде сенсорного восприятия.

Это не самое оригинальное решение, но оно будет работать:)

Далее для правильной работы устройства необходимо преобразовать библиотеку Gameduino для работы по выводу 4 вместо вывода 9. Преобразованная библиотека включена в список файлов проекта.

Шаг 4: Соедините вместе два шилда и загрузите программный код

В настоящее время существует большое количество учебных материалов, которые объясняют, как запрограммировать плату Arduino.

Обычно 3 вещи вызывают некоторые трудности:

  • Для ОС Windows необходимо установить нужные драйвера (иногда на mac).
  • Необходимо выбрать правильный последовательный порт в интерфейсе пользователя.
  • Необходимо выбрать правильную плату в интерфейсе пользователя.

После данных шагов необходимо загрузить программный код в плату Arduino:

  • Загрузите Arduino: www.arduino.cc
  • Подключите плату Arduino к компьютеру через usb.
  • Загрузите программный код из архива внизу статьи.
  • Переместите библиотеки из папки библиотек в папку библиотек Arduino.
  • Загрузите код в плату Arduino.

Шаг 5: Отображение кода и калибровка с помощью guino

Мы используем Guino для отображения кода. Guino – это новая программа, которая отображает данные, загружаемые с платы Arduino. Это позволяет выполнить калибровку «на лету».

Таким образом можно контролировать некоторые внутренние параметры. Загрузите программу отсюда и запустите ее (требуемые библиотеки уже загружены на предыдущем этапе).

Шаг 6: Создание корпуса

Следующие шаги являются опциональными. Их можно пропустить, поскольку для этой цели вы можете использовать готовый корпус из магазина container store и модифицировать под свои нужды. Далее необходимо вырезать акриловую панель и разместить сверху устройства.

Шаг 7: Сверловка отверстий для USB-кабеля Arduino

Проделывание отверстий в деревянном корпусе для квадратного разъема является сложной задачей, однако я нашел идеальное решение. Для этого используйте сверлильный станок с очень маленьким буровым долотом, далее с большим долотом.

Для начала отметьте ручкой зону, в которой необходимо проделать отверстие. Затем просверлите внутри этой зоны много отверстий. Периодически прикладывайте плату Arduino, чтобы проверить правильность вырезаемой зоны. После просверливания малых отверстий используйте сверло большего диаметра для завершения требуемой операции.

Шаг 8: Лазерная нарезка акриловых панелей

Я использовал лазерный режущий аппарат для нарезки лазерной панели для верхней части устройства. Шаблон можно загрузить отсюда.

Шаг 9: Монтаж двух кнопок и коннекторов

Кнопки для регулировки максимальных и минимальных значений подключаются к выводам analog 1 и analog 2. Поскольку мы используем внутренние подтягивающие резисторы, другие выводы кнопок необходимо подсоединить на землю. Вы можете пропустить данный шаг, а вместо него использовать интерфейс Guino для калибровки растения.

Шаг 10: Подключение аудио разъема

Я использовал стерео аудио кабель для подключения гнездового разъема к шилду Gameduino. Однако можно подключить данный разъем напрямую к шилду Gameduino.

10 интересных вещей, которые можно сделать на Arduino

Красивые, полезные и странные — всё как мы любим.

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.

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.

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.

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.

Читайте также  Черная монтажная гофра для автомобильной проводки

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.

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.

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.

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.

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.

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.

Поющее растение на базе Arduino

В данном проекте рассматривается создание поющего растения (ведь не зря в свое время изобрели терменвокс) с использованием платы arduino, шилда gameduino и шилда сенсорного восприятия.

Краткое введение в понятие емкости

Если два объекта являются проводниками, то вы можете измерить емкость между ними (напр. такие объекты, как металл, вода, человеческое тело и растения). Подключив емкостной датчик к растению, вы можете определить прикосновение человека к нему и преобразовать данное прикосновение в звук. Это можно выполнить с помощью интерфейса, наподобие терменвокса.

Благодаря принципу преобразования прикосновения в частоту звука на основе исследований Disney Research lab мы можем создать действительно надежное решение, которое будет полностью работать на платформе Arduino. Сенсорное восприятие основано на тех же принципах, что и работа обычного терменвокса, но с регистрацией изменения амплитуды частоты сигнала. Прикрепив устройство сенсорного распознавания к растению, мы можем измерить емкостное изменение и преобразовать его в звук.

Шаг 1: Компоненты и инструменты

  • Arduino
  • Самодельный шилд для сенсорного восприятия (инструкции по созданию находятся здесь)
  • Шилд Gameduino (используется для воспроизведения звукового сигнала)
  • Две кнопки
  • Пара зажимов типа крокодил
  • Два коннектора
  • Корпус

Компоненты, необходимые для создания шилда сенсорного восприятия:

  • Шилд-прототип
  • Штыревые разъемы
  • Резисторы: номинал 10 кОм, 1 МОм, 3,3 кОм
  • Конденсаторы: номинал 100 пФ, 10 нФ
  • Диод: 1N4148
  • Катушка / дроссель: номинал 10 мГ
  • Паяльник и сопутствующие материалы.
  • Инструменты для работы с деревом.

Для создания корпуса можно вырезать панели из акрилового полимера, однако можно использовать и деревянные панели.

Шаг 2: Шилд сенсорного восприятия

Для нашего проекта можно использовать уже готовый шилд из данных инструкций. Для совместной работы шилда сенсорного восприятия и gameduino необходимо выполнить некоторые манипуляции. Шилд сенсорного восприятия использует вывод 9 для генерирования частотного сигнала и gameduino также использует вывод 9 для выбора кристалла. Вы должны знать, что нельзя подключать провод к выводу pwm (номер девять), а оставить его висеть в воздухе.

Шаг 3: Совместно соединение шилда сенсорного восприятия и GameDuino.

Поскольку оба шилда используют вывод 9, необходимо сделать так, чтобы шилд GameDuino использовал вывод 4 на плате Arduino, а также потребуется соединить шилд сенсорного восприятия напрямую к выводу 9 на плате Arduino.

Для этого выполните следующее:

  • Согните вывод 9 на выходе шилда gameduino. Делайте это осторожно, чтобы не сломать его.
  • Подключите провод от согнутого вывода на плате gameduino к выводу 4 на плате Arduino.
  • Подключите другой провод с вывода 9 на arduino к выводу pwm на шилде сенсорного восприятия.

Это не самое оригинальное решение, но оно будет работать:)

Далее для правильной работы устройства необходимо преобразовать библиотеку Gameduino для работы по выводу 4 вместо вывода 9. Преобразованная библиотека включена в список файлов проекта.

Шаг 4: Соедините вместе два шилда и загрузите программный код

В настоящее время существует большое количество учебных материалов, которые объясняют, как запрограммировать плату Arduino.

Обычно 3 вещи вызывают некоторые трудности:

  • Для ОС Windows необходимо установить нужные драйвера (иногда на mac).
  • Необходимо выбрать правильный последовательный порт в интерфейсе пользователя.
  • Необходимо выбрать правильную плату в интерфейсе пользователя.

После данных шагов необходимо загрузить программный код в плату Arduino:

  • Загрузите Arduino: www.arduino.cc
  • Подключите плату Arduino к компьютеру через usb.
  • Загрузите программный код из архива внизу статьи.
  • Переместите библиотеки из папки библиотек в папку библиотек Arduino.
  • Загрузите код в плату Arduino.

Шаг 5: Отображение кода и калибровка с помощью guino

Мы используем Guino для отображения кода. Guino – это новая программа, которая отображает данные, загружаемые с платы Arduino. Это позволяет выполнить калибровку «на лету».

Таким образом можно контролировать некоторые внутренние параметры. Загрузите программу отсюда и запустите ее (требуемые библиотеки уже загружены на предыдущем этапе).

Шаг 6: Создание корпуса

Следующие шаги являются опциональными. Их можно пропустить, поскольку для этой цели вы можете использовать готовый корпус из магазина container store и модифицировать под свои нужды. Далее необходимо вырезать акриловую панель и разместить сверху устройства.

Шаг 7: Сверловка отверстий для USB-кабеля Arduino

Проделывание отверстий в деревянном корпусе для квадратного разъема является сложной задачей, однако я нашел идеальное решение. Для этого используйте сверлильный станок с очень маленьким буровым долотом, далее с большим долотом.

Для начала отметьте ручкой зону, в которой необходимо проделать отверстие. Затем просверлите внутри этой зоны много отверстий. Периодически прикладывайте плату Arduino, чтобы проверить правильность вырезаемой зоны. После просверливания малых отверстий используйте сверло большего диаметра для завершения требуемой операции.

Шаг 8: Лазерная нарезка акриловых панелей

Я использовал лазерный режущий аппарат для нарезки лазерной панели для верхней части устройства. Шаблон можно загрузить отсюда.

Шаг 9: Монтаж двух кнопок и коннекторов

Кнопки для регулировки максимальных и минимальных значений подключаются к выводам analog 1 и analog 2. Поскольку мы используем внутренние подтягивающие резисторы, другие выводы кнопок необходимо подсоединить на землю. Вы можете пропустить данный шаг, а вместо него использовать интерфейс Guino для калибровки растения.

Шаг 10: Подключение аудио разъема

Я использовал стерео аудио кабель для подключения гнездового разъема к шилду Gameduino. Однако можно подключить данный разъем напрямую к шилду Gameduino.

Умный автополив растений на базе Arduino

Растения играют важную роль в жизни человека. Мы получаем множество преимуществ, живя в соседстве с растениями – это свежий воздух, приятная атмосфера и конечно же полезное питание.

Читайте также  Монтаж открытой проводки

Многие люди пытаются окружить себя растениями как в квартире, так и на своих участках. И неважно будь это комнатные растения или посадки на дачном участке, растения требуют к себе внимания и ухода. Всё же иногда из-за напряжённого образа жизни мы элементарно забываем вовремя полить их. Это негативно сказывается на состоянии растений. Чтобы избавиться от этой проблемы, придуманы системы автополива.

Многие из готовых систем не подходят нам по конструктиву или по цене. Да и многим радиолюбителям интересней собрать своё устройство, чем покупать готовое.

В этой статье подробно расписано как сделать автополив для комнатных и уличных растений на базе Arduino своими руками.

Наш автополив на Ардуино поливает растение только днём, когда почва пересыхает. В системе используются датчик влажности почвы и фоторезистор.

Основная цель этой системы заключается в отслеживание времени суток и влажности. Если днём земля просыхает, микроконтроллер включает водяной насос. Когда земля достаточно увлажнится, насос выключается.

Компоненты и их описания

Arduino Uno

Arduino взаимодействует через датчики с окружающей средой и обрабатывает поступившую информацию в соответствии с заложенной в неё программой. Подробнее с платой Ардуино Уно можно ознакомиться здесь.

Ардуино Уно

Датчик влажности почвы

Измерение влажности почвы на базе Arduino производится с помощью датчика влажности. Датчик имеет два контакта. Через эти контакты при погружении их в грунт протекает ток. Величина тока зависит от сопротивления грунта. Поскольку вода является хорошим проводником тока, наличие влаги в почве сильно влияет на показатель сопротивления. Это значит, чем больше влажность почвы, тем меньше она оказывает сопротивление току.

Датчик влажности почвы

Этот датчик может выполнять свою работу в цифровом и аналоговом режимах. В нашем проекте используется датчик в цифровом режиме.
На модуле датчика есть потенциометр. С помощью этого потенциометра устанавливается пороговое значение. Также на модуле установлен компаратор. Компаратор сравнивает данные выхода датчика с пороговым значением и после этого даёт нам выходной сигнал через цифровой вывод. Когда значение датчика больше чем пороговое, цифровой выход передаёт 5 вольт (HIGH), земля сухая. В противном случае, когда данные датчика будут меньше чем пороговые, на цифровой вывод передаётся 0 вольт (LOW), земля влажная.

Этим потенциометром необходимо отрегулировать степень сухости почвы, когда как вы считаете нужно начать полив.

Фоторезистор

Фоторезистор (LDR) — это светочувствительное устройство, которое используются для определения интенсивности освещения. Значение сопротивления LDR зависит от освещённости. Чем больше света, тем меньше сопротивление. Совместно с резистором, фоторезистор образует делитель напряжения. Резистор в нашем случае взяли 10кОм.

Делитель напряжения

Подключив выход делителя Uin к аналоговому входу Ардуино, мы сможем считывать напряжения на выходе делителя. Напряжение на выходе будет меняться в зависимости от сопротивления фоторезистора. Минимальное напряжение соответствует темноте, максимальное – максимальной освещённости.

В этом проекте полив начинается в соответствии с пороговым значением напряжения. В утренние часы, когда считается целесообразным начать полив, напряжение на выходе делителя равно 400. Примем это значение как пороговое. Так если напряжения на делителе меньше или равно 400, это означает, что сейчас ночь и насос должен быть выключен.
Меняя пороговое значение можно настроить период работы автополива.

Релейный модуль

Реле представляет собой переключатель с электромеханическим или электрическим приводом.

Релейный модуль

Привод реле приводится в действие небольшим напряжением, например, 5 вольт от микроконтроллера, при этом замыкается или размыкается цепь высокого напряжения.

Схема реле

В этом проекте используется 12 вольтовый водяной насос. Arduino Uno не может управлять напрямую насосом, поскольку максимальное напряжение на выводах Ардуино 5 вольт. Здесь нам приходит на помощь релейный модуль.

Релейный модуль имеет два типа контактов: нормально замкнутые и нормально разомкнутые контакты. Нормально замкнутые без управляющего напряжения замкнуты, при подаче напряжения размыкаются. Соответственно нормально разомкнутые без напряжения разомкнуты, при подаче управляющего напряжения замыкаются. В проекте используются нормально разомкнутые контакты.

Водяной насос

В проекте используем 12-и вольтовый погружной насос с 18-ваттным двигателем. Он может поднимать воду до 1,7 метра.

Водяной насос

Этот насос можно эксплуатировать только тогда, когда он полностью погружен в воду. Это налагает некие обязательства по контролю уровня воды в ёмкости. Если водяной насос будет работать без воды, он просто-напросто сгорит.

Макетная плата

Макетная плата представляет собой соединительную плату, используемую для создания прототипов проектов электроники, без пайки.

Перемычки

В данном проекте перемычки используются для соединения компонентов оборудования.

Перемычки

Программный код

Схема автополива растений на arduino

Схема автополива

Данный проект подразумевает полив одного растения или одной группы одинаковых растений. Но Uno имеет 6 аналоговых выходов, следовательно возможно подключить 6 насосов. Так же можем добавить к каждому насосу свой датчик влажности. Так мы получим 6-ти канальную систему автополива. Причем каждый канал будет работать в не зависимости друг от друга.

Собираем роботов и паяем платы: 9 курсов по Arduino и Raspberry Pi

На базе Arduino и Raspberry Pi можно собрать метеорологическую станцию, квардрокоптер, смарт-колонку с жестовым управлением и даже роботизированного котенка. Системы сделали разработку железа более доступной и легли в основу многих популярных девайсов с Kickstarter. Собрали 9 курсов по Arduino и Raspberry Pi, которые помогут быстро освоить принципы создания электроники.

На базе Arduino и Raspberry Pi можно собрать метеорологическую станцию, квардрокоптер, смарт-колонку с жестовым управлением и даже роботизированного котенка. Системы сделали разработку железа более доступной и легли в основу многих популярных девайсов с Kickstarter. Собрали 9 курсов по Arduino и Raspberry Pi, которые помогут быстро освоить принципы создания электроники.

В чем отличия Arduino и Raspberry Pi

Arduino — это платформа с открытым кодом для создания электронных девайсов, которая состоит из программной и аппаратной частей. Платы Arduino используют для создания прототипов и полноценных устройств. Основа системы — микроконтроллер, который считывает команды: например, при попадании света на сенсор включается двигатель, а при нажатии кнопки зажигается светодиод. Разработчики используют язык программирования Arduino (на основе Wiring) и среду разработки Arduino Software (IDE), основанную на Processing.

Изначально Arduino создавался для студентов, у которых нет опыта в прототипировании и разработке электроники. Но постепенно коммьюнити росло, а девайс стали использовать не только новички, но и инженеры для ускоренной сборки прототипов. На базе Arduino сегодня собирают 3D-принтеры, носимые устройства, робототехнику и даже оборудование для научных исследований.

Достоинства Arduino:

  • относительная дешевизна по сравнению с другими платформами микроконтроллеров, а также простая ручная сборка;
  • работа в операционных системах Windows, MacOS и Linux;
  • низкий порог входа, но при этом гибкость и неограниченные возможности за счет открытого исходного кода.

Raspberry Pi — это полноценный одноплатный ПК, к которому можно подключить дисплей, клавиатуру и другие аксессуары. Изначально его создавали для обучения детей информатике, но со временем экосистема разрослась, а компьютер стали применять даже для майнинга биткоинов. Команда Raspberry Pi управляет одноименным благотворительным фондом, который популяризует разработку железа, а также выпускает десятки девайсов — в том числе микроконтроллер Pico (конкурент Arduino). Бренд также разработал свою операционную систему Raspberry Pi OS. А для программирования на Pico используется MicroPython или C.

Достоинства Raspberry Pi:

  • возможность собирать комплексные устройства — от сервера для Minecraft до пиратской радиостанции;
  • развитое коммьюнити, которое постоянно растет;
  • доступ к обучающим материалам — компания занимается просветительской деятельностью и постоянно выпускает и обновляет пособия;
  • демократичная цена.
Курсы по Arduino и Raspberry Pi

Специализация «Введение в программирование интернета вещей (IoT)» (Coursera)

Специализация на Coursera состоит из шести курсов: модули разбирают принципы работы с Raspberry Pi и Arduino, основы создания IoT-устройств, а на финальном этапе студенты создают собственную embedded-систему на базе микроконтроллеров. Автор курса — магистр и доктор компьютерных наук Калифорнийского университета в Ирвайне — Йен Харрис. Он регулярно участвует в конференциях по разработке железа, а также работает с языком программирования Go, C и Python.

Для обучения пригодятся базовые знания программирования и понимание принципов электроники. По итогу обучения вы создадите проект, которые сможете презентовать будущим работодателям.

Рейтинг: 4,7

Продолжительность: 6 курсов (ориентировочно 6 месяцев).

Arduino шаг за шагом: начало (Udemy)

Курс, созданный электроинженером Питером Далмарисом, отлично подойдет новичкам, которые хотят вступить в ряды hardware-мейкеров. На лекциях вы узнаете, как собирать девайсы на Arduino и программировать в Arduino IDE, запускать простые команды, например, выводить текст на ЖК-дисплей или активировать светодиод. Кроме того, Далмарис объясняет, на какие этапы делится процесс разработки электроники, а заодно обучит полезным приемам.

Читайте также  Как провести проводку под гипсокартоном?

По итогу вы сможете собирать датчики и приборы, которые могут измерять влажность, воспроизводить музыку и определять присутствие человека в комнате.

Рейтинг: 4,6

Продолжительность: 16,5 часов.

Буткэмп по Arduino: обучение через проекты (Udemy)

Ускоренный курс предлагает за 10 часов создать с нуля 15 проектов на Arduino. Следя инструкциям электроинженера и преподавателя Ли Ассама, вы соберете машинку с дистанционным управлением, мобильный телефон, игровую приставку и мини-метеостанцию, а главное, научитесь создавать более комплексные проекты.

Ассам расскажет, как применять ультразвуковые датчики, драйверы и модули, в том числе Bluetooth / Wi-Fi / GSM, для создания рабочих прототипов электроники. Лекции сгруппированы по сложности: новичкам стоит начинать с проектов попроще, а более продвинутые слушатели могут сразу приступать к сборке машины с дистанционным управлением.

Рейтинг: 4,6

Продолжительность: 9,5 часов.

Основы электроники для мейкеров (Udemy)

Курс для продолжающих мейкеров поможет перейти от игрушечной сборки к серьезным проектам в сфере электроники. Лекции помогут разобраться в правилах Кирхгофа и законе Ома, а также научиться правильно подбирать диоды, резисторы и транзисторы.

Занятия рассчитаны на разработчиков, которые уже начали экспериментировать с Arduino и Raspberry Pi, но хотят перейти на новый уровень. Как отмечают слушатели: «Теперь я не боюсь сжечь свои Arduino и Raspberry Pi. Спасибо учителю — он реально ведет тебя к успеху».

Рейтинг: 4,5

Продолжительность: 7,5 часов.

Создаем платы самостоятельно (Udemy)

Автор курса Роберт Феранек — ютубер и лектор, который на протяжении многих лет проектировал материнские платы на базе процессоров Intel, AMD и VIA, а его видеоролики о разработке железа собрали более 4 миллионов просмотров.

На занятиях вы примерно за 15 часов разберетесь, как создавать платы на Arduino самостоятельно. Курс научит не только создавать прототипы, но и работать с ПО (Altium), а также готовить плату к производству — например, составлять BOM (список компонентов) и готовить техническую документацию. Программа подойдет как новичкам, так и продолжающим, а еще будет полезна фаундерам, которые строят hardware-стартапы и хотят лучше ориентироваться в производстве.

Рейтинг: 4,7

Продолжительность: 14,5 часов.

Комплект курсов по Arduino (LinkedIn)

Платформа LinkedIn Learning собрала подборку из 11 курсов, которые помогут освоить все аспекты работы с Arduino. Как устроены электрические цепи, как настраивать микроконтроллеры, монтировать комплектующие, настраивать интерфейс, программировать на C, собирать и паять прототипы — лекции разбирают все этапы создания девайсов.

Курсы можно осваивать в комфортном ритме, а по итогу платформа выдаст сертификат.

Основы программирования и hardware-разработки на Arduino (Udemy)

Носимые устройства, роботы IoT-девайсы — это лишь часть проектов, которые можно освоить на курсе электроинженерии. Программа занятий составлена Шоном Хаймелом, инженером-электриком, который называет себя «инженерным супергероем».

Лекции охватывают основы электротехники, а также принципы программирования на C / C ++, работу с макетной платой и комплектующими (диодами, приводами). Большинство хвалит курс за хорошую структуру, понятные объяснения и полезные лайфхаки для разработчиков железа. Кстати, продукт создан при участии коммьюнити мейкеров Hackster — это еще один плюс.

Рейтинг: 4,6

Продолжительность: 7 часов.

Строим роботов и другие устройства на Arduino. От светофора до 3D-принтера (Сoursera)

Как полить цветок из другого города и изготовить материальный объект меньше, чем за час? На эти вопросы отвечает курс по прототипированию от МФТИ. Несмотря на специфику вуза, авторы не грузят слушателей формулами и сложными концепциями, а знакомят с основами механики, электроники и программирования. По итогу занятий вы соберете несколько электросхем, научитесь управлять 3D-принтером, создадите сайт для своего девайса и да, научитесь поливать цветы, находясь в другом городе.

Курс не требует специальных знаний. Но плюсом будут навыки программирования и владение английским языком на уровне чтения технической документации. Главный недостаток программы — сложные тесты, которые построены не очень логично: из-за этого не всегда удается выбрать правильный ответ и нужно угадывать, что имели в виду авторы.

Рейтинг: 4,9

Продолжительность: 18 часов.

Проектируем и прототипируем Embedded-системы на Raspberry Pi (FutureLearn)

Курс будет полезен, в первую очередь, преподавателям, которые обучают школьников электромеханике и робототехнике. Вы узнаете, как «препарировать» hardware-продукт на составные элементы, а затем с нуля создать нечто похожее, а заодно выясните, чем встроенные системы отличаются от классических ПК. Кроме того, курс раскрывает основные процессы итеративного дизайна — как улучшать продукт на стадии прототипирования и получать более качественный результат. Курс разработан Raspberry Pi Foundation при участии Google и специально создан для популяризации электроинженерии в школах и не только.

Автополив комнатных растений на базе Arduino

2020-04-14 Arduino 4 комментария

Этой статьей я хочу открыть цикл, посвященный различным проектам на основе плат Arduino и сопутствующим к ним элементам. В ближайшем будущем, помимо данного проекта «Автополив», будут рассмотрены также «Система антипротечек воды», «Домашняя пивоварня», «Вытяжка в ванной», «Солнечные панели», «Автопроветривание», «Механические шторы» и др.

Также я расскажу о структуре систем Умного дома на базе Arduino, проектировании таких систем и практическом внедрении. Одна из важных деталей таких проектов — это их цена. Здесь я не буду говорить о каких -то дорогостоящих приборах, все очень бюджетно. Чтобы каждый , после прочтения данной статьи, мог приобрести необходимые комплектующие, определенные знания и самостоятельно собрать необходимое устройство.

Итак, вернемся к нашему первому проекту «Автополив комнатных растений». Поскольку я люблю всем своим проектам давать английские названия , то этот проект назову “SmartHomeWater”. Устройство будет рассчитано на полив 4 растений.

Основные комплектующие для проекта, которые нам понадобятся:

1. Arduino Uno
2. Пластиковый корпус к Arduino

3. Кабель USB (A) – USB (B)

4. 8 канальный релейный модуль

5. Энкодер KY-040

6. Гигрометр FC-28 — 4 шт

7. Дисплей LC 1602 с платой I2C

8. Светодиод красный с резистором 0,2 кОм

9. Помпы погружные на 5DC

10. Ультразвуковой датчик уровня HC-SR04

11. Силиконовый шланг
12. Переходник для шланга
13. Коробка пластиковая для автоматики

Сама схема в большом формате будет прикреплена ниже. Это не совсем схема в понимании ЕСКД , СПДС, это скорее рисунок , идея. называйте как будет угодно, рассчитанная не на инженеров, а на простых людей . Для таких людей , автоматика — не является их работой.

Программу , вы также можете скачать в конце этой статьи. Программа написана в среде FLProg, поэтому необходимо сначало скачать и установить ее. Если вы заказываете Arduino с Aliexpress , то вероятнее всего потребуется установить драйвер СH340 для Arduino Uno.

Теперь , вкратце , я расскажу алгоритм работы данного устройства:

На главном меню дисплея отображаются показания всех четырех гигрометров, необходимых для определения степени увлажнения почвы. Показания выводятся в % от 0 до 100.

При длительном нажатии кнопки энкодера, мы попадаем в меню выбора одного из четырех гигрометров.

С помощью ручки энкодера (вращая ее вправо или влево) выбираем конкретный гигрометр Н1,Н2,Н3 или Н4. Далее короткое нажатие и переходим в подменю Max и Min, где выбираем максимальное и минимальное значение, по которым будет происходить включение и выключение помп.

Выбираем необходимое подменю — опять крутим ручку энкодера. Короткое нажатие — и мы попали в подменю изменения уставки. Здесь ручкой энкодера вправо или влево устанавливаем необходимую уставку срабатывания.

Чтобы выйти в каждое предыдущее меню, длительно нажимаем на кнопку энкодера.

В зависимости от степени влажности почвы и заданной уставки гигрометр выдает на выходе 1 или 0. Если влажность ниже минимального значения, то на выходе 1 и помпа включается, если выше максимального — 0 и помпа соответственно выключается.

Релейный модуль, применяемый в схеме, предназначен для управления нагрузкой (помпами), ультразвуковой датчик применяется для контроля уровня воды в баке. В случае, если уровень воды опускается ниже минимального значения, загорается светодиод, сигнализируя об этом.

Ну вот , пожалуй, и все. В дальнейшем будем продолжать наши проекты, надеюсь вас заинтересовала данная рубрика.

Схема проекта — Скачать

Программа — Скачать