Зарегистрироваться
или войти:
Логин/Пароль

Arduino: знакомимся и учимся не бояться её


Долго думал писать или не писать этот обзор. Если писать подробно, то получится банальный копипаст половины интернета. Если писать кратко, то обзор уместится в одном слове "работает", а такие обзоры никому не нужны...

Поэтому я решил не обозревать свою покупку, а просто привлечь к ней внимание, потому как сам довольно долго отмахивался от неё, ссылаясь на дороговизну и боязнь того, что я не умею с ней обращаться.

Чтобы мой обзор не принимали за рекламу конкретных магазинов, я не буду выкладывать никаких ссылок. Фотографий моей посылки тоже не будет, зачем фотографировать то, что выглядит ровно так же, как и на страницах Алиэкспресс. Но несколькими картинками из интернета (чужими) я все же воспользуюсь, но только для наглядности.

Итак, давайте сначала попытаемся разобраться, что перед нами и почему я призываю всех "не бояться".

Если в двух словах, то плата Arduino - это программируемый контроллер. Не пугайтесь "умных" терминов, на самом деле всё очень просто. И как показывают многочисленные статьи и ролики в интернете, справится с этой платой и ребенок, и домохозяйка. Паять ничего не нужно, бери различные модули, втыкай их в Arduino и получай готовые устройства.

***

Для начала давайте пофантазируем и "изобретем"... что же мы изобретем???... А давайте соберем на основе Arduino умную систему полива огурцов. Что может быть проще?

Берем плату Arduino, подсоединяем к ней датчик влажности почвы. Датчик втыкаем непосредственно в грядку и ждем. Тем временем подводим к грядке водопровод и вместо обычного крана устанавливаем кран, управляемый электричеством - электроклапан (на Алиэкспресс такие имеются) или электронасос.

Почва подсохла, датчик сообщает об этом ардуине. Та в свою очередь подает электричество на электроклапан, который открывается и пропускает через себя воду. Вода просачивается сквозь почву и датчик "говорит" ардуине, чтобы она прекратила подачу воды.

Устройство готово, автополив работает. Но мы упустили небольшую деталь - вода из крана течет гораздо быстрее, чем пропитывается почва и пока датчик влажности сработает мы зальем водой весь огород. Усложняем задачу нашей умной плате. Вместо того, чтобы она лила воду без перерыва мы просим открывать клапан на 10-20 секунд, потом закрывать его на минуту и если почва за эту минуту не пропиталась водой открывать его снова на 10-20 секунд. Этот процесс будет повторяться до тех пор, пока датчик влажности не сообщит о достаточном количестве воды в почве.

На самом деле такую схему можно собрать и без ардуины, но мы собираем не просто автополивалку, а изобретаем умную систему полива.

Усложняем схему.

Воду для полива мы качаем из скважины, она ледяная и для полива не годится, нужно подождать пока она прогреется и только после этого разрешать электроклапану открываться. Здесь нам поможет датчик - водяной термометр.

Если мы не хотим, чтобы полив производился под палящими лучами солнца, а только при малой интенсивности света или ночью, то систему можно дополнить датчиком освещенности или модулем "часы реального времени" и задать время полива по часам.

Начался дождь, он пошел не в полную силу, а лишь слегка моросит. Его не достаточно для полива наших огурцов, но мы не знаем сколько он продлится, вдруг он зарядит на сутки. В этом случае не будем тратить запас воды и попросим нашу ардуино не слушать датчик влажности почвы пока вода льется с неба. Решение простое - подключаем датчик дождя.

Коль уж ардуина знает о том, что начался дождь, почему бы не известить об этом хозяйку, вдруг у неё сушится белье. Вариантов несколько - подаем звуковой сигнал (можно голосовой), либо выводим информацию о дожде на монитор, который тоже можно подключить к ардуино. На этот же монитор выводим информацию о влажности почвы, температуре воды и другие показатели. При желании можно отправить СМС. Перебор конечно, в смысле способов оповещения, но Arduino это умеет.

Соседский кот пришел полакомиться молодыми огурцами (и такое бывает). Шуганем воришку, подключим к нашей схеме датчики движения и громкую сирену или "крякалку", которой гаишники останавливают нарушителей. Такую звуковую атаку кот не проигнорирует.

Думаю пора остановиться, у нас получилась не система полива, а система "умный огород" ))). Но у Arduino еще остались свободные входы-выходы и она потянет еще с десяток датчиков, а если их не хватит мы подключим вторую ардуину, прямо к первой. Это я к тому, что возможности Arduino неограничены, всё зависит только от рамок нашей фантазии.

***

Что же в первую очередь отпугивает обывателя и даже опытного электронщика от платы Arduino?

1. Стоимость.

С дороговизной я разобрался, оказывается 30$-50$ стоит целый набор Arduino, а не сама плата, как я думал. Если покупать просто плату, без датчиков и модулей, то нам хватит и пары баксов.

2. Термин "Контроллер", которым пользуются в основном профессиональные электронщики.

Не нужно его бояться и думать, что придется изучать то, что знают они (электронщики). Ничего изучать не нужно, необходимо знать, что должно получиться, просто взять и собрать это устройство.

Термин "контроллер" говорит о том, что плата Arduino что-то контролирует. А контролирует она при наличии нужного датчика всё, что угодно. Этими датчиками буквально завалены все китайские торговые площадки. СтОят они не так дорого и могут контролировать всё-всё-всё - от температуры, влажности, наличия в атмосфере газа и дыма до человеческого пульса и отпечатков пальцев. Кроме датчиков китайцы изготовили множество модулей для Arduino - это лазеры, моторчики, пищалки, кричалки, блютуз и вайфай-модули для связи с телефоном и компьютером, SIM-модули для отправки и получения SMS-сообщений, FM-модули для приема сигналов радиостанций, ЖК-мониторы для отображения информации.

Кроме стандартных датчиков можно использовать и обычные радиокомпоненты, ведь ардуине по большому счету все равно от чего и как она получает информацию. Так, вместо датчика влажности почвы можно использовать два обычных гвоздя, а вместо датчика освещенности простой фоторезистор или фотодиод.

Народные умельцы пошли дальше, они взяли тенорезисторы, пришили их к пальцам обычной перчатки и получили вот такую диковинку, которая измеряет изгиб каждого пальца или комбинацию изгибов всех пальцев.

Получился мощный манипулятор, но и это еще не предел. Каждый палец можно дополнительно снабдить датчиком-гироскопом и ваша рука превращается в технологию будущего - к черту кнопки и клавиши, управляйте жестом руки.

Всё это можно собрать в домашних условиях.

По сути плата Arduino в сочетании со всевозможными датчиками и модулями является радиоконструктором, из которого можно собрать какую-нибудь прикольную безделушку-игрушку или самого настоящего робота, а если вы настроены серьезно, то можно создать сиcтему "Умный дом" или организовать климат-контроль в теплице. Список поделок ограничивается только вашей фантазией.

3. Программирование.

Да, плата Arduino программируется, но вам не нужно изучать языки программирования и писать программы, всё уже готово и выложено в интернете. Программа для ардуины называется "Скетч". Всё, что нам нужно для программирования - найти и скачать нужный скетч, соединить плату с компьютером USB-кабелем и нажатием одной кнопки в специальной (бесплатной) программе отправить скетч в память платы Arduino.

Как устроена плата Arduino.

Плата имеет несколько цифровых и аналоговых входов/выходов, USB-разъем, несколько индикаторных светодиодов и кнопку перезапуска программы.

Обратите внимание, я написал "входов/выходов", это означает, что любой из контактов может служить как входом так и выходом, назначается программно. Команда так и пишется INPUT-вход, OUTPUT-выход.

Количество входов-выходов зависит от модели платы. Моделей несколько и каждая из них имеет по несколько клонов, но независимо от этого контроль и программирование у всех идентичны.

Цифровые входы-выходы имеют всего два значения - единица и ноль, то есть 5-Вольт, 0-Вольт. В программе эти значения записываются как HIGH-высокий и LOW-низкий. Пример использования: на входе датчик движения - он либо сработал, либо нет, среднего значения быть не может. На выходе - включаем реле, тут тоже только два варианта - реле либо замкнулось, либо разомкнулось.

Некоторые из цифровых выводов могут использоваться как ШИМ-выходы. Пример использования: управление яркостью светодиода.

Аналоговые входы-выходы могут представить аналоговое напряжение в виде 10-битного числа (1024 различных значения). По умолчанию, измерение напряжения осуществляется относительно диапазона от 0 до 5 Вольт с шагом 4.9 мВ. Пример использования: датчик температуры. Температура может быть высокой, низкой или средней, а вот насколько средней нам и покажет датчик своим значением от 0 до 1024.

Также от модели зависит тип USB-разъема или его отсутствие, об этом чуть позже.

Программа, залитая в Arduino, крутится бесконечно по кругу, но если нужно обнулить какие-то из данных, полученных в процессе работы платы, то достаточно отключить плату от питания или просто нажать кнопку перезагрузки. Например, к плате подключен датчик, установленный где-нибудь на проходной завода или супермаркета, и плата считает количество людей проходящих мимо датчика. Рано или поздно счетчик придется обнулять, тогда и пригодится кнопка перезагрузки.

Светодиодные индикаторы - они и в Африке индикаторы, чего о них писать.

***

Основные модели плат.

Ardino xxx — стандартный размер, 20 входов-выходов

ArdinoNano xxx — уменьшенный размер, 22 входа-выхода

ArdinoMini ххх — ещё меньший размер, 20 входов-выходов, не имеет USB

ArdinoMega xxx — увеличенный размер, 70 входов-выходов

Arduino Lilypad - разработана для одежды (круглая)

Несмотря на разновидности плат, программируются и функционируют они одинаково. Основные различия - габариты, количество входов-выходов, способ подачи питания и тип USB-разъема или его отсутствие. Думаю вы догадались для чего их делают такими разными. Все зависит от задачи, в которой будет использоваться плата. Кому-то нужна полная мощь платы и он выбирает максимально функциональную, а кто-то самостоятельно конструирует мини-квадрокоптер, которому не под силу поднять "железяку", превышающую его собственный вес. Здесь подойдет самая маленькая плата, без лишних разъемов и стабилизаторов питания. Программируется такая плата внешним программатором или другой ардуиной.

***

В завершение хочу сказать, что в этом обзоре я не ставил перед собой цель обучить вас работе с Arduino и предложить решение конкретных задач, я просто хотел рассказать что это такое и почему этого не стоит бояться. Наверняка многие из вас (как и я недавно) думают "Arduino - это что-то программируемое, да ну его нафиг". А вы не бойтесь. Не призываю прямо сейчас заказывать плату, предлагаю просто вбить в любом поисковике или в ютубе слово "Arduino" и просмотреть то, что первое попадется на глаза, возможно что-то вас заинтересует и послужит первым шагом к осуществлению ранее задуманных проектов.

Размещено ВячеславKZ 03 августа 2016 в 14:03
Куплено в магазине AliExpress за 1.88 USD
Рейтинг:
270

  • roswell47 | 03 августа 2016 в 14:53
    Отличный обзор.
    ВячеславKZ поблагодарил(а) за этот комментарий
  • DedPihto | 03 августа 2016 в 15:02
    Срасибо за обзор. Давно интересует эта тема. Но зрение не позволит сделать то, что раньше делал за пол часа на коленке. Только поэтому воздерживаюсь от покупки сего издедия. Очень хорошо что все-таки когото интересует то к чему нужно приложить руки. Удачи вам и всего наилучшего.
    ВячеславKZ поблагодарил(а) за этот комментарий
  • olgasmi | 03 августа 2016 в 15:29
    Прям зачиталась!!!
    Классная штука, жаль что муж у меня не увлекается подобными вещами, а то бы я предложила ему сделать отпугиватель для дроздов от клубники. Правда при этом может пострадать пожилая, пугливая соседка )))
    ВячеславKZ и Ийкин поблагодарили за этот комментарий
  • Nastassy11 | 03 августа 2016 в 16:14
    Спасибо большое, У вас явный "дар" учителя.Действительно,аж зачитываешься текстом.И все доступно и понятно.Про систему "умный дом" знала,а как и что конкретно там работает-естественно нет).А эта штуковина и правда перспективная.Кинула ее в закладки,теперь буду гуглить инфу про нее.
    ВячеславKZ поблагодарил(а) за этот комментарий
  • mr Brown | 03 августа 2016 в 16:33
    Снимаю шляпу!
    У тебя, действительно, талант!
    ВячеславKZ и olgasmi поблагодарили за этот комментарий
  • ВячеславKZ | 03 августа 2016 в 18:27
    olgasmi, чтобы не пугать соседку можно вместо звуковой пугалки установить надувную. Где-то тут на форуме видел гифку на которой тюленей пугают надувными штуками в виде людей, они от потока нагнетаемого воздуха качаются и размахивают руками))))
    olgasmi, Ийкин и ещё 1 поблагодарили за этот комментарий
  • ВячеславKZ | 03 августа 2016 в 18:29
    Nastassy11, спасибо. Меня и пророчили в педагоги, но пришло время поступать, а пединститут сказал, что бесплатно меня учить не будет, вот и пошел я в радиомеханики))
    Nastassy11 поблагодарил(а) за этот комментарий
  • ВячеславKZ | 03 августа 2016 в 18:30
    mr Brown, на себя посмотри)))) вон как грамотно всему обучаешь. Я даже конспектирую твои советы. Кстати, первые четыре дня прошли, всё сделал как Ты учил. Но здесь это лучше не обсуждать.
  • Артём Овсиенко | 03 августа 2016 в 20:09
    ВячеславKZ, Ночью такая надуется перед тобой - точно удар хватить может )))
    olgasmi поблагодарил(а) за этот комментарий
  • Алексей Судариков | 03 августа 2016 в 20:38
    Автору поклон!
    С глубоким уважением отношусь к таким людям.
    По поводу "надувных"(простите что не в тему)
    Было мне уже лет 12.
    Когда я уже спал в мою комнату батя припёр 20 литровый стеклянный пузырь(что там было я не знаю,может брага а может вино какое...) и вместо крышки там была натянута резиновая перчатка.Проснулся я ночью а на фоне окна огромная пятерня...не помню как но через пару секунд я уже был на кухне и в одной руке держал нож в другой скалку))))
    Uminoko, olgasmi и ещё 1 поблагодарили за этот комментарий
  • ВячеславKZ | 03 августа 2016 в 21:26
    Артём Овсиенко, а нефиг мои огурцы воровать)))))
    Я то сам привыкну со временем, а вот ворам страхотерапия как раз впору.
  • ВячеславKZ | 03 августа 2016 в 21:36
    Алексей Судариков, напомнили мне про испуги и в голову пришла идея пугания кота из жизни, а не из фантазии. У меня домашний кинотеатр. Как-то включил фильм, как обычно, ничего особенного, не считая того, что кот спал на полу, прямо возле сабвуфера и фильм начинался с представления кинокомпании где рычит лев.
    Когда зарычал лев спящий кот подлетел до потолка, не дотянул сантиметров тридцать. Испугался короче. Так вот, каждому животному и каждому человеку своя пугалка, думаю описанная мной плата потянет и ту и другую задачу)))))
    Uminoko, Дельфинка и ещё 1 поблагодарили за этот комментарий
  • AnyTwoBoy | 04 августа 2016 в 01:20
    Не знаю почему, но на просторах Али не существует одного магазина с самыми низкими ценами на весь ассортимент компонентов и готовых модулей. Приходится что-то брать в одном, что-то в другом.
    ВячеславKZ поблагодарил(а) за этот комментарий
  • Ийкин | 04 августа 2016 в 06:39
    можно я просто промычу О_о,учитель...
  • ВячеславKZ | 04 августа 2016 в 07:44
    AnyTwoBoy, я тоже это заметил. Но иногда я все же беру то, что чуть дороже, чтобы всё пришло одной посылкой и не растягивалось на месяц-два.
    AnyTwoBoy поблагодарил(а) за этот комментарий
  • vortexmax | 04 августа 2016 в 08:44
    А ссылку на блок питания кто-нибудь кинет? Не могу найти чем бы запитать это.
    Было бы вообще отлично, если бы блок питания был выполнен в виде платы, без корпуса.
  • ВячеславKZ | 04 августа 2016 в 09:52
    vortexmax, безкорпусный блок питания для макетной платы, да и сама макетная плата в моем следующем обзоре (еще не написан).
    А зачем запитывать ЭТО блоком питания? Оно отлично запитывается от USB.
    AnyTwoBoy поблагодарил(а) за этот комментарий
  • Merman | 04 августа 2016 в 10:02
    Спасибо автору. Взял на заметку. Буду размышлять, где использовать :).
    ВячеславKZ поблагодарил(а) за этот комментарий
  • AnyTwoBoy | 04 августа 2016 в 11:15
    ВячеславKZ, я методом проб и ошибок нашел 4 магазина, которые и пакуют хорошо, и с доставкой не тянут, и дополняют друг друга в плане ассорти :) На самом деле, очень занятная тема! Благодаря ей я узнал, что невозможно закинуть в корзину более 100 товаров :)
  • mr Brown | 04 августа 2016 в 12:46
    ВячеславKZ, ты забыл упомянуть об одном.
    Чтоб заставить камень исполнять твои команды, нужно научиться разговаривать с ним на Тарабарском языке. Это многих и пугает.
    ВячеславKZ и Nata_li поблагодарили за этот комментарий
  • Shell5050 | 07 августа 2016 в 10:16
    Обзор шикарный.
  • ecliipse | 14 августа 2016 в 03:47
    Ардуинка вещь интересная,полезная и занимающая не мало времени)))
    буквально пол часа назад закончил сборку своего "долгостроя" паяльную станцию на ардуино(автор проэкта alex link)
    не мало по парили мозг наводки и помехи,контроллер оказался к ним очень чувствительным! а для меня как для начинающего радиолюбителя собирающего третью плату это был коллапс. но все разрешилось.
    надеюсь будет служить долго.
  • Показать предыдущие 22 комментария...
  • ВячеславKZ | 15 августа 2016 в 07:29
    ecliipse, предлагаю развить тему arduino на форуме.
    http://alitrack.ru/forum/topic-3684.html
  • mnemonic | 15 августа 2016 в 18:06
    ВячеславKZ, тему с абдуриной, как ее называют радиолюбители со стажем, поддержу.
    ВячеславKZ поблагодарил(а) за этот комментарий
  • megat | 15 сентября 2016 в 08:49
    Спасибо!

Добавить комментарий