Как сделать кассовый аппарат на ардуино

Добавил пользователь Cypher
Обновлено: 05.10.2024

10 интересных проектов для Ардуино

Arduino – это универсальная платформа для самоделок на микроконтроллерах. К ней есть множество шилдов (плат расширения) и датчиков. Это многообразие позволяет сделать целый ряд интересных проектов, направленных на улучшение вашей жизни и повышение её комфорта. Сферы применения платы безграничны: автоматизация, системы безопасности, системы для сбора и анализа данных и прочее.

Из этой статьи вы узнаете, что можно сделать интересного на Ардуино. Какие проекты станут зрелищными, а какие полезными.

Что можно сделать с помощью Arduino

Робот пылесос

Уборка в квартире – рутинное занятие и малопривлекательное, тем более на это нужно время. Сэкономить его можно, если часть хлопот по дому возложить на робота. Этого робота собрал электронщик из г. Сочи – Дмитрий Иванов. Конструктивно он получился достаточно качественным и не уступает в эффективности заводским аналогам.

Для его сборки вам понадобятся:

1. Arduino Pro-mini, или любая другая подобная и подходящая по размерам.

2. USB-TTL переходник, если вы используете Pro mini. Если вы выбрали Arduino Nano, то он не нужен. Он уже установлен на плате.

3. Драйвер L298N нужен для управления и реверсирования двигателей постоянного тока.

4. Маленькие двигателя с редуктором и колесами.

6. Двигатель для турбины (побольше).

7. Сама турбина, а вернее крыльчатка от пылесоса.

8. Двигателя для щеток (небольшие).

9. 2 датчика столкновения.

10. 4 аккумулятора 18650.

11. 2 преобразователя постоянного напряжения (повышающий и понижающий).

13. Контроллер для работы (заряда и разряда) аккумуляторов.

Система управления выглядит следующим образом:

А вот система питания:

Подобные уборщики развиваются, модели заводского изготовления обладают сложными интеллектуальными алгоритмами, но вы можете попытаться сделать свою конструкцию, которая не будет уступать по качеству дорогим аналогам.

Управление RGB-лентой со смартфона и Arduino

RGB-ленты способны выдавать световой поток любого цвета, в них обычно используются светодиоды в корпусе которых размещено три кристалла светящиеся разным цветом. Для их управления продаются специальные RGB-контроллеры, их суть заключается в регулировании тока подаваемого на каждый из цветов светодиодной ленты, следовательно – регулируется интенсивность свечения каждого из трёх цветов (отдельно).

Вы можете сделать своими руками RGB-контроллер на Ардуино, даже более того, в этом проекте реализовано управление через Bluetooth.

На фото приведен пример использования одного RGB-светодиода. Для управления лентой потребуется дополнительный блок питания на 12В, тогда ШИМ-выходы Arduino будут управлять затворами полевых транзисторов включенных в цепь. Ток заряда затвора ограничен резисторами на 10 кОм, они устанавливаются между пином Ардуино и затвором, последовательно ему.

Автор использовал для связи со смартфоном Bluetooth, для этого был куплен модуль HC-05.

Научитесь разрабатывать устройства на базе микроконтроллеров и станьте инженером умных устройств с нуля: Инженер умных устройств

Пульт управления на базе Arduino и смартфона

С помощью микроконтроллера можно сделать универсальный пульт дистанционного управления управляемый с мобильного телефона.

Для этого понадобится:

Arduino любой модели;

Bluetooth-модуль HC-05 или HC-06.

Проект может считывать коды с заводских пультов и сохранять их значения. После чего вы можете управлять этой самоделкой через Bluetooth.

Система распознавания лиц и слежения за ними

Веб-камера устанавливается на поворотный механизм. Её подключают к компьютеру, с установленным программным обеспечением. Оно базируется на библиотеке компьютерного зрения – OpenCV (Open Source Computer Vision Library), после обнаружения программой лица, координаты его перемещения передаются на плату Arduino через USB-кабель.

Ардуино даёт команду приводу поворотного механизма и позиционирует объектив камеры. Для движения камеры используется пара сервоприводов.

На видео изображена работа этого устройства.

Следите за своими животными!

Идея заключается в следующем – узнать, где гуляет ваше животное, это может вызвать интерес для научных исследований и просто для развлечения. Для этого нужно использовать GPS-маячок. Но чтобы хранить данные о местоположении на каком-нибудь накопителе.

При этом габариты устройства здесь играют решающую роль, поскольку животное не должно ощущать от него дискомфорт. Для записи данных можно использовать Arduino шилд для работы с картами памяти формата Micro-SD.

Ниже приведена схема оригинального варианта устройства.

В оригинальной версии проекта использовалась плата TinyDuino и шилды к ней. Если вы не можете найти такую, вполне можно использовать маленькие экземпляры Arduino: mini, micro, nano.

Для питания использовался элемент Li-ion, малой ёмкости. Маленького аккумулятора хватает примерно на 6 часов работы. У автора в итоге все поместилось в обрезанную баночку из-под тик-така. Стоит отметить, что антенна GPS должна смотреть вверх, чтобы получать достоверные показания датчика.

Взломщик кодовых замков

Для взлома кодовых замков с помощью Ардуино понадобятся серво- и шаговый двигатель. Этот проект разработал хакер Samy Kamkar. Это достаточно сложный проект. Работа этого устройства изображена на видео, где автор рассказывает все подробности.

Конечно, для практического применения такое устройство вряд ли подойдет, но это отличный демонстрационный.

Ардуино в музыке

Это скорее не проект, а небольшая демонстрация какое применение нашла эта платформа у музыкантов.

Анализатор спектра звука, с видео выходом.

Транзистор NPN-типа, например 2n3904 – 1 шт.

Резистор 1 кОм (R2, R4, R5) – 3 шт.

330 Ом (R6) – 1 шт.

10 кОм (R1) – 1 шт.

100 кОм (R3) – 1 шт.

Электролитический конденсатор 3.3 мкФ – 1 шт.

Для работы проекта потребуется подключение библиотеки для быстрого разложения в ряд Фурье.

Пошаговое обучение программированию и созданию устройств на микроконтроллерах AVR: Программирование микроконтроллеров для начинающих

3 проекта роботов

Робототехника – одно из интереснейших направлений для гиков и просто любителей сделать что-нибудь необычное своими руками, я решил сделать подборку из нескольких интересных проектов.

BEAM-робот на Ардуино

Для сборки четырёхногого шагающего робота вам понадобятся:

Для движения ног нужны сервомоторчики, например, Tower Hobbies TS-53;

Кусок медной проволоки средней толщины (чтобы выдерживала вес конструкции и не гнулась, но и не слишком толстой, т.к. не имеет смысла);

Микроконтроллер - AVR ATMega 8 или плата Ардуино любой модели;

Для шасси в проекте указано, что использовалась Рамка Sintra. Это что-то вроде пластика, он сгибается в любую форму при нагревании.

В результате вы получите:

Примечательно то, что этот робот не ездит, а шагает, может перешагивать и заходить на возвышения до 1 см.

Робот fijibot с функцией самоподзарядки

Этот проект мне, почему-то, напомнил робота из мультфильма Wall-e. Его особенностью является использование солнечной батареи для зарядки аккумуляторов. Он перемещается подобно автомобилю, на 4-х колесах.

Его составляющие детали:

Пластиковая бутылка подходящего размера;

Солнечная панель с выходным напряжением в 6В;

В качестве донора колес, двигателей и других деталей – машинка на радиоуправлении;

Два сервопривода непрерывного вращения;

Два обычных сервопривода (180 градусов);

Светодиоды, фоторезисторы, постоянные резисторы на 10 кОм – всего по 4 штуки;

Вот основа – плата Ардуино с прото-шилдом.

Вот так выглядят запчасти от радиоуправляемой машины – колеса.

Конструкция почти в сборе, датчики установлены.

Суть работы робота заключается в том, что он едет на свет. Обилие фоторезисторов нужно ему для навигации.

Художник из деталей от CD-приводов

Это скорее ЧПУ станок, чем робот, но проект весьма занимательный. Он представляет собой 2-х осевой станок для рисования. Вот перечень основных компонентов, из которых он состоит:

(DVD)CD-приводы – 2 шт;

2 драйвера для шаговых двигателей A498;

Источник питания 12В;

Шариковая ручка, и другие элементы конструкции.

Из привода оптических дисков используется блоки с шаговым двигателем и направляющей штангой, которые позиционировали оптическую головку. Из этих блоков извлекают двигатель, вал и каретку.

Управлять шаговым двигателем без дополнительного оборудования у вас не выйдет, поэтому используют специальные платы-драйверы, лучше, если на них будет установлен радиатор двигателя в момент пуска или смены направления вращения.

Полный процесс сборки и работы показан на этом видео.

Смотрите также 16 лучших Arduino проектов от AlexGyver:

Заключение

В статье рассмотрена лишь малая капля из всего того, что вы можете сделать на этой популярной платформе. На самом деле всё зависит от вашей фантазии и задачи, которую вы ставите перед собой.

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

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.

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.

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.

Наверное, многие слышали о такой замечательной платформе, но из-за плохого знания электроники или программирования многие решат обойти arduino стороной. Да платформа достаточно сложная, но разобраться можно, главное желание. Я сам долго не решался изучить данную платформу, но в один прекрасный день, понял, что она бы могла облегчить мне жизнь…
В интернете очень много информации об arduino, но без практики никакая теория не поможет, по этому я решил купить данный набор, но забегу вперед, что все таки дешевле все компоненты купить самостоятельно, не набором, а архивы с инструкциями и программами (скетчами) я выложил ниже.
Почему я взял данный набор, ведь выбора в Китае много? Раньше ардуино было для меня как что-то заоблачное и не понятное и выбирал только из-за количества уроков, по этому и выбрал данный набор, кстати подобный набор уже обозревал drawde.

Покупал я напрямую с тао:

Набор пришел в пластиковом кейсе, заклеенном скотчем, видимо что бы ничего не вытащили из коробки (скотч я уже порвал):

Что же там в коробке?

Комплектация:

— 1х плата arduino uno, возможно даже оригинал
— 1х LCD дисплей 16 символами на 2 строки с i2c платой

— 15х светодиодов: 5 шт. красного цвета, 5 шт. синего цвета и 5 шт. оранжевого цвета

— 3х фоторезистора
— 1х ИК приемник
— 1х датчик пламени
— 2х датчика вибрации
— 1х термодатчик
— 4х кнопки
— 2х пьезоэлемента

— цифровой светодиодный дисплей на 1 цифру
— цифровой светодиодный дисплей на 4 цифры
— светодиодная матрица 8х8

— 8х постоянный резистор на 220 Ом
— 5х постоянный резистор на 1 кОм
— 5х постоянный резистор на 10 кОм

— 1х резистор переменного сопротивления(потенциометр) на 50 кОм

— 1х большая макетная площадка

— 1x DuPont кабель мама-папа 30 разноцветных проводов

— 30х соединительных проводов для макетной площадки папа-папа

— 1х USB кабель

— 1х RFID плата
— 1х RFID карта
— 1х RFID на ключи

— 1x ИК пульт
— 1x микрофонный модуль
— 1x модель кнопочной площадка 4х4
— 1x реле
— 1x модуль часов
— 1x модуль драйвера для мотора
— 1x модуль датчика температуры и влажности
— 1x модуль джойстика
— 1x модуль RGB светодиода
— 1x модуль датчика влажности
— 1x кабель питания для кроны

— 1x сервопривод
— 1x мотор с редуктором

— 1x сдвиговый регистр 74НС595N
Вот так выглядит все в сборе:

Когда я получил набор, то сразу принялся искать инструкции, но внутри коробки ничего не обнаружил, подумал, что китаец обманул и уже хотел с ним ругаться, но почитал описание лота и там была ссылка со всеми инструкциями и программами: yunpan.cn/cFWkif3FY3cgk （пароль：22cd）
Но китайскими программами лучше не пользоваться, по тому программу для программирования arduino лучше скачать с официального сайта: arduino.cc/en/Main/Software
А вот тут собраны мной инструкции, программы, скетчи найденные в интернете и мои скетчи, которые пригодились в освоении arduino.

Начало

Урок №1 — мигание светодиода

Для этого урока нам понадобятся вот такие детали:

— 2 провода (далее количество проводов я указывать не буду),
— светодиод,
— резистор на 220Ом,
— макетная площадка и плата arduino uno
Подключаем:

И получаем:

Урок №2 — подключение 8 светодиодов — бегущие огни

Для этого урока нужно:
— 8 светодиодов,
— 8 резисторов на 220 Ом,
— провода, макетная площадка и arduino
Я немного не правильно подключил, поставил 1 резистор на массу и подвел ко всем светодиодам:

Результат:

Урок №3 — изменение яркости светодиода с помощью переменного резистора

Урок №4 — бегущие огни из 6 светодиодов

Необходимо:
— 6 светодиодов,
— резистор на 220Ом
— провода, макетная площадка и arduino

Получилось так:

Результат:

Урок №5 — подключение RGB светодиода

Понадобится:
— модуль RGB
— провода, макетная площадка и arduino

Получилось так:

Результат:

Урок №6 — подключение пьезоэлемента

Детали:
— пьезоэлемент
— провода, макетная площадка и arduino

Получилось так:

Результат:

Урок №8 — включение светодиода с кнопки

Детали:
— кнопка
— светодиод
— резисторы на 220 Ом и 10 кОм
— провода, макетная площадка и arduino

Получилось так:

Результат:

Урок №8.1 — вкл/выкл. светодиода с кнопки

Детали:
— светодиод
— 2 кнопки
— резистор на 220 Ом
— 2 резистора на 10кОм
— провода, макетная площадка и arduino

Получилось так

Результат:

Урок №8.2 — изменение яркости светодиода с кнопки

Схема подключения идентична уроку 8.1, только скетч другой и результат:

Урок №9 — сервопривод

Детали:
— сервопривод
— провода, макетная площадка и arduino

Получилось так:

Результат:

Урок №10 — подключение сдвигового регистра 74HC595

Детали:
— 8 светодиодов
— сдвиговый регистр 74HC595
— 8 резисторов на 220 Ом
— провода, макетная площадка и arduino

Получилось так:

Урок №11 — изменение яркости светодиода с помощью фоторезитора

Детали:
— фоторезитор
— светодиод
— резитор на 220 Ом и на 10кОм
— провода, макетная площадка и arduino

Получилось так:

Результат:

Урок №12 — вольтметр

Урок №13 — измерение температуры

Урок №13.1 — изменение температуры — визуальное отображение

Детали:
— датчик температуры
— 3 светодиода
— резистора 220 Ом
— провода, макетная площадка и arduino
Получилось так:

Результат:

Урок №14 — подключение цифрового светодиодного дисплея

Детали:
— 6 резистров 220 Ом
— цифровой светодиодный дисплей
— провода, макетная площадка и arduino
Получилось так:

Результат китайского скетча:

Результат моего переделанного скетча:

Урок №14 — подключение цифрового светодиодного дисплея на 4 цифры

Детали:
— светодиодная панель на 4 цифры
— провода, макетная площадка и arduino
Получилось так:

Результат — секундомер:

Урок №15 — подключение светодиодной матрицы 8х8

Детали:
— светодиодная матрица 8х8
— провода и arduino
Получилось так:

Результат моего скетча:

Урок №16 — подключение датчика влажности

Детали:
— датчик влажности
— светодиод (я подключил RGB модуль к 1 светодиоду)
— провода и arduino
Получилось так:

Результат:

Урок №17 — измерение температуры и влажности

Урок №18 — подключение модуля реле

Детали:
— модуль реле
— светодиод
— резистор на 220Ом
— провода, макетная площадка и arduino
Получилось так:

Результат:

Урок №19 — подключение LCD дисплея 16х2

Детали:
— дисплей LCD1602
— провода и arduino
Получилось так:

Результат:

Урок №20 — подключение двигателя

Детали:
— модуль драйвера для мотора
— мотор с редуктором
— провода и arduino
Получилось так:

Результат:

Урок №21 — Включение/выключение светодидодов с помощью пульта

Детали:
— ИК пульт
— ИК приемник
— 6 светодиодов
— 6 резисторов 220Ом
— провода, макетная площадка и arduino

Получилось так:

Результат:

Урок №22 — Подключение джойстика

Урок №23 — Подключение клавиатуры 4х4

Урок №24 — Подключение RFID

Уроков у меня получилось всего 24, остальные я не стал освещать в обзоре, хотя сам их собирал и проверял, как мне показалось, они не интересные для обозревания.

Домашнее задание — цифровой термометр

Детали:
— датчик температуры
— LCD дисплей
— провода, макетная площадка и arduino
Получлось так:

Осталось самое сложное объединить 2 скетча и еще что бы все это работало, получился вот такой скетч:

Слегка подсматривал тут.
Результат:

Теперь надо проверить погрешность:

Как видно погрешность очень маленькая, хотя возможно метеостанция и моя конструкция оба термометра врут.

Зачем я все это затеял?
Хочу автоматизировать пивоварение, пока все еще в далеком проекте.

Их множество, с помощью arduino можно создать множество проектов, практически под любые цели.
Полно инструкций в интернете.
С помощью данного набора можно легко изучить arduino — инструкции в помощь.

Цена мне кажется великовата
В китайской инструкции очень много ошибок, например урок от одного проекта, скетч совершенно от другого, а схема от третьего

Вывод:

Ардуино мне понравился, буду пробовать изобретать что-нибудь более интересное и сложное, а всем начинающим я рекомендую покупать arduino не набором, а отдельными модулями.

Ее особенность — в способности управлять различными системами без участия владельца, а суть заключается в объединении электронных устройств в одну сеть для экономии электроэнергии, управления освещением и электроприборами, оповещения о проникновении в дом посторонних лиц и решении других задач.

Одним из главных элементов системы умный дом в рассматриваемом варианте является Arduino. Что это такое? Как он работает? Какие функции выполняет? Все подробно мы рассмотрим в этой статье.

Что такое Arduino?

Ардуино (Arduino) — специальный инструмент, позволяющий проектировать электронные устройства, имеющие более тесное взаимодействие с физической средой в сравнении с теми же ПК, фактически не выходящими за пределы виртуальной реальности.

Другими словами, Ардуино — небольшое устройство, обеспечивающее управление различными датчиками, системами освещения, принятия и передачи данных.

В состав Arduino входит микроконтроллер, представляющий собой собранный на одной схеме микропроцессор. Его особенность — способность выполнять простые задачи. В зависимости от модели устройство Ардуино может комплектоваться микроконтроллерами различных типов.

Существует несколько моделей плат, самые распространённые из них – UNO, Mega 2560 R3.

Не менее важная особенность печатной платы заключается в наличии 22 выводов, которые расположены по периметру изделия. Они бывают аналоговыми и цифровыми.

Особенность последних заключается в управлении с помощью только двух параметров — логической единицы или нуля. Что касается аналогового вывода, между 1 и 0 имеется много мелких участков.

Сегодня Arduino используется при создании электронных систем, способных принимать информацию с различных датчиков (цифровых и аналоговых).

Устройства на Ардуино могут работать в комплексе с ПО на компьютере или самостоятельно.

Что касается плат, их можно собрать своими руками или же приобрести готовое изделие. Программирование Arduino производится на языке Wiring.

ЧИТАЙТЕ ПО ТЕМЕ : Умный дом Xiaomi Smart Home, обзор, комплектация, подключение и настройка своими руками, сценарии.

Чем управляет Arduino?

Благодаря большому количеству выводов на печатной плате, к Ардуино удается подключить множество различных устройств, а именно:

Кроме того, к Ардуино подключается набор датчиков в зависимости от задач, поставленных перед системой. Как правило, устанавливаются датчики освещенности, дыма и состава воздуха, магнитного поля, влажности, температуры и прочие.

Принцип работы системы

Устройство Arduino работает следующим образом. Информация, собранная с различных датчиков в доме, направляется по беспроводной сети на планшет или ПК. Далее с помощью специального софта производится обработка данных и выполнение определенной команды.

Главную функцию выполняет центральный датчик, который можно приобрести или собрать самостоятельно. Разъемы на платах являются стандартными, что значительно упрощает выбор комплектующих.

Питание

Питание Arduino производится через USB разъем или от внешнего питающего устройства. Источник напряжения определяется в автоматическом режиме.

Провода от АКБ подключаются к различным выводам питающего разъема — Vin и Gnd.

Для нормальной работы платформа нуждается в напряжении от 6 до 20 Вольт. Если параметр падает ниже 7 вольт, на выводе 5V может оказаться меньшее напряжение и появляется риск сбоя.

Если подавать 12 В, возможен перегрев регулятора напряжения и повреждения платы. По этой причине оптимальным уровнем является питание с помощью 7 — 12 В.

В отличие от прошлых типов плат, Arduino Mega 2560 работает без применения USB-микроконтроллера типа FTDI. Для обеспечения обмена информацией по USB применяется запрограммированный под конвертер USB-to-serial конвертер.

На Ардуино предусмотрены следующие питающие выводы:

5V — используется для подачи напряжения на микроконтроллер, а также другие элементы печатной платы. Источник питания является регулируемым. Напряжение подается через USB-разъем или от вывода VIN, а также от иного источника питания 5 Вольт с возможностью регулирования.
VIN — применяется для подачи напряжения с внешнего источника. Вывод необходим, когда нет возможности подать напряжение через USB-разъем или другой внешний источник. При подаче напряжения на 2,1-миллиметровй разъем применяется этот вход.
3V3 — вывод, напряжение на котором является следствием работы самой микросхемы FTDI. Предельный уровень потребляемого тока для этого элемента составляет 50 мА.
GND — заземляющие выводы.

Принципиальную схему платы в pdf формате можно посмотреть ЗДЕСЬ.

Связь

Возможности Arduino позволяют подключить группу устройств, обеспечивающих стабильную связь с ПК, а также другими элементами системы — микроконтроллерами или такими же платами Ардуино.

Модель ATmega 2560 отличается наличием 4 портов, через которые можно передавать данные для TTL и UART. Специальная микросхема ATmega 8U2 на плате передает интерфейс (один из них) через USB-разъем. В свою очередь, программы на ПК получают виртуальный COM.

Здесь имеются нюансы, которые зависят от типа операционной системы:

Если на ПК установлен Linux, распознавание происходит в автоматическом режиме.
Если стоит Windows, потребуется дополнительный файл .inf.

С помощью утилиты мониторинга обеспечивается отправление и получение информации в текстовом формате после подключения к системе.

Мигание светодиодов TX и RX свидетельствует о передаче данных. Для последовательной отправки информации применяется специальная библиотека Software Serial.

К особенностям ATmega 2560 стоит отнести наличие интерфейсов SPI и I2C. Кроме того, в состав Ардуино входит библиотека Wire.

Разработка проекта

Какие проекты можно создавать на Arduino?

Ардуино позволяет создавать множество уникальных проектов. Вот лишь некоторые из них:

Как подключить проходной выключатель: одноклавишный, двухклавишный, как обычный, схемы, критерии выбора

Составление проекта для умного дома

Рассмотрим ситуацию, когда необходимо сделать автоматику для дома с одной комнатой.

Такое здание состоит из пяти основных зон — прихожей, крыльца, кухни, санузла, а также комнаты для проживания.

При составлении проекта стоит учесть следующее:

КРЫЛЬЦО . Включение света производится в двух случая — приближение хозяина к дому в темное время суток и открытие дверей (когда человек выходит из здания).
САНУЗЕЛ . В бойлере предусмотрен выключатель питания, который при достижении определенной температуры выключается. Управление бойлером производится в зависимости от наличия соответствующей автоматики. При входе в помещение должна срабатывать вытяжка, и загорается свет.
ПРИХОЖАЯ . Здесь требуется включение света при наступлении темноты (автоматическое), а также система обнаружения движения. Ночью включается лампочка небольшой мощности, что исключает дискомфорт для других жильцов дома.
КОМНАТА . Включение света производится вручную, но при необходимости и наличии датчика движения эта манипуляция может происходить автоматически.
КУХНЯ . Включение и отключение света на кухне осуществляется в ручном режиме. Допускается автоматическое отключение в случае продолжительного отсутствия перемещений по комнате. Если человек начинает готовить пищу, активируется вытяжка.

Отопительные устройства выполняют задачу поддержания необходимой температуры в помещении. Если в доме отсутствуют люди, нижний предел температуры падает до определенного уровня.

После появления людей в здании этот параметр поднимается до прежнего значения. Рекуперация воздуха осуществляется в случае, когда система обнаружила присутствие владельца. Продолжительность процесса — не более 10 минут в час.

Подбираем комплектацию под проект на примере Arduino Mega 2560 R3

Что входит в комплект поставки?

Необходимы и дополнительные инструменты — отвертки, паяльники и прочее.

Учтите, что покупать наборы для монтажа системы стоит в сертифицированных пунктах. Это объясняется тем, что при реализации проекта применяется электричество, а использование подделки может привести к снижению уровня безопасности.

Как правило, требуются датчики движения, температуры, открытия дверей и освещенности. Роль датчика открытия дверей может выполнять обычный геркон.

Прошивается плата с помощью специального софта, предназначенного для различных операционных систем, в том числе и кабеля USB. При этом в программаторах нет необходимости.

Что касается ПО, которое применяется в Ардуино, оно написано на языке Си. На число байт имеются определенные ограничения, но текущей памяти достаточно для реализации поставленной задачи.

Что такое GSM розетка для умного дома, устройство, принцип работы, инструкция по подключению, как сделать своими руками

Начало работы

Как только необходимое оборудование подготовлено, а проект разработан, можно приступать к выполнению поставленной задачи.

Этапы

Инсталляция программного кода;
Конфигурация приложения под применяемое устройство;
Переадресация портов (для роутера);
Проведение тестов;
Внесение правок и так далее.

В Сети имеется весь необходимый софт на применяемое оборудование — его достаточно скачать с официального сайта и установить (ссылку смотрите выше).

Приложение позволяет увидеть информацию о датчиках. Если это требуется, настройки IP-адрес могут быть изменены.

Последовательность действий при подключении к компьютеру

Чтобы начать работать с Ардуино в Windows, сделайте следующие шаги:

Работа с роутером

После требуется присвоить адресу доменное имя и перейти к процессу тестирования проекта. Учтите, что для такой системы запрещено применение открытого IP-адреса, ведь в этом случае высок риск взлома через Сеть.

Расширение возможности на Ардуино

Одной из возможностей умного дома является визуализация состояния автоматики и проходящих в системе процессов. Для этого рекомендуется применять отдельный сервер, обеспечивающий обработку состояний (может применяться программа Node.js).

Для реализации задуманного подойдет ноутбук, обычный ПК или Raspberry Pi. Применение такой системы позволяет увеличить ее возможности. Так, если на плате Ардуино имеется небольшой объем памяти, на сервере такие ограничения отсутствуют. Программа пишется таким образом, чтобы обеспечить полное управление платформой.

При желании можно задать алгоритм, который будет фиксировать факт нахождения человека в доме, и собирать эту информацию. Если владелец ежедневно возвращается где-то к 17.30, за час может быть включен бойлер или отопительные устройства. По приходу домой человек попадает в теплое здание с горячей водой.

Программа может запомнить время, когда владелец ложится отдыхать и отключать нагрев воды. Таких нюансов, которые при необходимости вносятся в программу, множество. Именно наличие внешнего ПК дает большие возможности контроллеру на Ардуино.

Общение с Arduino

Чтобы узнать, какие действия осуществлять, процессор должен получить соответствующую команду. Общение производится с помощью специального языка, который адаптирован под работу с Ардуино и достаточно прост. При желании в нем легко работаться даже при отсутствии навыков программирования.

Как можно управлять?

Как отмечалось, сервер Node.js позволяет связать между собой оборудование в доме. Одним из способов управления процессами являются облачные сервисы в Сети. При этом включить отопление или бойлер можно за один-два часа до приезда.

Реле контроля фаз и напряжения: устройство, принцип работы, схемы подключения, характеристики, обзор моделей

В итоге, что мы получим?

Сегодня Arduino востребовано среди людей, которые ничего не знают о программировании.

Причиной этому является простой интерфейс, а также ряд преимуществ — простой язык программирования, возможность создания своего алгоритма, благодаря открытому исходному коду, а также легкость переноса программ с помощью USB-кабеля. Необходимый для Ардуино софт имеется в Интернете, поэтому тут проблем нет.

Это и есть основные преимущества системы.

К особенностям платы стоит отнести возможность подключения к компьютеру и получения визуализации процессов на дисплее планшета или ПК.

Сегодня я задумал сделать ИК пульт на Ардуино.
Давайте определимся с аббривиатурой "ИК".
ИК - в расшифровке означает Инфракрасный.
Что такое инфра и почему оно красное, если его не видно?
Все дело в спектре цвета, который мы видим и нет:

Инфра - означает выше чем что-либо, значит инфракрасный - это выше чем красный.
Взгляните на рисунок, там показаны длины волн, так вот длины волн, значение которых выше чем 700, по рисунку, и есть ИК (IR) излучение.
Но зачем же требуется мой пульт:

Если основной пульт утерян, а устройство популярного типа, то можно с помощью всем известных кодов восстановить его
Копирование пульта. Это нужно, в тех случаях, когда вам нужно отдавать кому-то путь, но при этом и иметь самому доступ к дистанционному управлению этого устройства.
Управление ИК пультом в остальных ардуино проектах, с доступом к настройке кодов

Коды. Коды. так что же такое информационные коды для пульта?
Коды ИК пульта - это порядок цифр, тактируемый передатчиком и принимающийся приемником.
Чаще всего они передаются в 16-ти символьной системы счисления.

Для того, что бы ардуино понимала, что это не набор символов, а число в 16-ти символьной системы счисления, нужно к коду добавлять приписку 0x, думаю это мы уяснили.
Что из себя представляет передатчик ИК кода?
Это устройство, похожее на обычный светодиод, но при подключении питания - не светит.

И тут возникает вопрос, как же проверить такой ИК светодиод? Ответ прост.
Мы, люди, не видим ИК излучение, но зато его отлично видят камеры наших устройств. Для того что бы проверить такой светодиод, нужно:

Подать напряжение на его катод и анод соответственно
Навести камеру любого устройства имеющую ее
Посмотреть: если светит, то светодиод рабочий, и наоборот

Как получить эти ИК коды? Для этого нужно устройство, о котором мы в целом говорить сейчас не будем, это будет рассмотрено в следующей моей статье.
И так преступил к реализации своей идеи.
Как и остальные мои проекты, этот считается бюджетным, так как практически не нуждается в затратах на компоненты. Нам понадобится:

4 тактовые, нормально разомкнутые кнопки
ИК светодиод (его можно достать из старых пультов)
любой светодиод (у меня красный), для сигнализации
резистор на 220 Ом (или любая другая, которая Atmega 328)
аккумулятор и к нему плата TP4056

Вскоре продолжил собирать все вот по этой схеме:

Но в этот раз я решил начать с корпуса свою сборку. Найдя такую пластмаску, я понял, что из этого может получиться отличный корпус:

После я просверлил отверстия для кнопок:

Там то и будут находиться мои 4 тактовые кнопки. Их я решил приклеить на термоклей, это очень удобно.

Но мои кнопки были слишком коротки, по-этому я решил использовать винт от винтового зажима:

Немного откусив их, что бы не были такими длинными, я их приклеил к кнопкам, вот как получилось:

На этом же фото, вы можете видеть отверстие, оно нужно для сигнализирующего светодиода.
Был так же вырезан вход для USB штекера, что-бы заряжать аккумулятор:

И да, отверстие для ИК светодиода, тоже было вырезано:

Мне, ради компактности устройства, пришлось отрезать уголки плате TP4056:

Наконец можно собирать остальную часть.
Собрав все по схеме, это выглядело так:

Этот процесс был не таким уж и долгим, но очень кропотливым, что бы вам не возиться со всей этой мелочью, была разведена плата:

Посмотреть ее вновь и получить гербер исходники я оставил в моем гугл диске, который можно найти ниже.

Теперь можно перейти к программной части, этот проект построен на библиотеке iarduino_IR_TX.h и на паре других, они будут на гугл диске.
Я сделал небольшую программу и сейчас объясню ее работу.
Есть 3 вкладки:

Основная, там происходят все процессы
Подсобная, нужна для разработчиков
хранятся ваши странички с кодами

Там есть образец и сравнивая их с другими страничками, можно составить коды для своего устройства.
конечно, по аналогии и с другими страничками, надо менять ее номер, меняется он тут:

Вместо цифры 4, другая цифра.

Когда добавляете новую функцию, добавьте новый case и номер который идет следующим, от прошлого числа.
Вот и я рассказал вам о своем проекте, следите за новостями в моем инстаграмме (там все подробности, а также находится актуальная информация про новые изобретения), с вами был Robozit, всем пока!
ссылка на Инстаграмм
ссылка на гугл диск

Не пропустите обновления! Подписывайтесь на нашу группу Вконтакте и страницу в Instagram.
Так же у нас есть Telegram канал.
Вам понравился наш материал? Поделитесь с коллегами!

Читайте также: