10 progetti Arduino per principianti che chiunque può fareBlog Postcircuito.io teamApril 23, 2017
Costruire progetti Arduino può dare un grande senso di soddisfazione, ma molte volte i principianti non sono sicuri da dove iniziare. Ci sono un sacco di cose da prendere in considerazione quando si inizia un progetto, e se non si ha esperienza di Maker, può essere abbastanza confuso. Per questo motivo, abbiamo messo insieme 10 progetti Arduino per principianti che chiunque può fare!
Per iniziare, è meglio se hai uno starter kit Arduino che contiene: Un Arduino, fili jumper, resistenze, una breadboard, LED e pulsanti. Alcuni dei progetti richiedono parti aggiuntive, e hanno link a dove è possibile acquistarle.
In tutti i progetti che vedrete qui sotto, abbiamo usato circuito.io per la BoM (bill of materials), la guida al cablaggio passo dopo passo e gli esempi di codice, ma naturalmente puoi cambiare il design originale, aggiungere o rimuovere componenti e fare la tua versione personale del progetto.
Thermometer with a Twist
Per il tuo primo progetto, abbiamo deciso di mostrarti come fare un termometro. Questa è una costruzione piuttosto semplice ed è una di quelle cose che sono solo buone da avere intorno alla casa. Anche per questo progetto, non abbiamo stampato in 3d nessuna parte, e abbiamo usato parti minime in modo che sia veramente facile e autoesplicativo.
I componenti di cui avrete bisogno per questo progetto sono: Arduino Uno, DS18B20 – Sensore di temperatura digitale a un filo e Display seriale a 7 segmenti.
Quando hai tutti i componenti puoi iniziare a cablarli insieme. Questo progetto ha solo un ingresso – sensore di temperatura, e un’uscita – display a 7 segmenti, quindi il cablaggio non è così difficile. Cliccando su questo link sarai reindirizzato alla nostra app, dove i componenti per il progetto sono già selezionati per te.
Diamo un’occhiata ai diversi componenti un po’ più in dettaglio:
- Il sensore di temperatura ha 3 pin – VCC, GND che forniscono alimentazione al sensore, e DQ che è il pin dati. Ogni componente che usi ha un datasheet – questo è dove puoi leggere sul componente e imparare quali caratteristiche ha e come funziona.
- Il display seriale a 7 segmenti può mostrare 4 cifre alla volta. Ogni cifra può essere controllata separatamente. Può visualizzare numeri, lettere e alcuni caratteri speciali. Il display a 7 segmenti è un po’ più complesso da cablare. Come potete vedere ha 10 pin-outs. Non avrete necessariamente bisogno di usarli tutti e potete leggere di più nel datasheet. Avrete notato che, a differenza del sensore di temperatura, il display a 7 segmenti ha dei fori e non dei pin. Pertanto, avrete bisogno di saldare i pin maschi della testata. Saldare può sembrare spaventoso, ma in realtà non è così intimidatorio. Ci sono ottimi tutorial online che puoi usare, eccone uno di Sparkfun.
La prossima cosa che vedremo è la breadboard. Nello schema elettrico su circuito.io potete vedere che usiamo una breadboard. Le breadboard sono uno strumento di prototipazione di base che permette di testare diversi cablaggi senza bisogno di saldare le parti insieme. Questo fa risparmiare molto tempo e materiale. Una volta che hai il progetto finale, puoi creare un PCB o usare una scheda di prototipazione perforata, come quella che vedi nella foto qui sopra. Tratteremo di più su questo argomento in uno dei nostri futuri post sulle diverse breadboard e schede di prototipazione. Per questo progetto potete attenervi alla breadboard, se volete. Wow, abbiamo già coperto così tante informazioni! Può sembrare molto, e lo è davvero, ma è per questo che ti stiamo portando in questo mondo passo dopo passo, quindi non arrenderti se non hai ancora capito tutto. Questo fa parte del divertimento – imparare mentre si costruiscono le cose!
Dopo che il cablaggio è completo, possiamo dare un’occhiata al codice. Il codice è fondamentalmente un insieme di regole e istruzioni che dicono ai tuoi sensori e attuatori cosa fare. Se vuoi capirne un po’ di più, vai al nostro post sul codice Arduino. Potete guardare questa serie di 3 video sulla programmazione per Arduino di ILTMS.
Tornando al nostro progetto, spiegheremo solo la logica di base dietro il codice qui – i dati letti dal sensore di temperatura DS18B20 sono presentati sul display seriale a 7 segmenti usando le funzioni sevenSegment.write e ds18b20.readTempC(). Il codice specifico per questo progetto si trova sul nostro Hackster project hub nella sezione codice in basso.
È necessario scaricare questo codice e incollarlo nella scheda firmware del vostro codice originale, come spiegato nel tutorial su Hackster.
Per mettere insieme tutte le parti di questo progetto, abbiamo usato un materiale speciale che ci piace molto. Si chiama Sugru ed è una resina epossidica colorata e super resistente che si può modellare nella forma desiderata e lasciare asciugare. Una volta asciutto, questo materiale è super-forte ma flessibile, quindi ha una bella sensazione ed è colorato e divertente. Non è stato male, vero?
Quanto veloce puoi bere?
Abbiamo fatto questo progetto per il giorno di San Patrizio, quando abbiamo deciso di mettere alla prova le capacità di bere della nostra squadra. È stato un giorno da ricordare (o forse no). Apparentemente quello che pensavamo fosse un grande punteggio, abbiamo poi imparato che era molto lento rispetto alle reazioni della gente. Oh beh, c’è sempre il prossimo anno, giusto?
Tornando alla costruzione – i componenti che abbiamo usato in questo progetto sono Arduino Uno, FSR (Force Sensing Resistor), Pulsante, Altoparlante Piezo e display a 7 segmenti. Abbiamo usato lo stesso display seriale a 7 segmenti usato nel termometro, ma questa volta invece di mostrare la temperatura mostra il tempo che è passato da quando la pinta ha lasciato il sottobicchiere. Possiamo capire da questo che il display a 7 segmenti è solo un elemento di visualizzazione, e il calcolo effettivo è fatto nel codice ed elaborato attraverso Arduino.
Un altro componente in questa costruzione è il sensore di forza che rileva il peso della pinta sul sottobicchiere. Una volta rimossa, il sensore rileva la variazione di peso e fa partire il tempo, che viene visualizzato sul 7-segmenti. Il contatore si ferma quando rileva il peso della pinta di nuovo sul sottobicchiere. Questa azione fa scattare un altro componente, l’altoparlante piezo, per suonare una melodia. Il pulsante azzera il tempo. Questi sono tutti i componenti che compongono questo progetto.
Se avete completato il primo progetto, il processo qui è più o meno lo stesso: abbiamo fatto un link speciale per questo progetto in modo che tutti i componenti siano già preselezionati. Seguendo la guida al cablaggio e dopo aver testato il codice, puoi completare il progetto e saperne di più in questo post.
Monitorare l’inquinamento dell’aria
Il prossimo progetto ti farà conoscere un nuovo sensore. Si chiama MQ7 e raccoglie dati sulle concentrazioni di CO nell’aria. Questo sensore è altamente sensibile e ha un tasso di risposta veloce. Potete leggere come funziona su Sparkfun. L’MQ7 dà un’uscita analogica, quindi lo collegheremo al pin analogico di Arduino. L’MQ7, come altri sensori di gas, richiede una breakout board, che è fondamentalmente un adattatore che permette di collegare i pin distanziati dei sensori di gas alla breadboard.
Quindi ora che sappiamo un po’ di più sui sensori di gas e su come funzionano, possiamo passare a discutere il codice di questo progetto. Ora che avete già due progetti alle spalle, speriamo che il codice non sembri più così intimidatorio, e possiamo passare a discutere ciò che il codice effettivamente contiene. Quindi, in questo progetto, incontreremo la funzione map. Questa è una funzione molto utile e ampiamente utilizzata in diversi progetti Arduino. Come suggerisce il nome, questa funzione rimappa i numeri da un intervallo ad un altro. In questo caso dal range del sensore MQ7, al range del LED RGB, che è 0-255. Quindi, come avrete già intuito (o visto nel video) il colore dei LED cambierà da rosso a verde a seconda dei livelli di concentrazione di CO nell’aria. Tutti i dettagli su come costruire questo progetto, e maggiori dettagli su di esso possono essere trovati sul post del progetto sul nostro blog.
Thirsty Flamingo
Il Thirsty Flamingo è un altro grande progetto Arduino per iniziare il vostro viaggio di creazione. In questo progetto, useremo un sensore di umidità del suolo per monitorare l’ambiente delle nostre piante. Il sensore di umidità del suolo è un altro sensore analogico, come l’MQ7. I grandi pad fungono da sonde per il sensore e si comporta effettivamente come una resistenza variabile. Quindi, più acqua c’è nel terreno, migliore è la conduttività tra i due pad. Questo si traduce in una resistenza più bassa, il che significa un SIG più alto. Quindi in realtà, quando c’è più acqua, ci sono segnali in uscita più alti che vengono poi inviati attraverso il pin analogico ad Arduino. L’altoparlante Piezo che abbiamo usato qui, che avete già incontrato nel Chug Meter, è programmato per suonare quando ci sono misure elevate dal sensore di umidità del suolo.
Abbiamo usato alcuni termini elettronici in questa spiegazione come: resistenza, resistenza e conduttività. Se queste parole vi sembrano incomprensibili in questa fase, è abbastanza normale. Discuteremo anche alcuni termini di base in uno dei nostri prossimi post, ma nel frattempo, puoi iniziare prendendo questo corso di elettronica su Instructables. È molto informativo e ha grandi spiegazioni ed esempi. Iniziate lentamente, imparate i termini di base, non cercate di assimilare tutto in una volta. È proprio come imparare una nuova lingua, ci vuole tempo e pratica.
Tornando al nostro amichevole fenicottero rosa, dopo aver discusso come funziona il sensore di umidità del suolo, e perché l’altoparlante piezo suona quando lo fa, abbiamo alcune altre cose da guardare in questo progetto. Principalmente, l’involucro che abbiamo costruito per esso. Questo è il primo progetto in cui parleremo della stampa 3D. Anche se non è necessario in questo progetto fare l’involucro per il progetto, gli dà un aspetto bello e unico, e in questo caso protegge anche l’elettronica dal bagnarsi (dopo tutto, avete intenzione di annaffiare le vostre piante ad un certo punto, giusto?).
Progettare in 3D richiede una certa esperienza e anche un bel po’ di creatività. Come con l’elettronica, è possibile fare la stampa 3D di disegni gratuiti di altre persone senza capire profondamente tutto quello che c’è da sapere sulla progettazione 3D. Tuttavia, probabilmente vorrete raccogliere alcune informazioni lungo la strada e iniziare a creare i vostri progetti ad un certo punto, o almeno personalizzare i progetti di altri per adattarli alle vostre esigenze e desideri. Un ottimo posto per iniziare a conoscere il design 3D è ancora una volta attraverso le classi di Instructables.
In ogni caso, per il fenicottero assetato, abbiamo fatto questa copertura cool che tiene tutte le parti elettroniche davvero bello e stretto, e si hanno solo le “gambe”, che sono in realtà i pad del sensore di umidità del suolo sporgenti. Potete trovare maggiori informazioni su come abbiamo costruito questo progetto, il codice e i file 3d nel post del blog designato.
Braccio robotico riciclato
I bracci robotici sono un progetto abbastanza popolare nel mondo dei costruttori. Ci sono diversi kit per costruire bracci robotici, e molti tutorial che mostrano come costruirli. Questi progetti di solito includono il taglio laser CNC o disegni 3D. Abbiamo deciso che volevamo fare un braccio robotico con i materiali che avevamo a disposizione nel nostro laboratorio, perché parte dell’essere un maker è anche imparare a lavorare con i materiali che hai e ridurre il costo del tuo progetto. I materiali che abbiamo usato sono piccoli pezzi di legno, bottiglie di plastica che abbiamo trasformato in cinghie sottili e usato come una sorta di fascette, e alcuni spaghi. La costruzione stessa è stata molto divertente, ed è stato interessante esplorare l’uso di questi materiali di scarto e come possiamo utilizzarli. Spieghiamo meglio il processo di costruzione in questo post del blog.
Nel reparto elettronica, è il momento di presentarvi i servomotori. I servi hanno ingranaggi integrati e un albero che può essere controllato in un intervallo di 180 gradi e sono anche molto popolari nel mondo dei maker. Sono utilizzati per tutti i tipi di progetti diversi. Abbiamo dedicato un altro post ai motori Arduino in generale e c’è anche una parte dedicata ai servomotori, quindi siete invitati a consultarla. Nel progetto del braccio robotico, abbiamo usato 3 servi generici a ingranaggi metallici: uno muove il braccio a destra e a sinistra, uno lo muove su e giù e uno controlla la pinza.
Per controllare i servi, abbiamo usato un joystick a 2 assi, come quello che avete sul telecomando della Playstation. Questo joystick è in realtà due potenziometri e un pulsante. Abbiamo mappato i valori del joystick (ricordate la funzione mappa?) in modo che l’asse x del joystick muova uno dei servi da destra a sinistra (0-180 gradi). L’asse y del joystick muove un altro servo su e giù (0-180 gradi).
Il servo della pinza ha due posizioni:
- 180 gradi – significa che la pinza è chiusa
- 0 gradi – significa che la pinza è aperta
Il pulsante del joystick commuta tra queste posizioni predefinite.
Quello che è veramente bello di questo progetto è che puoi costruirlo con materiali diversi e conoscere veramente i componenti con cui stai lavorando e come funzionano in ambienti diversi. Puoi imparare la coppia dei servi che stai usando, e quanto peso possono portare, la loro gamma di funzioni e molto altro. Questo è un grande progetto di sperimentazione se avete del tempo libero e il desiderio di imparare. Ed è anche piuttosto economico.
The Flying Manatee
Rilevatori di movimento – li incontriamo e li usiamo ogni giorno. Nella nostra auto, a casa, nel super mercato, nel nostro ufficio o quando camminiamo nei negozi. In questo prossimo progetto, usiamo un rilevatore di movimento PIR che può rilevare il movimento delle persone e di altri esseri viventi a 20 piedi di distanza. Il modo in cui il sensore PIR funziona è che rileva i livelli di radiazione infrarossa. Potete leggere come questo viene fatto esattamente in questo grande tutorial di Adafruit. È possibile regolare la sensibilità del sensore PIR e anche impostare un ritardo tra le letture.
Come in tutti gli altri progetti su questo post, usiamo una scheda Arduino e in questo caso un Arduino Pro-micro 5v. Come potete vedere nell’immagine qui sotto, abbiamo sostituito la breadboard con una scheda di prototipazione perforata, come abbiamo fatto nel progetto del termometro. Ancora una volta, questo non è un must se siete solo all’inizio, ma in seguito queste piccole schede di prototipazione sono un’ottima soluzione per progetti più permanenti poiché sono economiche e affidabili.
In questo progetto, incontriamo anche il servomotore ancora una volta, ma questa volta abbiamo solo un motore nel progetto, poiché si muove solo in un asse.
Concludiamo questo progetto piuttosto semplice con un bell’involucro che mantiene l'”occhio” del sensore PIR esposto in modo che possa “vedere” chi sta arrivando, ma è elegantemente messo insieme in un bel contenitore stampato in 3D che lascia tutti i fili e l’elettronica lontano dall’occhio, e vi lascia con un bel lamantino che potete mettere all’ingresso del vostro laboratorio o garage. Potrebbe anche tenere lontani i parassiti come un corvo spaventato, come si sa? Il codice personalizzato e i disegni 3D sono sul nostro hub di progetto su Hackster.io.
34Five Arduino Pet
Lo ammettiamo, questo è un progetto strano ed eccentrico, ma ha ottenuto molte reazioni esilaranti. E cosa c’è di male nel divertirsi un po’? Inoltre è anche una buona scusa per esporvi ad un altro sensore – l’accelerometro. Come avrete probabilmente indovinato, misura l’accelerazione su 3 diversi assi. Puoi vedere i calcoli e le funzioni esatte di questo componente sulla guida Quickstart di Digikey. Ma l’essenziale è che reagisce ai cambiamenti di orientamento. Oltre all’accelerometro, abbiamo usato di nuovo l’altoparlante piezo, per suonare questa melodia funky secondo i cambiamenti di orientamento. Quindi è un animale domestico ma anche uno strumento musicale portatile un po’ alla Darth-Vadery.
Come per tutti i nostri progetti, puoi trovare tutti i componenti che abbiamo usato sulla nostra app, e se clicchi su questo link, vedrai tutti i componenti pre-selezionati per te, come per magia!
Più dettagli, codice e disegni 3D sono sul nostro Hackster project hub.
Drone Air Gate
I droni sono diventati estremamente popolari recentemente e puoi portare il tuo tempo di gioco con il drone ad un nuovo livello usando questo air gate interattivo. Per questo progetto, ciò di cui avete bisogno include il sensore a ultrasuoni HC-SRO4, una batteria da 9v, un controller Sparkfun Arduino Pro Mini e un anodo comune diffuso RGB.
Le aste del drone sono ottime per praticare la vostra tecnica di volo. Il sensore ad ultrasuoni rileva il drone che si avvicina e cambia la luce da rossa a verde. Crea tutte le porte d’aria che vuoi e costruisci un percorso ad ostacoli attraverso di esse per gareggiare con i tuoi amici. È davvero divertente, credeteci. Come sempre, hai le istruzioni complete sul nostro community hub su Hackster.io.
Una scatola regalo Arduino inutile
Se sei arrivato fin qui, ti meriti un Giftduino!
Divertirsi è anche una grande parte del mondo maker-Arduino, e non c’è niente di male nel fare progetti che non hanno uno scopo.
Il componente interessante con cui si lavora qui è il sensore Hall A1302. Questo sensore funziona secondo i principi dell’effetto Hall, il che significa che reagisce alle differenze nei campi magnetici. Quindi, per attivare il sensore Hall in questo progetto, abbiamo messo un magnete sul coperchio della scatola. Quando la scatola viene aperta, l’altoparlante piezo inizia a suonare una melodia e lo schermo visualizza una scatola regalo (o qualsiasi altra cosa). In questo progetto potete vedere che non abbiamo usato una breadboard ma piuttosto uno shield prototipo Arduino. Nel frattempo, puoi seguire il tutorial e fare il tuo Giftduino personale.
Rilevatore di colore per capsule di caffè
Abbiamo scelto di concludere il nostro primo post sul blog(!) con il nostro progetto più popolare. L’amore per il caffè è universale e un rilevatore di capsule Nespresso può essere un gadget incredibile per aiutarvi a scegliere una capsula.
Il meccanismo dietro il funzionamento del progetto è che il sensore di luce RGB legge i livelli di luminosità del canale di colore rosso, verde e blu e li invia ad Arduino, che riconoscerà la capsula in base ai valori predefiniti nel codice. I componenti necessari includono un sensore di luce RGB, Arduino pro mini, un adattatore da parete, un alimentatore e un LCD seriale abilitato. Seguite le istruzioni del nostro tutorial per mettere insieme il vostro circuito e scaricare il codice di esempio. Poi scaricate il codice del progetto da Github e stampate in 3D la confezione. Assemblateli insieme e voilà, avete un rilevatore di colore per capsule di caffè.
Quindi ora che avete un po’ più di informazioni su come funziona tutta questa cosa di Arduino, è il momento di iniziare! Prendetevi un momento per preparare il vostro ambiente di lavoro, e assicuratevi di avere tutto il necessario prima di sedervi a lavorare. I primi progetti possono essere impegnativi, ma aprono un mondo di possibilità creative! È incredibile!