10 proiecte Arduino pentru începători pe care oricine le poate faceBlog Postcircuito.io teamApril 23, 2017
Construirea de proiecte Arduino vă poate oferi un mare sentiment de satisfacție, dar de multe ori începătorii nu sunt siguri de unde să înceapă. Există o mulțime de lucruri de care trebuie să țineți cont atunci când începeți un proiect, iar dacă nu aveți experiență Maker, poate fi destul de confuz. Din acest motiv, am adunat 10 proiecte Arduino pentru începători pe care oricine le poate realiza!
Pentru a începe, cel mai bine este să aveți un kit de pornire Arduino care conține: Un Arduino, cabluri jumper, rezistențe, o placă de pane, LED-uri și butoane. Unele dintre proiecte necesită piese suplimentare și au link-uri către locul de unde le puteți cumpăra.
În toate proiectele pe care le veți vedea mai jos, am folosit circuite.io pentru BoM (bill of materials), ghidul de cablare pas cu pas și exemplele de cod, dar, bineînțeles, puteți modifica designul original, puteți adăuga sau elimina componente și puteți realiza propria versiune a proiectului.
Thermometru cu un twist
Pentru primul proiect, am decis să vă arătăm cum să realizați un termometru. Aceasta este o construcție destul de simplă și este unul dintre acele lucruri pe care este bine să le ai prin casă. De asemenea, pentru acest proiect, nu am imprimat în 3d nici o piesă și am folosit un număr minim de piese, astfel încât să fie cu adevărat ușor și să se explice de la sine.
Componentele de care veți avea nevoie pentru acest proiect sunt: Arduino Uno, DS18B20 – senzor digital de temperatură cu un fir și afișaj serial cu 7 segmente.
Când aveți toate componentele puteți începe să le cablați împreună. Acest proiect are doar o singură intrare – senzor de temperatură, și o singură ieșire – afișaj cu 7 segmente, astfel încât cablarea nu este atât de dificilă. Când faceți clic pe acest link și veți fi redirecționat către aplicația noastră, unde componentele pentru proiect sunt deja selectate pentru dvs.
Să aruncăm o privire la diferitele componente puțin mai detaliat:
- Senzorul de temperatură are 3 pini – VCC, GND care asigură alimentarea senzorului și DQ care este pinul de date. Fiecare componentă pe care o folosiți are o fișă tehnică – aici puteți citi despre componenta respectivă și puteți afla ce caracteristici are și cum funcționează.
- Afișajul serial cu 7 segmente poate afișa 4 cifre deodată. Fiecare cifră poate fi controlată separat. Acesta poate afișa numere, litere și unele caractere speciale. Afișajul cu 7 segmente este un pic mai complex de cablat. După cum puteți vedea, acesta are 10 ieșiri de pini. Nu va fi neapărat nevoie să le folosiți pe toate și puteți citi mai multe în fișa tehnică. Poate ați observat că, spre deosebire de senzorul de temperatură, afișajul cu 7 segmente are găuri și nu pini. Prin urmare, va trebui să lipiți pini de cap de sex masculin. Lipirea poate părea înfricoșătoare, dar de fapt nu este atât de intimidantă. Există tutoriale online foarte bune pe care le puteți folosi, iată unul bun de la Sparkfun.
Următorul lucru la care ne vom uita este breadboard-ul. În schema electrică de pe circuito.io puteți vedea că folosim un breadboard. Breadboard-urile sunt un instrument de prototipare de bază care vă permite să testați diferite cablaje fără a fi nevoie să lipiți piesele între ele. Acest lucru economisește mult timp și materiale. Odată ce aveți designul final, puteți crea un PCB sau puteți folosi o placă de prototipare perforată, precum cea pe care o vedeți în imaginea de mai sus. Vom aborda mai multe despre acest aspect într-unul dintre postările noastre viitoare despre diferite breadboard-uri și plăci de prototipare. Pentru acest proiect puteți rămâne la placa de pane dacă doriți. Wow, am acoperit deja atât de multe informații! Poate părea mult, și chiar este, dar tocmai de aceea vă introducem în această lume pas cu pas, așa că nu renunțați dacă nu înțelegeți încă totul. Asta face parte din distracție – să înveți în timp ce faci lucruri!
După ce cablarea este completă, putem arunca o privire la cod. Codul este practic un set de reguli și instrucțiuni care le spun senzorilor și actuatorilor ce trebuie să facă. Dacă doriți să înțelegeți puțin mai multe despre el, mergeți la articolul nostru de pe blog despre codul Arduino. Puteți viziona această serie de 3 videoclipuri despre programarea pentru Arduino de către ILTMS.
Revenind la proiectul nostru, vom explica doar logica de bază din spatele codului de aici – datele citite de la senzorul de temperatură DS18B20 sunt prezentate pe afișajul serial cu 7 segmente folosind funcțiile sevenSegment.write și ds18b20.readTempC(). Codul specific pentru acest proiect se găsește pe hub-ul nostru de proiecte Hackster în secțiunea de cod din partea de jos.
Trebuie să descărcați acest cod și să îl lipiți în fila firmware a codului dvs. original, așa cum se explică în tutorialul de pe Hackster.
Pentru a pune împreună toate părțile acestui proiect, am folosit un material special care ne place foarte mult. Se numește Sugru și este o substanță epoxidică colorată și super rezistentă pe care o poți modela în forma dorită și o poți lăsa să se usuce. Odată uscat, acest material este super-rezistent, dar flexibil, așa că are o senzație plăcută și este colorat și distractiv. Nu a fost prea rău, nu-i așa?
Cât de repede poți să tragi pe gât?
Am făcut acest proiect pentru Ziua Sfântului Patrick, când am decis să testăm abilitățile echipei noastre de a trage pe gât. A fost o zi de neuitat (sau poate că nu). Aparent, ceea ce am crezut că a fost un scor mare, am aflat mai târziu că a fost foarte lent în comparație cu reacțiile oamenilor. Ei bine, există întotdeauna anul viitor, nu-i așa?
Înapoi la construcție – componentele pe care le-am folosit în acest proiect sunt Arduino Uno, FSR (Force Sensing Resistor), Pushbutton, Piezo Speaker și afișaj cu 7 segmente. Am folosit același afișaj Serial cu 7 segmente ca și cel folosit la termometru, dar de data aceasta, în loc să afișeze temperatura, afișează timpul care a trecut de când halba a părăsit suportul de pahar. Putem înțelege din acest lucru că segmentul cu 7 segmente este doar un element de afișare, iar calculul real se face în cod și este procesat prin Arduino.
O altă componentă din această construcție este senzorul de forță care detectează greutatea halbei pe suportul de pahar. Odată ce aceasta este îndepărtată, senzorul detectează modificarea greutății și pornește timpul, care este afișat pe segmentul 7. Contorul se oprește atunci când detectează greutatea halbei din nou pe suport. Această acțiune declanșează o altă componentă – difuzorul piezo, pentru a reda o melodie. Butonul resetează timpul. Acestea sunt toate componentele care alcătuiesc acest proiect.
Dacă ați finalizat primul proiect, procesul de aici este cam același: am făcut un link special pentru acest proiect, astfel încât toate componentele să fie deja preselectate. Urmând ghidul de cablare și după ce ați testat codul, puteți finaliza proiectul și puteți afla mai multe despre el în această postare.
Monitorizarea poluării aerului
În acest proiect următor vă vom prezenta un nou senzor. Se numește MQ7 și colectează date despre concentrațiile de CO din aer. Acest senzor este foarte sensibil și are o rată de răspuns rapidă. Puteți citi despre cum funcționează pe Sparkfun. MQ7 oferă o ieșire analogică, prin urmare, îl vom conecta la pinul analogic al lui Arduino. MQ7, ca și alți senzori de gaz, necesită o placă breakout, care este practic un adaptor care vă permite să conectați pinii spațiați oblic ai senzorilor de gaz la breadboard.
Acum că știm un pic mai multe despre senzorii de gaz și despre cum funcționează, putem trece la discutarea codului acestui proiect. Acum că aveți deja două proiecte în spate, sperăm că acel cod nu mai pare atât de intimidant și putem trece la discutarea a ceea ce conține de fapt codul. Așadar, în acest proiect, vom face cunoștință cu funcția map. Aceasta este o funcție foarte utilă și utilizată pe scară largă în diferite proiecte Arduino. După cum sugerează și numele, această funcție re-mapează numerele dintr-un interval în altul. În acest caz, din intervalul senzorului MQ7, în intervalul LED-ului RGB, care este 0-255. Așadar, după cum probabil ați ghicit deja (sau ați văzut în videoclip), culoarea LED-urilor se va schimba de la roșu la verde în funcție de nivelurile de concentrație de CO din aer. Toate detaliile despre cum se construiește acest proiect și mai multe detalii despre el pot fi găsite în postarea proiectului pe blogul nostru.
Thirsty Flamingo
The Thirsty Flamingo este un alt proiect Arduino grozav cu care să vă începeți călătoria de creație. În acest proiect, vom folosi un senzor de umiditate a solului pentru a monitoriza mediul înconjurător al plantelor noastre. Senzorul de umiditate a solului este un alt senzor analogic, ca și MQ7. Plăcuțele mari acționează ca sonde pentru senzor, iar acesta se comportă de fapt ca o rezistență variabilă. Prin urmare, cu cât este mai multă apă în sol, cu atât mai bună este conductivitatea între cele două tampoane. Acest lucru duce la o rezistență mai mică, ceea ce înseamnă o ieșire SIG mai mare. Deci, de fapt, atunci când există mai multă apă, există semnale de ieșire mai mari care sunt apoi trimise prin pinul analogic către Arduino. Difuzorul Piezo pe care l-am folosit aici, pe care l-ați întâlnit deja în Chug Meter, este programat să emită un semnal sonor atunci când există măsurători ridicate de la senzorul de umiditate a solului.
Am folosit câțiva termeni de electronică în această explicație, cum ar fi: rezistor, rezistență și conductivitate. Dacă în acest stadiu aceste cuvinte vă sună ca o ghicitoare, este normal. Vom discuta, de asemenea, câțiva termeni de bază într-unul dintre postările noastre viitoare, dar între timp, puteți începe prin a urma acest curs de electronică de pe Instructables. Este foarte informativ și are explicații și exemple foarte bune. Începeți încet, învățați termenii de bază, nu încercați să înghițiți totul dintr-o dată. Este ca și cum ai învăța o limbă nouă, este nevoie de timp și practică.
Întorcându-ne la simpaticul nostru flamingo roz, după ce am discutat despre modul în care funcționează senzorul de umiditate a solului și despre motivul pentru care difuzoarele piezoelectrice bipăie atunci când o fac, mai avem câteva lucruri de analizat în acest proiect. În principal, carcasa pe care am construit-o pentru el. Acesta este primul proiect despre care vom discuta despre imprimarea 3D. Deși nu este necesar în acest proiect să construim carcasa pentru proiect, aceasta îi conferă un aspect frumos și unic, iar în acest caz protejează și componentele electronice de a se uda (la urma urmei, aveți de gând să vă udați plantele la un moment dat, nu?).
Proiectarea în 3D necesită o anumită experiență și, de asemenea, o bună doză de creativitate. Ca și în cazul electronicii, puteți face imprimarea 3D a modelelor gratuite ale altora fără a înțelege în profunzime tot ce este de știut despre proiectarea 3D. Cu toate acestea, probabil că veți dori să culegeți câteva informații pe parcurs și să începeți să vă creați propriile modele la un moment dat, sau cel puțin să personalizați modelele altora pentru a se potrivi nevoilor și dorințelor dumneavoastră. Un loc grozav pentru a începe să învățați despre designul 3D este din nou prin intermediul cursurilor de la Instructables.
În orice caz, pentru flamingo însetat, am făcut acest capac grozav care ține toate părțile electronice foarte frumos și strâns, iar dumneavoastră aveți doar „picioarele”, care sunt de fapt plăcuțele senzorului de umiditate a solului care ies în afară. Puteți găsi mai multe informații despre cum am construit acest proiect, codul și fișierele 3d în postarea de blog desemnată.
Braț robotic reciclat
Brațele robotice sunt un proiect destul de popular în lumea makerilor. Există diferite kituri pentru construirea de brațe robotice și multe tutoriale care arată cum să le construiască. Aceste proiecte includ, de obicei, tăiere cu laser CNC sau desene 3D. Noi am decis că vrem să construim un braț robotizat din materiale pe care le aveam la dispoziție în atelierul nostru, deoarece o parte din a fi un maker constă și în a învăța să lucrezi cu materialele pe care le ai și în a reduce costul proiectului tău. Materialele pe care le-am folosit sunt bucăți mici de lemn, sticle de plastic pe care le-am transformat în curele subțiri și le-am folosit ca un fel de legături de contracție și niște sfoară. Construcția în sine a fost foarte distractivă și a fost interesant să explorăm folosirea acestor resturi de materiale și modul în care le putem utiliza. Explicăm mai multe despre procesul de construcție în această postare pe blog.
În departamentul de electronică, este timpul să vă prezentăm servomotoarele. Servomotoarele au angrenaje integrate și un arbore care poate fi controlat într-un interval de 180 de grade și sunt, de asemenea, foarte populare în lumea makerilor. Ele sunt folosite pentru toate tipurile de proiecte diferite. Am dedicat o altă postare motoarelor Arduino în general și există și o parte dedicată servomotoarelor, așa că vă invităm să o parcurgeți. În proiectul cu brațul robotic, am folosit 3 servomotoare generice cu angrenaj metalic: unul mișcă brațul la dreapta și la stânga, unul mișcă brațul în sus și în jos și unul controlează dispozitivul de prindere.
Pentru a controla servomotoarele, am folosit un joystick cu 2 axe, ca cel pe care îl aveți pe telecomanda Playstation. Acest joystick este de fapt două potențiometre și un buton. Am mapat valorile joystick-ului (vă amintiți funcția map?) astfel încât axa x a joystick-ului să deplaseze unul dintre servomotoare de la dreapta la stânga (0-180 de grade). Axa y a joystick-ului mișcă un alt servomotor în sus și în jos (0-180 de grade).
Servomotorul de prindere are două poziții:
- 180 de grade – înseamnă că dispozitivul de prindere este închis
- 0 grade – înseamnă că dispozitivul de prindere este deschis
Butonul Joystick-ului comută între aceste poziții predefinite.
Ceea ce este cu adevărat grozav la acest proiect este că îl puteți construi din diferite materiale și puteți ajunge să cunoașteți cu adevărat componentele cu care lucrați și modul în care acestea funcționează în diferite medii. Puteți învăța despre cuplul de torsiune al servomotoarelor pe care le folosiți și câtă greutate pot suporta, domeniul lor de funcționare și multe altele. Acesta este un proiect de experimentare excelent dacă aveți timp liber și dorința de a învăța. Și este, de asemenea, destul de ieftin.
Manatarul zburător
Detectoarele de mișcare – le întâlnim și le folosim în fiecare zi. În mașina noastră, acasă, la supermarket, la birou sau când intrăm în magazine. În următorul proiect, folosim un detector de mișcare PIR care poate detecta mișcarea oamenilor și a altor viețuitoare de la o distanță de 6 metri. Modul în care funcționează senzorul PIR este că detectează nivelurile de radiații infraroșii. Puteți citi despre cum se face acest lucru exact în acest tutorial excelent de la Adafruit. Puteți ajusta sensibilitatea senzorului PIR și, de asemenea, puteți seta o întârziere între citiri.
Ca și în toate celelalte proiecte din această postare, folosim o placă Arduino și, în acest caz, un Arduino Pro-micro 5v. După cum puteți vedea în imaginea de mai jos, am înlocuit breadboard-ul cu o placă de prototipare perforată, așa cum am făcut și în proiectul cu termometrul. Din nou, acest lucru nu este o necesitate dacă sunteți la început, dar mai târziu aceste mici plăci de prototipare sunt o soluție excelentă pentru un proiect mai permanent, deoarece sunt ieftine și fiabile.
În acest proiect, întâlnim din nou și servomotorul, dar de data aceasta avem doar un singur motor în proiect, deoarece acesta se mișcă doar pe o singură axă.
Încheiem acest proiect destul de simplu cu o carcasă drăguță care păstrează „ochiul” senzorului PIR expus, astfel încât să poată „vedea” cine vine, dar este elegant asamblat într-o carcasă frumos imprimată 3D care lasă toate firele și electronicele departe de ochi, și vă lasă cu un manechin cu aspect frumos pe care îl puteți pune la intrarea în atelierul sau garajul dvs. S-ar putea chiar să țină departe dăunătorii ca o cioară speriată, cine știe? Codul personalizat și desenele 3D se află în hub-ul proiectului nostru de pe Hackster.io.
34Five Arduino Pet
Recunoaștem, acesta este un proiect ciudat și excentric, dar a stârnit o mulțime de reacții hilare. Și ce e rău în a te distra? În plus, este și o scuză bună pentru a vă expune un alt senzor – accelerometrul. După cum probabil ați ghicit, acesta măsoară accelerația în 3 axe diferite. Puteți vedea calculele și funcțiile exacte ale acestei componente în ghidul Quickstart de la Digikey. Dar elementele de bază ale acestuia sunt că reacționează la schimbările de orientare. În afară de accelerometru, am folosit din nou difuzorul piezo, pentru a reda această melodie funky în funcție de schimbările de orientare. Deci este un animal de companie, dar și un instrument muzical portabil oarecum Darth-Vadery.
Ca în cazul tuturor proiectelor noastre, puteți găsi toate componentele pe care le-am folosit în aplicația noastră, iar dacă faceți clic pe acest link, veți vedea toate componentele preselectate pentru dumneavoastră, ca prin magie!
Mai multe detalii, codul și desenele 3D se găsesc pe hub-ul proiectului nostru Hackster.
Drone Air Gate
Dronele au devenit extrem de populare în ultima vreme și vă puteți duce timpul de joacă cu drona la un nou nivel folosind această poartă de aer interactivă. Pentru acest proiect, ceea ce aveți nevoie include senzorul ultrasonic HC-SRO4, bateria de 9v, controlerul Sparkfun Arduino Pro Mini și anodul comun difuzat RGB.
Polițele pentru drone sunt excelente pentru a vă exersa tehnica de zbor. Senzorul cu ultrasunete detectează drona care se apropie și schimbă lumina de la roșu la verde. Faceți oricâte porți de aer doriți și construiți o cursă cu obstacole prin ele pentru a vă întrece prietenii. Este foarte distractiv, credeți-ne. Ca întotdeauna, aveți instrucțiunile complete pe hub-ul comunității noastre de pe Hackster.io.
O cutie cadou Arduino inutilă
Dacă ați ajuns până aici, meritați un Giftduino!
Distracția este, de asemenea, o mare parte din lumea maker-Arduino și nu este nimic rău în a face proiecte care nu au un scop.
Componenta interesantă cu care veți lucra aici este senzorul Hall A1302. Acest senzor funcționează pe principiile efectului Hall, ceea ce înseamnă că reacționează la diferențele de câmp magnetic. Prin urmare, pentru a activa senzorul Hall în acest proiect, am plasat un magnet pe capacul cutiei. Când cutia este deschisă, difuzorul piezo începe să cânte o melodie, iar pe ecran se afișează o cutie de cadouri (sau orice altceva doriți). În acest proiect puteți vedea că nu am folosit o placă de pâine, ci mai degrabă un scut prototip Arduino. Între timp, puteți urma tutorialul și să vă faceți propriul Giftduino.
Coffee Capsule Color Detector
Am ales să încheiem primul nostru articol de blog(!) cu cel mai popular proiect al nostru. Dragostea pentru cafea este universală, iar un detector de capsule Nespresso poate fi un gadget uimitor pentru a vă ajuta să alegeți o capsulă.
Mecanismul din spatele funcționării proiectului este că senzorul de lumină RGB citește nivelurile de luminozitate ale canalelor de culoare roșu, verde și albastru și le trimite la Arduino, care va recunoaște capsula pe baza valorilor predefinite în cod. Componentele necesare includ un senzor de lumină RGB, Arduino pro mini, un adaptor de perete, o sursă de alimentare și un LCD activat în serie. Urmați instrucțiunile din tutorialul nostru pentru a vă asambla circuitul și descărcați codul de probă. Apoi, descărcați codul proiectului de pe Github și imprimați ambalajul 3D. Asamblați-le împreună și iată, aveți un detector de culoare pentru capsulele de cafea.
Acum că aveți ceva mai multe informații despre cum funcționează toată treaba asta cu Arduino, este timpul să începeți! Luați-vă un moment pentru a vă pregăti mediul de lucru și asigurându-vă că aveți tot ce vă trebuie înainte de a vă așeza la lucru. Primele câteva proiecte pot fi provocatoare, dar deschid o lume de posibilități creative! Este uimitor!