7 ПОЛЕЗНЫХ устройств на АРДУИНО, которые можно собрать за 15 минут.

от сторонников классической аналоговой

электронике часто можно услышать вопрос

зачем он нужен этот ваш arduino все

прекрасно можно собрать и на

транзисторах или на худой конец на

логике либо на том же ne555

в этом видео друзья я хочу показать чем

arduino выгодно отличается от классики и

как на его основе

по сути из подручных материалов можно

собрать целый ряд практически полезных в

хозяйстве конструкций потратив на сборку

не более 15 минут вы смотрите youtube

канал большая мастерская там а

[музыка]

большинство наших сегодняшних

конструкции будет построена на базе

arduino uno напомню это одна из моделей

плата arduino а всего их несколько

именно у на я выбрал потому что она

самая распространенная и имеет

достаточное количество входов и выходов

в принципе все что мы будем делать

сегодня можно повторить практически на

любой плате arduino

адаптация программы под конкретный тип

процессора

а в разных моделях они естественно

разные происходит автоматически и в этом

в том числе прелесть arduino

как видим у меня сейчас выбран именно у

на

сборки наших конструкций мы будем

использовать вот эту симпатичную

макетную плату которую я приобрел на

алиэкспрессе ссылочку на заказ я оставлю

описание

она подходит как для у на так и для мега

и содержит в комплекте так называемый

breadboard небольшое приспособление

позволяющие выполнять монтаж без помощи

пайки

гнезда брэдфорда соединены друг с другом

по вертикали вот таким образом а сама

плата содержит дополнительные контакты с

земли и питание плюс 5 вольт что очень

удобно при монтаже

макетная плата вставляется в arduino вот

таким образом в принципе перепутать

здесь что-то трудно но при вставке

следует соблюдать осторожность чтобы не

погнуть контакты да и не поранить пальцы

также обратите внимание что юсб кабель

не должен быть необоснованно длинным я

сталкивался с платами которые плохо

работали с кабелями длиннее полутора

метров

ясно что раз на раз не приходится но на

всякий случай имейте в виду через юизби

соединения кстати будут питаться и все

дополнительные элементы которые мы

подключим к arduino об этом также не

следует забывать

чтобы убедиться что все работает для

начала загрузим в процессор тестовый

скетч мигающим светодиодом его текст вы

видите на экране

нагрузка у нас подключена к плюсу

питания и седьмому выходу платы

разумеется через долга ограничивающий

резистор его номинал 430 вам к плюсовой

шине в данном случае я подключился

исключительно из соображений удобства

а вообще на выходах микроконтроллера

arduino uno установлены push-pull

каскады и нагрузку можно подключать как

плюсы так и к минусу очевидно с учетом

полярности

рекомендованное производителем

номинальная сила тока нагрузки на один

выход для

atmega328 20 миллиампер максимальная 40

миллиампер в принципе если соединить

несколько выходов параллельно можно

получить большую силу тока в программе в

этом случае выхода необходимо

переключать синхронно

[музыка]

первое устройство которое мы соберем

сегодня это индикатор затопления его

принцип работы основан на эффекте

электропроводности воды из обычного

куска стекла текстолита мы изготовим

датчик состоящий из двух изолированных

друг от друга пластин

далее ограничив силу тока резистором

подадим на них напряжение с плюсовой

шина питания таким образом в исходном

состоянии на вход ацп будет поступать 5

вольт

при погружении же датчика в воду между

пластинами возникнет цепь потечет ток и

напряжение на выходе микроконтроллера

снизится

это соответственно отразится на значение

считываем omsa т.п. и программа при

достижении заранее определенного

критического значения выдаст звуковой

сигнал на динамик

прежде чем мы приступим к написанию

программы нам необходимо определиться с

номиналом токоограничивающего резистора

r1 давайте испытаем устройство в деле

ок

сопротивление у нас получилось около

пяти килоом

чтобы датчик срабатывал наверняка

резистор должен быть пропорционально

большим

давайте установим сюда сто кило ум

в принципе единственная функция этого

резистора защиты схемы от емкостных и

эфирных помех в состоянии покоя

если у вас наблюдаются ложные

срабатывания его номинал можно уменьшить

динамик мы подключим немного

нестандартно не к земле а к двум

цифровым выходом

используя выходные push-pull а arduino

мы сможем получить таким образом

мостовое подключение что увеличить

громкость звучания динамика

скетч будет выглядеть вот так

блоки сетап мы устанавливаем режим

работы выходов в основном цикле

считываем показания cp и вызываем

процедуру проигрывания звукового сигнала

в случае если считанное значение

превышает 700

в качестве параметра мы передаем сюда

частоту и длительность сигнала

пробуем

при затоплении датчика сразу же

раздается звуковой сигнал

поскольку затопление это аварийная

ситуация

я написал программу так что отключить

сирену можно только перри запустив плату

и

сигнал возобновляется так как затопление

не устранена

максимальное значение выдаваемое отца по

arduino

1023 чем она выше тем выше степень

затопления в случае необходимости порог

срабатывания устройства можно сместить

подобрав значение вот этой константы

в принципе если расположить

измерительную панель вертикально и

поиграться с номиналом резистора можно

получить датчик уровня жидкости

сопротивление будет меняться в

зависимости от степени погружения правда

на показания будет влиять

электропроводность самой жидкости

поэтому данный способ измерения уровня

не обладает высокой верностью

наше следующее устройство ночник с

датчиком освещения на одном светодиоде

его функционал очень прост в сумерках

светодиод светится при наличии же

внешнего освещения

отключается

схема устройства перед вами

произнося фразу на одном светодиоде я в

буквальном смысле имел в виду что здесь

нет ничего кроме светодиода и процессора

вы не ослышались

один и тот же элемент мы будем

использовать и как световой излучатель и

как датчик освещенности

а способности светодиода работать фото

датчиком я рассказывал в лекции 7

необычных схем которые реально работают

ссылочку на нее я оставлю в описании

как вы скорее всего уже догадались

программная часть этого проекта будет

посложнее чем схемотехническое

но именно для упрощения схемы и нужен

микроконтроллер сложность же реализация

алгоритма здесь сводится к тому что

светодиод не может работать излучателем

и датчиком одновременно

но учитывая его практически нулевую

инерционность для считывания уровня

освещенности мы можем временно отключать

его производить измерение а затем уже

исходя из результата либо зажигать либо

оставлять выключен

исходный текст программы перед вами

светодиод у нас подключая ко входу а два

это также вход ацп через резистор 430 и

как же мы будем зажигать светодиод через

вход ацп спросите вы

дело в том что все аналоговые входы

arduino если вы при помощи команды пин

mode output переключить их в режим

вывода могут работать как обычные

цифровые такой вот чудесный процессор

этот atmega328

в реализации данного алгоритма есть еще

один нюанс числа аппаратный

ацп arduino требуется некоторое время на

выполнение измерения

тем более это становится заметным если

вы постоянно переключаете режим работы

со входа на вых

поэтому для корректной работы программы

перед командой считывания информации об

освещенности мы вынуждены добавить

небольшую задержку она составляет менее

100 миллисекунд но визуально скорее

всего будет заметно

также уже в процессе отладки устройство

я выявил еще одну особенность работы ацп

после переключения из цифрового режима в

аналоговый порог срабатывания временно

смещается связано это видимо с

переходными процессами внутри самого

микроконтроллера а также с паразитной

емкостью его выходов

так или иначе ждать восстановление этого

смещения у нас нет времени поэтому для

корректировки погрешности я ввел в

программу переменную шоу

константу определяющую основной порог

срабатывания

это 220 я получил опытным путем

если вы будете повторять конструкцию

скорее всего вам также придется ее

подбирать так как свойства светодиода

как датчика не нормируются и будут

отличаться от экземпляра к экземпляру

сама программа простейшая в начале цикла

мы устанавливаем на ножке лет уровень

логического 0 а затем переводим и его

налоговый режим после чего осуществляем

считывание значения со т.п.

процедура ridata выполняет 10

последовательных считывание с интервалом

в 10 миллисекунд это стандартный прием в

программировании датчиков который

позволяет избежать дребезга и ошибочных

срабатываний

завершив считывание со т.п. но школы

переводим в режим цифрового выхода

если считанное значение больше двухсот

двадцати отключаем светодиод если меньше

включаем

если состоялась включение устанавливаем

в переменный shells значение смещения

порога равная 180 если светодиод не

включался порог устанавливаем равным

нулю

далее идет задержка две секунды после

чего весь процесс повторяется сначала

смотрим

конечно сказать что мерцание незаметно

нельзя но в реальном ночнике совсем не

обязательно проверять освещенность так

часто по факту это вполне достаточно

делать например раз в 15 минут или даже

полчаса ведь солнце у нас заходит не

моментально

думаю в этом случае на мерцание вряд ли

кто обратит внимание для увеличения

интервала измерения освещенности

необходимо откорректировать значение вот

этой константы

[музыка]

наша следующая конструкция

сенсорный звонок

принципиальную схему устройства вы

видите на рисунке в качестве датчика

обнаружения пальца мы будем использовать

обычную металлическую скрепку

подключенную к входу а0 ацп

микроконтроллера

также нам понадобится резистор номиналом

1 мигом который необходимо подключить

между входом ацп и минусом питания

принцип работы устройства основан на

эффекте протекания емкостного тока от

фазовых проводов находящихся в помещении

по близости с телом человека через

входную цепь схемы

когда вы прикасаетесь к скрепки

микроконтроллер регистрирует наличие

сигнала на входе ацп и выполняет

требуемые действия

нашем случае воспроизводит звуковой

сигнал

следует отметить что слабым местом любой

подобной схемы является подверженность

помехам

для защиты от них обычно собирают фильтр

либо использует специализированную

микросхему

но у нас есть микроконтроллер и все эти

функции мы можем реализовать программно

для корректной работы схемы нам нужно

чтобы сенсор реагировал только на

сетевую синусоиду и игнорировал любые

высокочастотные импульсы

для этой цели в скетче я реализовал

простейший цифровой частотомер

как я уже рассказывал в одном из

предыдущих видео в цифровой технике

измерения частоты производится путем

подсчета количества импульсов

поступивших на вход схемы за известный

интервал времени в нашем случае этот

интервал будет равняться 25

миллисекундам я выбрал его исходя из

желаемого времени отклика

если количество подсчитанных импульсов

лежит в диапазоне от 70 до 150 эти

значения подобрал опытным путем значит

получен полезный сигнал

для проверки выведем данные обработаны и

нашим цифровым фильтром на светодиод

как видим программа работает очень четко

и безошибочно реагирует на прикосновение

пальца при этом слишком кратки и нажатия

игнорируются

теперь нужно реализовать воспроизведение

звука конечно можно ограничиться

простейшими звуковыми тоннами или

исполнением примитивной мелодий на

гипере

но мне хотелось получить звучание именно

классического дверного звонка

wave файл с желаемым звуковым фрагментом

я разыскал в интернете без труда звучит

он вот так

проблема в том что в arduino uno нет

полноценного встроенного цапа и без

дополнительных устройств мы не сможем

воспроизводить оцифрованные сэмплы как

это делают обычные сиде mp3 плееры

но на просторах интернета нашлась одна

занятная библиотека называется она да

мере с писем согласно описанию она умеет

воспроизводить

8-битные звуковые файлы писем формата

используя встроенный аппаратный таймер

ардуины для установки библиотеку

необходимо скачать ссылочку я оставлю в

описании распаковать и положить в папку

libraries оболочки arduino под именем

писем

следом сразу же откроем файл pcm все

исправим частоту дискретизации с 8000

герц на 11000 25 герц именно в таком

формате мы будем готовить цифровой сэмпл

со звуком дверного звонка

скачанные из интернета в файл имеет

формат 44 килогерца 16 бит стерео нам

необходимо конвертировать его в 11000 25

герц 8 бит монна обратите внимание

только в таком формате библиотека

принимает сэмпла

конвертация необходимо потому что память

arduino uno слишком мало для хранения

больших блоков данных конечно снижение

битрейта приведет к ухудшению качества

звука но в нашем случае это некритично

завершив конвертацию удаляем из

полученного в файла заголовок и мета

вставки и извлекаем из него

непосредственно блок 8-битных

аудиоданных

теперь нам нужно поместить этот блок в

байт вый массив к сожалению оболочка

arduino не умеет загружать бинарный файл

напрямую в переменную поэтому его нужно

конвертировать в стандартный оператор

определения массива записаны в формате

принятом языке программирования си

для этой цели мы будем использовать

программу hex workshop

звуковой sample в итоге приобретает вот

такой вид

сохраним его в отдельный файл и включим

в основную программу при помощи

директивы include

для воспроизведения сэмпла достаточно

использовать процедуру старт play дак и

и единственными двумя параметрами

являются имя бы этого массива и его

длина

обратите внимание что динамик

подключается к одиннадцатому выходу

arduino и изменить это назначение нельзя

причина в том что именно сюда подключен

выход аппаратного таймера

микроконтроллера

по-моему получилось неплохо

дорогие друзья я бы хотел в очередной

раз искренне поблагодарить подписчиков

принявших участие в судьбе канал работа

над этим проектом занимает сейчас

практически все мое свободное время к

сожалению в данный момент монетизации на

youtube работает с большими

ограничениями и канал по сути существует

на ваши добровольные взносы если вы

смотрите большую мастерскую тома и

находите публикуемая здесь материалы

интересными и полезными я прошу вас

поддержать канал посильным материальным

пожертвую средства будут направлены на

развитие проекта и создание новых

роликов для выполнения перевода

пожалуйста перейдите по ссылке в

описании этого ролика либо просто

отсканируйте qr-код который видите на

экране

наш следующий проект электронная линейка

использующие в качестве датчика

перемещения моторчик от шпинели синерама

думаю ни для кого не секрет что любой

коллекторный двигатель постоянного тока

по совместительству является генератором

так вырабатываемой таким двигателем

однако является непостоянным а

пульсирующим поскольку в коллекторе

двигателя происходит непрерывное

переключения обмоток благодаря чему цепь

разрывается с частотой пропорциональной

скорости вращения вала

именно этот эффект мы будем использовать

в данном устройстве

его принципиальную схему вы видите на

экране

здесь у нас будет использоваться

2-значный семисегментный дисплей

работающие в режиме динамической

индикации

рассказу о динамическом способы вывода

информации и опроса клавиатуры я

посвятил отдельное видео ссылочку я

оставлю в описании

точно так же как и в предыдущих скетчах

для считывания информации мы будем

использовать ацп

но и здесь есть небольшой нюанс

очевидно нам хотелось бы реализовать от

счет импульсов в обоих направлениях и на

увеличение и на уменьшение чтобы все

выглядело реалистично как в цифровом

штангенциркуль мы знаем что при

изменении направления вращения вала на

выходе моторчика будет меняться

полярность и д.с.

как опросить это при помощи от cp

в принципе можно собрать делитель на

двух резисторах и поднять уровень нуля

до половины питания в этом случае

положительное ds будет увеличивать

значение считаем as a т.п. отрицательное

понижать

но наша цель максимальное упрощение

схемы

поэтому мы поступим хитрее

мотор мы будем подключать между двумя

аналоговыми входами

как мы уже знаем отца по arduino умеет

превращаться в транзисторный ключ

поэтому мы будем поочередно переводить

аналоговые входы в цифровой режим и

устанавливать на них нолик параллельно

опрашивая при этом второй оставшийся

вход

тем самым мы будем как бы менять входную

полярность ацп

добавлю что в сфере автоматизации

процессов подобные решения используются

очень часто входы процессора попеременно

переключают в разные режимы и датчики

опрашивают также поочередно

поскольку происходит это на порядки

быстрее чем сам анализируемый процесс

для пользователя это выглядит полностью

прозрачна

перед нами основной цикл скетча

кнопка минус используется для обнуления

счетчика

мы переводим вход а один в цифровой

режим и устанавливаем на нем логический

0

далее производим аналоговой считывание

со входа а 0

если значение считанное соци п больше

нуля увеличиваем счетчик расстояние на

единицу

в следующем блоке входы а0 и а1 меняются

местами и счетчик соответственно уже

уменьшается на единицу

процессе отладки устройство я выяснил

что на показания влияет и амплитуда

сигнала которая вырастает при увеличении

скорости перемещения моторчика для

устранения обнаруженной погрешности я

ввёл корректирующий коэффициент

подобранный опытным путем

точность же самих измерений также можно

отрегулировать при помощи вот этого

калибровочного коэффициента

смотрим

поскольку подобный моторчик можно найти

практически в любом синдроме думаю

повторить этот проект не составит для

вас никакого труда

следующая схема которой мы разберем

сегодня это декодер сигналов

инфракрасного пульта используя данное

устройство вы сможете дистанционно

управлять самой различной нагрузкой

в основе схемы лежит инфракрасный

приемник tsp 1736 данный элемент не

просто фотодиод или фоторезистор это

микросхема формирующие качественный

прямоугольный сигнал лишенные помех и

дребезга которой можно сразу подавать на

процессор

в данном случае и к приёмник подключен у

нас клинья аду а просто ради удобства а

т б нам здесь не нужен для работы

датчика на него также необходимо подать

питание

светодиоды подключены к цифровым линиям

257 10 и 13 если вам нужно управлять

только 1 нагрузкой например просто

включать и выключать светильник в

принципе можно обойтись и без процессора

однако проблема подобной схемы в том что

работать оно будет очень нестабильно

во-первых датчик будет принимать сигнал

любого инфракрасного пульта находящуюся

в помещении например вы переключаете

канала на телевизоре а у вас начинает

мигать торшер

во-вторых он будет реагировать даже на

включение выключение люстры так как

обычная лампа также излучает в

инфракрасном спектре

для того чтобы сделать работу схемы

осмысленны и привязать нужные вам

операции к нажатию конкретных кнопок на

конкретном пульте необходимо написать

программу декодер сигнала

счастью мы являемся обладателями arduino

и такую программу другие хорошие люди

уже написали за нас чтобы скомпилировать

данный скетч в оболочке вам необходимо

подключить библиотеку под названием и

эры mode

для использования библиотеки в блок

сетап достаточно включить команду

инициализации а в блоке лук вызывая

соответствующую функцию просто

сравнивать полученные декором значения с

неким эталонным списком кодов кнопок

я заранее прогнал скетч в режиме отладки

и прочитал коды вот этого небольшого

пульсе к и занес их в программу теперь

при нажатии кнопок у нас зажигаются

соответствующие светодиоды

[музыка]

последнее устройство которое мы соберем

сегодня это игровая макро клавиатура

проект основан на способности arduino

выполнять роль эмулятора практически

любого юсб устройства

arduino может быть компьютерной

клавиатурой джойстиком мышью тачскрином

веб-камеры микрофоном и так далее и тому

подобное

чтобы воспользоваться этой функцией

вы написав соответствующий скетч просто

подключаете плату к компьютеру при

помощи того же юсб порта через которые и

программировали единственно эмулировать

и избе устройство умеют не все платы

arduino а только модели основанный на

микроконтроллере 32 у 4

в данном случае мы будем использовать

arduino про микро

а состоять наша клавиатура будет из

четырех кнопок курсора и пробела этого

вполне достаточно для большинства

винтажных игр

вообще количество кнопок ничем не

ограничено и для их поддержки вам

достаточно просто описать обработку их

кодов программ на

схемы устройства вы видите на рисунке

кнопки у нас здесь подключены

относительно земли поэтому

соответствующие входа arduino мы

переведем в режим input pull up тем

самым активировав встроенные резисторы

которые будут подтягивать ножки на плюс

да у

atmega328 есть внутренние подключаемые

подтягивающие резисторы ну как можно не

любить этот процессор

эмуляцией usb клавиатуры мы будем

использовать встроенную библиотеку

arduino под названием keyboard для

успешной компиляции скетча ее необходимо

активировать через меню оболочки вот

таким образом

пользоваться библиотекой предельно

просто сначала мы инициализируем ее в

блоке сетап а затем когда регистрируем

нажатии одной из кнопок на нашем

устройстве вызываем соответствующую

процедуру для эмуляции нажатия нужной

клавиши на наши виртуальные избе

клавиатуре

на первый взгляд алгоритм этот предельно

прост опросили кнопки выдали нужный кода