10 интересных проектов, которые можно сделать на Arduino

Что за Arduino

Arduino — это программируемый микроконтроллер. То есть это плата, на которой вы можете написать свою программу, и эта плата сможет управлять другими вещами: например, включать лампочку, издавать звук, включать прибор, измерять температуру, отправлять SMS.

На самом базовом уровне Arduino просто отправляет и считывает электрические импульсы. Например, вы можете подключить к нему термометр, и Arduino сможет считывать температуру в комнате. А потом, в зависимости от программы, посылает на устройство сигнал, который включит вентилятор.

Или вы можете подключить датчик углекислого газа к Arduino. Arduino можно научить считывать показания датчика каждые пять минут, а когда уровень углекислого газа превышает норму, подавать звуковой сигнал, мигать лампочкой или использовать ряд двигателей, чтобы открыть окно.

Как программировать Arduino

Есть много плат расширения и датчиков для Arduino. Сферы применения карты практически безграничны: автоматизация, системы безопасности, умные дома, музыка, робототехника и многое другое. Вот что вы можете делать на этой итальянской смарт-плате и ее российских и зарубежных клонах.

Робот-бармен с Bluetooth-управлением

Сложность: 4/5.

Время: 5/5.

Незаменимое устройство для любой вечеринки: оно работает от восьми батарей, готовит множество коктейлей и управляется по беспроводной сети. Механический бариста полагается на плату Arduino, приводы для позиционирования шейкера и подачи напитков, датчики положения.

Основная сложность изготовления — инженерная. Необходимо аккуратно прикрутить все детали и соединить их между собой, чтобы емкость оказалась точно под нужными бутылками.

Самые известные «Ардуино»-проекты

С помощью контроллера можно реализовать новаторские идеи, используемые крупнейшими производителями массовой техники. При этом самоделки редко уступают профессиональным решениям по производительности.

Датчик Ambilight на жидкокристаллический дисплей

Популярный модуль Ambilight — визитная карточка Philips. Это трехканальная подсветка ЖК-дисплеев, проекция которой направлена ​​за пределы экрана и расширяет его границы. Технология мгновенно подстраивается под динамическое изображение на дисплее и погружает зрителя в центр транслируемых событий.

С помощью «Arduino» легко создать аналог Philips Ambilight, который интегрируется в любой ЖК-дисплей, подключенный к компьютеру.

Механизм управляется специальной программой, которая взаимодействует с адресной полосой на светодиодных микросхемах. В схему входит фоторезистор, который анализирует интенсивность света в комнате и регулирует яркость ленты.

Универсальная карта позволяет создать недорогой аналог Ambilight с подсветкой более высокого разрешения. При этом схема подключения проста и не требует обширных технических знаний.

Датчик температуры «Ардуино»

Датчики температуры широко используются в бытовой технике: водонагревателях, бойлерах, бытовых электрических термометрах, самодельных термостатах.

Элемент имеет понятный принцип работы: датчик определяет параметры внешней среды, а затем отображает значения на ЖК-дисплее через карту и термистор.

Термистор — это тип переменного резистора, который преобразует сопротивление в зависимости от фиксированной температуры.

Управление устройствами

Контроллеры реализуют 2 типа связи: проводную и беспроводную.

Проводное управление осуществляется с диспетчерского пульта. В этом случае цепи управления и исполнительные механизмы соединяются электрическими кабелями.

Беспроводная схема включает в себя 2 устройства: пульт дистанционного управления, который является передатчиком, и приемник. Передача осуществляется с помощью оптических или радиосигналов.

Примером первого варианта является работа бытовой техники. Второй корпус выполнен за счет специализированных модулей: Bluetooth HC, Wi-Fi, ZigBee и др.

Светящийся куб на 512 светодиодов

Сложность: 3/5.

Время: 3/5.

Замечательная штука, способная сиять в такт музыке как трехмерный эквалайзер и показывать трехмерную анимацию. Также он может работать как необычный ночник.

Для сборки понадобится деревянный каркас с отверстиями, чтобы каждый ярус был такого же размера и формы, как и остальные. Количество светодиодов на каждой грани выбрано не случайно: 8 ламп = 8-битная логика, простейшие для программирования и управления через контроллер.

Самые доступные и простые проекты для новичков

Проекты для новичков не претендуют на важное практическое применение, но позволяют разобраться в нюансах платформы.

В учебных целях часто разрабатываются следующие технические решения:

• устройства беспроводной связи.
• машины со встроенными сервоприводами и шаговыми двигателями;
• аппаратная запись и отображение информации;
• устройства с датчиками, работающими по протоколам обмена данными;
• модули с мигающими светодиодами (маяки, светофоры и др.);

На сайтах и ​​в литературе есть много четких инструкций для новичка, чтобы он быстро разобрался в принципах работы механизмов и получил результат.

Создание проекта

Работа с Arduino включает комбинацию электронных схем, взаимосвязанных механических и аппаратных устройств, а также системы питания.

необходимо разработать программу управления. Поэтому вам нужно будет разбираться в электронике и программировании. Освоив основы дизайна, любители приступают к созданию коммерчески прибыльного бизнеса.

Для этого потребуется ряд личных навыков и характеристик:

• построить систему безопасности;
• умение разрабатывать бизнес-проекты.
• возможность протестировать готовый продукт;
• привести устройство в функциональный вид;
• умение собирать схемы, правильно подключать модули;
• способность анализировать и просматривать потребности рынка;
• написать программу в специализированной IDE;

Электронные схемы

Сборка электронных схем — важный этап развития. Здесь требуются базовые знания электроники. ГОСТ 2.701-84 «Единая система конструкторской документации. Схемы. Виды и виды. Общие требования к реализации».

Сборка осуществляется на макетных платах, которые позволяют закреплять элементы без сварки и скручивания. Овладеть навыками построения диаграмм полезно на учебных проектах, которые предоставляют готовые рабочие примеры.

Особенности программирования

Программы для «Ардуино» называются скетчами. Они создаются и прошиваются в специальной среде разработки. Самая популярная версия — это Arduino IDE.

Язык программирования микроконтроллерных устройств — C / C ++, который легко выучить.

Вы можете начать изучение C / C ++, изучив 3 основных раздела: операторы, данные и функции. Приведенных выше знаний достаточно для создания простых роботизированных систем.

ЧПУ-плоттер из легкодоступных материалов

Этот портативный плоттер был разработан и изготовлен мастером DIY по имени Туенгиди. Устройство представляет собой крест из шурупов и направляющих, с деталями из ПВХ на концах и в центре. Плоттер с ЧПУ с внешним шаговым двигателем Подробнее 1 166 5 pogranec Spec / Arduino 10-08-2021, 01: 420 Рейтинг: нет рейтинга

Взломщик кодовых замков

Сложность: 5/5.

Время: 4/5.

Этот проект был разработан хакером Сами Камкаром, и мы представляем его только в демонстрационных целях. Для взлома, помимо платы Arduino, автор взял серводвигатели и шаговые двигатели для циклического переключения комбинаций и соединил все на самодельном алюминиевом шасси. Алгоритм основан на простом перечислении всех комбинаций, но робот делает это быстрее человека.

Проекты на просторах интернета

Интернет — это гигантская информационная база, содержащая множество готовых «Arduino» проектов. Здесь есть девелоперские материалы разного уровня. Даже дети найдут себе полезные задания.

Управление телевизором «Ардуино» и силой мысли

В основе проекта лежит система электрофизиологического мониторинга ЭЭГ, используемая в медицине для регистрации электрической активности мозга.

Современная микроэлектроника предлагает микросхемы, способные улавливать сигналы нейротоков разного диапазона. В частности, когда глаза закрыты и происходит расслабление, генерируются альфа-волны от 7 до 14 Гц.

И наоборот, активная концентрация и интенсивная умственная деятельность генерируют волны бета-диапазона от 15 до 30 Гц.

Микрочипы ЭЭГ встроены в гарнитуру специального шлема, который подключается к Arduino Uno (ATmega328). Устройство собирает и преобразует необработанные данные. Для передачи сигнала требуются ИК-передатчик и ИК-приемник.

Шлем надевается на голову и использует микрочип для считывания сигналов мозговых волн. Чтобы сменить телеканал, нужна концентрация. Правда, для этого нужно немного попрактиковаться.

Механическая ручка, записывающая время на доске

Интеллектуальное перо способно записывать чернила и преобразовывать аналоговую информацию в цифровые данные.

Инструмент совместим с компьютерами, устройствами вывода графики и приложениями.

Механизм состоит из корпуса, в котором находится шаровая штанга, ИК-камера, процессор, модуль памяти и аккумулятор. Инфракрасная камера фиксирует движение пера по поверхности цифровой бумаги.

Векторные данные сохраняются во внутренней памяти, а затем передаются на компьютер через Bluetooth или USB. Подключив смарт-перо к доске, все записи можно перенести непосредственно на ноутбук или цифровую видеокарту. Например, если вы напишете время на специальном листе бумаги, оно будет отображаться на доске одновременно.

Светодиодный куб

Светодиодный куб — популярный проект, реализовать который новичку не так-то просто. Вам потребуются знания основ электроники, навыки пайки и работы с платами Arduino.

Для построения куба нужны диффузные светодиоды. Элементы объединяются в плоские квадратные массивы в количестве, необходимом для создания кубической конструкции.

Если на каждой стороне квадрата по 10 светодиодов, то массивов должно быть 10.

В конце первого этапа начинается построение схемы и настройка микросхемы управления светодиодными элементами. Внешнее управление кубом осуществляется с помощью платы Arduino Uno типа Nano через интерфейс SPI.

Робот-пылесос

Автоматизация пылесоса осуществляется с помощью микроконтроллера, набора датчиков, модуля ориентации в пространстве и аккумулятора. Доступные инструменты подходят для корпуса робота-пылесоса (например, пластиковые контейнеры для тела и пылесборник, колесные баки).

Также требуются мотор-редукторы и охладитель турбины компьютерной системы охлаждения.

«Мозгом» устройства является плата Arduino, для которой разработан собственный программный код. Затем детали собираются в общий блок.

Распознавание лиц и слежка за ними на «Ардуино»

Спрос на камеры высокого разрешения побуждает инженеров и программистов создавать приложения на основе компьютерного зрения. Такие программы позволяют отслеживать положение объекта в пространстве, его динамику и визуальные характеристики.

Реализация проекта проста: с помощью датчиков информация об объекте считывается через модуль Wi-Fi, а специальное приложение отправляет необходимые данные на микроконтроллер. Регистрируются изменения динамики объекта, на их основе производятся расчеты и передаются команды на сервоприводы.

Технология может быть адаптирована для идентификации людей с использованием биометрических данных или бесконтактных RFID-карт.

Эту функцию выполняют специальные модули: контроллеры-считыватели.

Система для аквариума в автоматическом режиме

С помощью контроллера Arduino можно автоматизировать различные функции аквариума:

• охлаждение.
• мониторинг температуры воды;
• включение и выключение компрессора в заданное время;
• включать и выключать освещение по расписанию;

первые 3 пункта легко реализуются путем интеграции стандартных модулей: часов, датчика температуры воды и набора реле.

Механизм охлаждения более сложный. Самый экономичный и производительный вариант его реализации — установка, работающая по принципу обдува. Для изготовления вам понадобится кулер, к которому подключается кабель с разъемом USB для подключения к компьютеру.

Для того, чтобы установка включалась и выключалась автоматически, создается дополнительный модуль на базе платы Arduino и датчика температуры воды. Он настроен таким образом, что при перегреве воды вентилятор запускается, а при достижении желаемой степени охлаждения — останавливается.

Теплица для растений

Умная теплица обеспечивает оптимальный микроклимат для активного роста и развития растений. Для решения проблемы собирается электрическая система, которая отслеживает параметры окружающей среды и контролирует микроклимат.

Параметры считываются модулем на базе Arduino Uno, который включает в себя несколько элементов: фоторезистор для измерения интенсивности освещения, аналоговые датчики температуры и влажности. Для преобразования полученных показателей на карту загружается соответствующая программа.

Для просмотра показаний к контроллеру подключается ЖК-дисплей, встроены светодиоды, сигнализирующие об изменениях.

На последнем этапе добавлены функции управления: обдув, освещение и полив.

К контроллеру подключается вентилятор для понижения температуры, различные типы ламп для освещения, насос для подачи воды в землю. Для управления разрабатывается индивидуальный эскиз, а включение устройства умного дома можно запрограммировать с помощью будильника.

Создание аудиоплеера

Создание аудиоплеера — отличный учебный проект для новичков. «Мозг» системы — контроллер Arduino».

Сначала в качестве носителя информации подключается SD-карта, а затем воспроизводится звук с помощью готовых библиотек. При необходимости устанавливаются щиты с декодерами для расшифровки форматов файлов. Звук нужно направлять прямо на динамики или через резистор. Программа контроллера использует пульт дистанционного управления для управления системой.

Управление квадрокоптером

Для изготовления устройства вам понадобится плата Nano или Mega и небольшой набор дополнительных элементов.

Для обеспечения радиосвязи используется простой дискретный модуль, подключенный к консоли через интерфейс SPI.

Устройство настраивается в следующей последовательности:

1. Индивидуальный сетевой адрес передается на квадрокоптер.
2. Объект получает сигнал, подтверждает его и начинает прослушивать передаваемые данные.
3. После подтверждения пульт ДУ передает цифровую информацию каждые 20 миллисекунд.

Создание вольтметра

Новички часто рассматривают вольтметр как прибор для отработки навыков электронного дизайна.

Прибор измеряет напряжение на выбранном участке цепи. Хорошая реализация учебной задачи — устройство с бесконечным сопротивлением без дальнейшего воздействия на схему.

К плате подключается набор простых элементов: винтовые клеммы, силовой резистор и множество других дополнительных, потенциометр, тактильные переключатели. ЖК-дисплей соединен с индикаторами дисплея и зуммером для сигнализации.

Для запуска проекта вам понадобится источник питания, кварцевый генератор и соответствующие выводы микроконтроллера со всеми портами.

Звуковая сигнализация

Сигнализация — это простое устройство, с которого многие начинают свой путь в микроэлектронику. Сначала в схему включается инфракрасный датчик для обнаружения присутствия живого объекта, затем информация передается по беспроводной сети с использованием механизма приемопередатчика.

Чаще всего передающая часть включает в себя плату модели Nano, инфракрасный датчик, RF-передатчик и светодиодный индикатор. Приемная часть содержит «Arduino Uno», пьезоэлектрический зуммер, радиоприемник и светодиод. После этого разрабатывается простой эскиз.

Разблокировка ПК с помощью «Ардуино»

Если вам часто нужно вводить логин и пароль для разблокировки ПК, есть желание автоматизировать эти действия.

Задача решена созданием устройства с использованием Arduino Leonardo и щита NFC.

Контроллер считывает идентификатор карты NFC и, если он получает правильный номер, вводит пароль с помощью эмулятора клавиатуры.

Nod Bang — киваем головой и делаем бит

Сложность: 2/5.

Время: 3/5.

Идея состоит не только в том, чтобы кивать в такт музыке, но и в том, чтобы создавать звук самостоятельно. Эндрю Ли изготовил специальное устройство, которое следит за положением головы и воспроизводит нужный звук в момент наклона.

Он встроил в наушники акселерометр, кнопки отвечают за выбор звука, а Arduino отвечает за воспроизведение звука на компьютере через интерфейс MIDI. Чтобы сделать вещи более эффективными, кнопки подсвечиваются, а также создают ритм.

Поющее растение

Сложность: 2/5.

Время: 2/5.

По сути, это терменвокс, который выполнен в виде растения. Все остальные принципы работы остаются прежними: звук возникает, когда руки двигаются, а разные движения создают другую мелодию.

Карта фиксирует изменение амплитуды сигнала, для чего автор использует самодельный сенсорный детектор для анализа прикосновений к цветку. Также мне понадобилась карта расширения Gameduino и сам цветок.

Умный дом — удаленное управление электроприборами

Из этого проекта IoT (Интернет вещей) мы узнаем, как создать домашнюю автоматизацию с помощью Arduino IoT Cloud и Alexa, используя ESP32 для управления 4 бытовыми приборами с помощью Интернета вещей ESP32 Relay Wireless control Подробнее 736 3 AntiviRus Arduino / Auto DIY 15- Рейтинг: 9,48 из 10

Замок, который открывается на секретный стук

Сложность: 3/5.

Время: 2/5.

Интересная штука для тех, кто хочет поиграть в шпионов или просто пустить в комнату своих друзей. Замок распознает стук в дверь и сравнивает его с основным звуком, установленным владельцем. Если совпадает, приводы сдвигают замок и дверь открывается, иначе ничего не происходит, можно снова постучать.

Чтобы задать новый удар по проему, нужно удерживать кнопку на ручке и по-новому постучать в дверь. Пьезоэлектрический датчик обнаруживает вибрации и записывает их в память платы.

Самые особенные проекты

Есть разработки, решающие важные социальные или образовательные проблемы.

3D-сканер

Одно из последних технологических достижений — это 3D-сканер для создания точной копии модели объекта. Лучшая реализация для энтузиастов Arduino — проект с открытым исходным кодом под названием FabScan. Используя открытую информацию, любой новичок может сделать домашний сканер всего за 100 долларов. Проект несложный, но необходимы знания основ микроэлектроники и умение работать с платой.

Игрушка Easy Robot Toy PipeBot

Easy Robot Toy PipeBot — это умная игрушка, которую можно делать вместе с детьми. Робот имеет форму трубы с 2 колесами и управляется с помощью пульта дистанционного управления или смартфона.

Вы можете добавлять различные устройства: камеру, акселерометр и т.д.

Создавая поделку, ребенок освоит логику электронных схем и программирования.

Приспособление для людей с ограниченными возможностями

Платформа Arduino позволяет разрабатывать устройства, полезные для людей с ограниченными возможностями. Например, сегодня требуется роботизированная рука, выполняющая функцию захвата.

Для управления манипулятором собрана высокочувствительная панель, позволяющая управлять механизмом минимальными движениями.

Сегодня предлагается множество различных устройств, предназначенных для компенсации физических недостатков: помощник по общению, робот-гид, инерциальный трекер и т.д.

Светодиодная доска с адресными светодиодами

С помощью этой светодиодной панели можно создавать пиксель-арт. Вращение двух энкодеров контролирует горизонтальное и вертикальное положение курсора. Чтобы изменить цвет светодиодов Encoder Подробнее 565 3 pogranec Spec / Arduino 22.08.2021, 12: 581 Рейтинг: 10 из 10

Горшок для цветов с автополивом

Сложность: 4/5.

Время: 3/5.

Полезная ваза для тех, кто забывает полить цветы перед уходом или просто не знает, как часто их поливать. Вся электроника, насосы и резервуар для воды находятся внутри кастрюли. Для каждого растения можно запрограммировать свой режим полива в каждом горшке.

Основные особенности чудотворного сосуда:

• светодиод, сигнализирующий о нехватке воды в баке.
• датчик уровня воды в баке;
• насос для водоснабжения;
• датчик контроля уровня влажности почвы;
• встроенный резервуар для воды;

Драм-машина

Сложность: 1/5.

Время: 2/5.

Простая драм-машина на Arduino. Проект интересен тем, что это не обычное перечисление записанных сэмплов, а реальная генерация звуков с использованием встроенного оборудования. Также есть анализатор звукового спектра: через видеовыход можно посмотреть диаграммы и частотные характеристики.

Математической основой этого устройства является разложение в ряд Фурье, которое решается подключением стандартной библиотеки.

Шагающий робот

Сложность: 2/5.

Время: 1/5.

Простой в сборке четвероногий робот, который ходит и самостоятельно преодолевает препятствия высотой в один сантиметр.

Для этого вам понадобятся сервоприводы педалей, проволока и пластик, из которых сделана рама. Для питания: аккумулятор любой модели, подключаемый к задней части робота.