Description des projets Arduino. Les projets Arduino les plus intéressants

Tout le monde a probablement entendu ce qu’est une boîte à rythmes numérique ou une beat machine. La boîte à rythmes électromécanique créée par le compositeur norvégien Koka Nikoladze est une tout autre affaire. Dans celui-ci, le son est formé en raison d'une action mécanique. La machine est contrôlée par Arduino, ce qui vous permet de programmer une mélodie pour la performance.

Vous avez entendu parler d'Arduino et vous souhaitez le comprendre rapidement afin de créer votre propre appareil, robot ou tout ce qu'ils proposent. Vous pouvez faire clignoter une LED le premier soir, mais créer un gadget plus complexe prendra beaucoup plus de temps. Il reste de longues semaines, voire des mois, à étudier la programmation en C, à rechercher des bibliothèques et des modules compatibles, des béquilles et à surmonter les difficultés. Comment accélérer le processus ? Commencez avec une carte compatible Arduino qui peut être programmée en JavaScript.

Article original en anglais http://www.bunniestudios.com/blog/?p=2407

La photo montre des circuits imprimés finis pour Leonardo

La chose la plus intéressante à propos de la lampe est qu'elle réagit à la proximité à l'aide d'un capteur capacitif fait maison et généralement très simple. L'élément principal, qui est une feuille de papier d'aluminium. Pour le moment, cet assemblage n'est qu'un prototype, et tous les composants électroniques et le capteur (cette même feuille de papier d'aluminium) ne sont en aucun cas intégrés dans la lampe elle-même, mais l'idée en elle-même est très intéressante.

Arduino, gant fait maison avec 5 capteurs de courbure câblés, 5 servos HITEC HS-81 et un bras mécanique. Vous pouvez voir comment tout cela fonctionne dans la vidéo. Arduino lit les données des capteurs de courbure et contrôle les servomoteurs afin que le bras mécanique répète les mouvements de la main humaine. À propos, dans la première vidéo, l'auteur utilise un ensemble de mécanismes manuels prêts à l'emploi, qui peuvent être achetés sur eBay, mais sans composants électroniques ni lecteurs. Dans un autre projet, l’auteur a réalisé une main similaire à partir de matériaux de récupération.

Dans ce projet, l'auteur montrera comment connecter une matrice LED couleur 8x8 à un Arduino. La matrice elle-même dispose de 32 entrées : 8 anodes, 8 cathodes rouges, 8 vertes et 8 bleues. Dans ce cas, seules 3 sorties de l'Arduino seront utilisées pour contrôler la matrice. Il n'y a pas de magie ici, mais il y a 4 registres à décalage 74HC595.

Vous pouvez en savoir plus sur l'utilisation du 74HC59 avec Arduino dans les instructions Utilisation d'un registre à décalage 74HC595 pour augmenter le nombre de sorties.

Un registre nous donne 8 sorties, puisque notre matrice a 32 entrées, la conception utilise la technique du registre à décalage en cascade. Nous aurons besoin de 4 registres 74HC59, tandis que le nombre de connexions à l'Arduino ne changera pas et que 3 sorties vers l'Arduino seront utilisées. pour la gestion. L'alimentation est fournie via USB, mais vous pouvez également en connecter un autonome.

Filmer des processus rapides, comme la chute d’une goutte ou l’explosion d’un ballon, est une tâche très difficile. Il est presque impossible de prédire avec précision le moment où vous devrez appuyer sur le déclencheur sans appareils spéciaux. Non, vous pouvez bien sûr faire cent tentatives, et à un moment donné, la chance se tournera vers vous. Mais vous pouvez vous passer de centaines de balles. C'est là qu'Arduino vient à la rescousse. Vous trouverez ci-dessous le processus de construction d'un déclencheur automatique basé sur Arduino qui réagit au son ou à l'intersection d'un faisceau de pointeur laser.

À proprement parler, Arduino ne contrôlera pas l’obturateur de l’appareil photo, mais le flash. Malheureusement, le délai de réponse de la caméra au signal est d’environ 20 millisecondes, ce qui n’est pas perceptible à l’œil humain, mais reste néanmoins plus long que ce que vous pouvez vous permettre lors du tir d’un ballon éclaté. Par conséquent, la prise de vue s'effectue dans une pièce sombre avec une vitesse d'obturation de 10 secondes, mais le flash se déclenche exactement au bon moment. Comme il n'y a pratiquement pas d'éclairage dans la pièce, toute exposition de la photo se produira exactement au moment du déclenchement du flash (environ 1 milliseconde).

La plupart des ingénieurs électroniciens préfèrent construire leurs projets sur la base d'un microcontrôleur, dont nous avons déjà parlé à plusieurs reprises. Dans l'article suivant, nous examinerons des conceptions simples d'appareils électroniques pour débutants et les projets les plus inhabituels basés sur le microcontrôleur mentionné.

Tout d’abord, il convient de se familiariser avec les fonctionnalités du microprocesseur Arduino Uno, sur lequel la plupart des projets sont construits, et également d’examiner les raisons du choix de cet appareil. Vous trouverez ci-dessous les facteurs pour lesquels un inventeur novice devrait choisir Arduino uno :

1. Interface assez simple à utiliser. Il est clair où se trouve le contact et où fixer les fils de connexion.
2. La puce de la carte se connecte directement au port USB. L'avantage de cette configuration est que la communication série est un protocole très simple qui a résisté à l'épreuve du temps, et que l'USB rend la connexion aux ordinateurs modernes très pratique.
3. Il est facile de trouver la partie centrale du microcontrôleur, qui est la puce ATmega328. Il possède davantage de fonctionnalités matérielles telles que des minuteries, des interruptions externes et internes, des broches PWM et plusieurs modes de veille.
4. L'appareil est open source, donc un grand nombre de radioamateurs peuvent corriger les bugs et les problèmes du logiciel. Cela facilite le débogage des projets.
5. La vitesse d'horloge est de 16 MHz, ce qui est suffisamment rapide pour la plupart des applications et n'accélère pas le microcontrôleur.
6. Il est très pratique de contrôler l’alimentation à l’intérieur et il dispose d’une fonction de régulation de tension intégrée. Le microcontrôleur peut également être déconnecté du port USB sans source d'alimentation externe. Vous pouvez connecter une source d'alimentation externe jusqu'à 12 V. De plus, le microprocesseur déterminera lui-même la tension requise.
7. Disponibilité de 13 contacts numériques et 6 contacts analogiques. Ces broches vous permettent de connecter des équipements à la carte Arduino uno à partir de supports tiers. Les broches sont utilisées comme clé pour étendre la puissance de calcul de l'Arduino uno dans le monde réel. Connectez simplement vos appareils électroniques et capteurs aux connecteurs qui correspondent à chacune de ces broches.
8. Un en-tête ICSP est fourni pour contourner le port USB et s'interfacer directement avec l'Arduino en tant que périphérique série. Ce port est nécessaire pour réinitialiser la puce si elle est endommagée et ne peut plus être utilisée sur votre ordinateur.
9. Disponibilité de 32 Ko de mémoire flash pour stocker le code développeur.
10. La LED sur la carte se connecte à la broche numérique 13 pour déboguer rapidement le code et simplifier le processus.
11. Enfin, il dispose d'un bouton pour réinitialiser le programme sur la puce.

Arduino a été créé en 2005 par deux ingénieurs italiens, David Cuartilles et Massimo Banzi, dans le but de permettre aux étudiants d'apprendre à programmer le microcontrôleur Arduino uno, d'améliorer leurs compétences en électronique et de les utiliser dans le monde réel.

Arduino uno peut détecter l'environnement en recevant les informations de divers capteurs et est capable d'influencer l'environnement et d'autres actionneurs. Le microcontrôleur est programmé à l'aide du langage de programmation Arduino (basé sur le câblage) et de l'environnement de développement Arduino (basé sur le traitement).

Passons maintenant directement aux projets sur Arduino uno.

Le projet le plus simple pour les débutants

Examinons quelques projets Arduino uno simples et intéressants que même les débutants dans ce domaine peuvent réaliser - un système d'alarme.

Nous avons déjà fait une leçon sur ce projet -. En bref sur ce qui est fait et comment.

Ce projet utilise un capteur de mouvement pour détecter les mouvements et les émissions aiguës, ainsi qu'un affichage visuel composé de lumières LED clignotantes. Le projet lui-même vous présentera plusieurs modules complémentaires inclus dans le kit Arduino Beginner, ainsi que les nuances de l'utilisation de NewPing.

Il s'agit d'une bibliothèque Arduino qui vous aide à contrôler et tester votre capteur de distance sonar. Bien qu’il ne s’agisse pas exactement d’une protection complète de la maison, il offre une solution idéale pour protéger les petits espaces comme les chambres et les salles de bains.

Pour ce projet vous sera nécessaire:

1. Capteur de ping à ultrasons – HC-SR04.
2. Buzzer piézo.
3. Bande LED.
4. Éclairage automobile utilisant une bande RVB. Dans ce didacticiel du projet Arduino, vous apprendrez à créer un éclairage intérieur de voiture RVB à l'aide d'une carte Arduino uno.

De nombreux passionnés de voitures aiment ajouter des lumières supplémentaires ou mettre à niveau les ampoules intérieures vers des LED, mais avec la plate-forme Arduino, vous pouvez profiter de plus de contrôle et de détails en pilotant de puissantes LED et bandes lumineuses.

Vous pouvez modifier la couleur de l'éclairage à l'aide de votre appareil Android (téléphone ou tablette) grâce à l'application " Contrôleur RVB Bluetooth» (Dev Next Prototypes), que vous pouvez télécharger gratuitement sur le Play Store Android. Vous pouvez également trouver un circuit électronique EasyEDA ou commander votre propre circuit basé sur Arduino sur un PCB.

Projets Arduino Uno étonnants

La plupart des professionnels dans le domaine du développement de projets électroniques sur Arduino aiment expérimenter. En conséquence, des appareils intéressants et surprenants apparaissent, qui sont discutés ci-dessous :

1. Ajout d'une télécommande IR à votre système d'enceintes. Dans l'électronique grand public, une télécommande est un composant d'un appareil électronique, tel qu'un téléviseur, un lecteur DVD ou un autre appareil électroménager, utilisé pour contrôler sans fil l'appareil à une courte distance. La télécommande, tout d'abord, est pratique pour les humains et permet de travailler avec des appareils qui ne sont pas adaptés au fonctionnement direct des commandes.
2. Alarme. L'horloge en temps réel est utilisée pour obtenir une heure précise. Ici, ce système affiche la date et l'heure sur l'écran LCD et nous pouvons régler l'alarme à l'aide des boutons de commande. Dès que l'heure de l'alarme est arrivée, le système émet un signal sonore.
3. Moteur pas à pas. signifie un moteur précis qui peut tourner pas à pas à la fois. Un tel appareil est fabriqué à l'aide de robots, d'imprimantes 3D et de machines CNC.

   Pour ce projet, procurez-vous le moteur pas à pas le moins cher que vous puissiez trouver. Les moteurs sont disponibles en ligne. Ce projet utilise un podomètre 28byj-48, qui convient à la plupart des autres projets similaires. Il est facile de se connecter à la carte Arduino.
   - Vous aurez besoin de 6 câbles avec connecteurs femelle vers mâle. Il vous suffit de connecter le moteur à la carte et c'est tout ! Vous pouvez également ajouter un petit morceau de ruban adhésif sur la tête rotative pour voir qu'elle produit un mouvement de rotation.

4. Capteur de distance à ultrasons. Ce projet utilise le populaire , afin que l'appareil puisse éviter les obstacles et se déplacer dans des directions différentes.

Lorsque vous aurez terminé votre travail, le résultat de vos actions apparaîtra à l'écran. Pour que les choses restent simples et claires, il est recommandé d'utiliser un écran LCD avec un convertisseur I2C, vous n'avez donc besoin que de 4 câbles pour vous connecter à la carte Arduino.

Arduino est un petit appareil électronique constitué d'un seul circuit imprimé capable de contrôler divers capteurs, moteurs électriques, éclairage, transmission et réception de données... Arduino est toute une famille d'appareils de différentes tailles et capacités. Et c'est aussi tout un zoo de clones Arduino et un monde d'appareils compatibles Arduino. Mais parlons de tout dans l'ordre.

1 "Cerveau" Arduino

Le "cerveau" d'Arduino est microcontrôleur familles Atméga. Un microcontrôleur est un microprocesseur doté d'une mémoire et de divers périphériques, implémentés sur une seule puce. En fait, il s’agit d’un micro-ordinateur monopuce capable d’effectuer des tâches relativement simples. Différents modèles de la famille Arduino sont équipés de différents microcontrôleurs.

Atmega328 - le cerveau de l'Arduino UNO

La photo montre un microcontrôleur Atmega328. De tels microcontrôleurs coûtent Arduino UNO Et Arduino-Nano(mais dans un autre bâtiment).

2 "Mains" Arduino

Mais à quoi sert un cerveau s’il n’a pas de mains ? Dans ce cas, les mains sont bornes électriques, placé autour du périmètre de la carte Arduino. Il existe des cartes avec plus de broches, et d'autres avec moins. Par exemple, la plus grande carte de la famille Arduino est Arduino Méga- possède plus de 70 sorties indépendantes, et la plus petite - Arduino Pro Mini- 22 broches au total.

La photo montre une comparaison entre Arduino Mega et Arduino Pro Mini. Pouvez-vous imaginer ce qu'une personne pourrait faire avec autant de mains qu'il y a de broches Arduino Mega ?

3 Numérique et analogique conclusions

Toutes les broches Arduino ne sont pas identiques. Il y a des conclusions numérique, mais il y a analogique. La différence fondamentale entre elles est que les broches numériques ne peuvent avoir que deux valeurs : soit le « 1 » logique (VRAI, de 3 à 5 volts) soit le « 0 » logique (FAUX, de 0 à 1,5 volts), et sur les broches analogiques. , la plage allant du « 1 » logique au « 0 » est divisée en plusieurs petites sections.

Pourquoi est-ce nécessaire ? Regardons un exemple aussi clair. Si vous connectez une LED à la broche numérique de l'Arduino et appliquez un « 1 » logique à la sortie, la LED s'allumera avec une luminosité maximale ; Si vous appliquez "0", la LED s'éteindra. Il n'y a pas d'options intermédiaires. Si la LED est connectée à une sortie analogique, la luminosité de la LED peut être contrôlée en douceur. En pratique, certains types de capteurs analogiques sont le plus souvent connectés aux sorties analogiques.

4 Que peut-il contrôler ? Arduino

En conséquence, un tel nombre de « bras » sur Arduino vous permet d'y connecter un grand nombre de périphériques différents. Parmi eux, par exemple :

• boutons, interrupteurs à lames et joysticks,
• LED et photodiodes,
• microphones et haut-parleurs,
• moteurs électriques et servos,
• écrans LCD,
• lecteurs d'étiquettes radio (RFID et NFC),
• modules Bluetooth, WiFi et Ethernet,
• lecteurs de cartes SD,
• récepteurs radio et émetteurs radio,
• Modules GPS et GSM...

Et aussi des dizaines de capteurs différents :

• éclairage,
• champ magnétique,
• télémètres à ultrasons et laser,
• gyroscopes et accéléromètres,
• capteurs de fumée et de composition de l'air,
• capteurs de pression, de température et d'humidité...

Et bien plus encore

Tout cela transforme Arduino en un noyau de système universel qui peut être configuré d'une manière complètement différente. Vous souhaitez fabriquer une mangeoire radiocommandée pour animaux de compagnie ? S'il te plaît! Vous souhaitez que la fenêtre de votre loggia se ferme lorsqu'il commence à pleuvoir ? S'il te plaît! Vous souhaitez contrôler la luminosité de l’éclairage de votre pièce depuis votre smartphone ? Facilement! Souhaitez-vous recevoir des notifications par e-mail si le sol de vos plantes d'intérieur devient trop sec ? Et c'est possible !

La photo ne montre qu'une infime partie des périphériques pouvant être connectés à l'Arduino. En fait, il y en a bien d’autres.

5 Communication avec Arduino

Comment le processeur sait-il exactement ce qu’il doit faire ? Tu devrais lui dire ça. L'écriture de messages pour Arduino s'appelle programmation. Il existe un langage pour communiquer avec un microcontrôleur, simplifié et adapté spécifiquement pour Arduino. Maîtriser ce langage n'est pas du tout difficile si vous en avez l'envie et une certaine persévérance, même si vous n'avez jamais programmé auparavant.

Et pour simplifier ce processus, un environnement logiciel spécial a été développé - EDI Arduino. Il comprend des dizaines d’exemples de bons programmes fonctionnels. Après les avoir étudiés, vous en apprendrez très vite beaucoup sur le langage de communication avec Arduino.

Arduino permettra à vos programmes de sortir du monde virtuel et d'entrer dans le monde réel. Vous pourrez voir comment les programmes que vous écrivez font clignoter une LED ou faire tourner un moteur, puis effectuer des choses plus complexes et plus utiles. Arduino vous permettra d'apprendre beaucoup de choses nouvelles et intéressantes tant en électronique qu'en programmation. En fin de compte, cela peut constituer pour vous un excellent passe-temps, une activité amusante avec les enfants et un passe-temps merveilleux et utile.

Vous pouvez commander Arduino et une grande variété de capteurs dans la boutique en ligne chinoise Ali-Express. Ici, les prix sont plus bas, mais la livraison prend de 3 semaines à 1,5 mois. Vous pouvez commander Arduino dans le magasin d'électronique Voltiq.ru. Les prix ici sont légèrement plus élevés que dans les magasins en ligne chinois, mais vous n’avez pas besoin d’attendre un mois entier. FastNVR.ru est un autre bon magasin d'électronique et de robotique.

Et enfin, regardez quels projets différents et merveilleux peuvent être mis en œuvre avec Arduino !

Arduino/Genuino UNO est une carte phare pour développer vos propres projets, construire des systèmes simples d'automatisation et de robotique basés sur le microcontrôleur ATmega328 avec un logiciel gratuit et une architecture ouverte. Arduino UNO R3 est aujourd'hui la plateforme la plus populaire auprès des inventeurs en herbe, des bricoleurs, des étudiants et des écoliers.

Arduino UNO : brochage de la carte

Nous vous avons déjà expliqué ce qu'est l'Arduino UNO CH340, passons donc directement aux caractéristiques et à la description de la carte Arduino UNO. Le brochage et le schéma de circuit de la plate-forme sont présentés sur la photo ci-dessous. Comme nous l'avons déjà dit, toute la gamme de cartes a une architecture système complètement ouverte, qui permet à tout fabricant tiers de copier et de mettre à niveau les cartes Arduino Genuino UNO.

Brochage de la carte Arduino UNO en russe, ICSP

UNO est la meilleure option pour débuter avec les microcontrôleurs. La carte a une taille pratique et tout ce dont vous avez besoin pour commencer : 14 entrées/sorties numériques (6 ports peuvent fonctionner en mode PWM), 6 entrées analogiques pour capteurs, un connecteur USB pour la programmation et un connecteur d'alimentation Arduino UNO à partir d'une alimentation. ou couronne. Mais l'essentiel est la grande variété de leçons et d'instructions sur Internet.

Spécifications de la carte Arduino UNO

• Microcontrôleur : ATmega328
• Fréquence d'horloge : 16 MHz
• Tension du niveau logique : 5 V
• Tension d'entrée d'alimentation : 7-12 V
• Ports E/S à usage général : 20
• Courant maximum du port E/S : 40 mA
• Courant de sortie maximum du port 3,3 V : 50 mA
• Courant de sortie maximum du port 5 V : 800 mA
• Ports PWM : 6
• Ports connectés à l'ADC : 6
• Capacité CAN : 10 bits
• Mémoire Flash : 32 Ko
• Mémoire EEPROM : 1 Ko
• RAM : 2 Ko
• Dimensions : 69×53 mm

Arduino UNO : circuit électrique

Arduino UNO : ports E/S, alimentation

Tension de fonctionnement - 5 V lorsqu'il est connecté via USB depuis n'importe quel appareil (ordinateur, ordinateur portable, chargement depuis un smartphone, etc.). Lors de la connexion simultanée d'un adaptateur externe (batterie, couronne, alimentation), l'alimentation est automatiquement commutée, mais la carte peut toujours être programmée via un ordinateur. L'alimentation électrique recommandée pour Arduino Uno à partir de piles ou d'accumulateurs est de 7 à 12 V.

Arduino UNO : alimenté en externe

5V – la broche Arduino fournit 5 V, elle peut être utilisée pour alimenter des appareils
3,3 V – une tension de 3,3 V est fournie à la broche depuis le stabilisateur interne
GND – broche de masse
VIN – broche pour fournir une tension externe
IREF – broche pour informer sur la tension de fonctionnement de la carte

Vous pouvez alimenter le microcontrôleur via le port VIN à l'aide de fils. Le « Plus » d'une source externe est fourni au port VIN et le « Moins » à GND (masse). Il n'est pas permis de fournir une tension externe de 5 Volts à la broche 5V, car l'alimentation du Genuino Arduino Uno contourne le stabilisateur, ce qui peut entraîner des dommages. Tous les ports numériques de la carte fournissent une tension stabilisée de 5 Volts.

Arduino UNO : firmware, mémoire

La programmation de la carte s'effectue dans l'IDE Arduino gratuit en russe, qui peut être téléchargé sur le site officiel. Pour connecter des appareils et des modules, des connecteurs (« mâle-mâle » et « mâle-femelle ») sont utilisés, qui sont connectés aux ports Arduino. Pour commencer à travailler avec la plateforme, rendez-vous dans la section Arduino uno r3 « Leçons pour débutants », où des instructions détaillées avec des exemples sont fournies.

La carte prend en charge trois types de mémoire :

Flash - mémoire Taille de 32 Ko, utilisée pour stocker le programme. Lorsque le contrôleur est flashé avec un croquis via USB, celui-ci est écrit spécifiquement dans la mémoire Flash. Pour effacer la mémoire de l'Arduino UNO, vous devez télécharger un croquis vide.

Mémoire SRAM- Il s'agit d'une RAM Arduino d'une capacité de 2 Ko. C'est ici que sont stockés les variables et les objets créés dans l'esquisse. La mémoire SRAM est volatile ; lorsque l'alimentation est déconnectée de la carte, toutes les données seront supprimées.

EEPROM- Il s'agit d'une mémoire non volatile d'une capacité de 1 Ko. Ici, vous pouvez enregistrer des données qui ne disparaîtront pas lorsque l'alimentation sera coupée. L'inconvénient de l'EEPROM est la limitation des cycles de réécriture - 100 000 fois, selon le fabricant.

Description d'Arduino UNO en russe

Nous vous recommandons de vous familiariser avec d'autres cartes de la gamme Arduino-Genuino, par exemple un analogue de la carte UNO la plus populaire - RobotDyn UNO R3 d'un fabricant chinois. Les caractéristiques de la carte ne sont en aucun cas inférieures à celles du fabricant officiel, mais elle présente en même temps un prix plus abordable et de nombreux avantages. Comme un connecteur USB plus pratique et davantage d'entrées analogiques.