Курс Arduino - Модулі

Курс Arduino - Модулі

Доброго часу доби!

Це друга частина курсу молодого бійця у світі Arduino. Щоб зрозуміти все те, про що ми з вами будемо говорити, раджу ознайомитися з першою частиною.

У другій частині курсу ми познайомимося з різними датчиками, навчимося їх використовувати, зберемо кілька невеликих пристроїв, попрацюємо в середовищі Processing, навчимося пов'язувати наші пристрої з комп'ютером і смартфоном та ще багато всього цікавого.

Датчик-модуль

Головна ідея платформи Arduino в її модульності. Багато компонентів виконані у вигляді плат розширення, які можна вставити один в одного, а датчики виконані у вигляді модулів, зазвичай з трьома виводами.

Отже, почнемо зі знайомства з різними датчиками. У першому уроці я не буду показувати, що можна придумати з цими датчиками, цим ми займемося в наступних уроках.

Дальноміри

Нижче представлені два типових представника цього класу.

Ультразвуковий дальномір HC-SR04

Ультразвуковий дальномір – працює за принципом "летючої миші". Він посилає ультразвукову хвилю і рахує час, за який хвиля повернеться. Знаючи швидкість звуку і час, за який хвиля прийшла назад, можна розрахувати відстань до об'єкта.

Цей дальномір ідеальний для початківця – широкий діапазон вимірювань (від 2 до 400 см) і невисока ціна (на AliExpress 60Р за штуку).

Інфрачервоні дальноміри Sharp

Це один з представників лінійки інфрачервоних дальномірів Sharp. Його робочий діапазон вимірювань від 20 до 150 см. Його відмінність від інших дальномірів лінійки в діапазоні вимірювань. У ній присутні діапазони: 10-80 см, 4-30 см.

Ціна таких датчиків вища, ніж у звукових дальномірів. За дальномір з діапазоном від 20 до 150 см доведеться викласти близько 500 рублів на AliExpress.

Який вибрати?

При виборі дальноміра слід керуватися особливостями використання ІК і ультразвукових датчиків. Знання законів фізики щодо світла і звуку одразу дає уявлення про ці особливості.

Оскільки ІК дальномір використовує світло, його не слід використовувати для визначення відстані до світлопоглинаючих і прозорих об'єктів.

А ультразвуковий дальномір не може точно визначити відстань до об'єктів зі складною геометрією або звукопоглинаючих матеріалів.

Хочеш використовувати дальномір як датчик руху? Використовуй ІК дальномір. Якщо потрібно виміряти відстань, скажімо, до кота – використовуй ІК дальномір, а якщо до стіни – ультразвуковий. Якщо потрібно зробити парктроник (чим ми, до речі, скоро займемося) – використовуй ультразвуковий дальномір. Для робота, що обминає перешкоди, підходить ІК дальномір, а для радара – ультразвуковий.

Датчики клімату

Термометр

Цей термометр на основі мікросхеми DS18B20 виконаний у форм-факторі модуля Arduino. З його допомогою можна виміряти температуру в діапазоні від -55 до +125 °C. Посилання на AliExpress.

А це той же датчик, тільки виконаний в ізольованому корпусі. Якщо ти хочеш використовувати датчик на вулиці або у воді – це відмінне рішення. А ще цей датчик підключається за технологією 1Wire. Що це таке ми розглянемо трохи пізніше.

Температура і вологість

А це датчик, який може визначати температуру в діапазоні від 0 до +50 °C і вологість від 20 до 90%.

Його можна поставити в кімнаті або теплиці і за допомогою нього управляти кліматом. Посилання на AliExpress

Барометр

Це датчик-барометр. З його допомогою можна визначити атмосферний тиск від 30 до 110 кПа.

Може використовуватися в саморобній метеостанції. Посилання на AliExpress

Датчик вологості ґрунту

Цей датчик, якщо його втиснути в землю, може повідомляти про вологість середовища, в якому знаходиться. Його можна використовувати в теплиці для автоматизованого поливу рослин.

Датчики для роботів

Датчик лінії

Це датчик лінії. Він може відрізняти чорне від білого. Бувають цифрові та аналогові датчики. З допомогою аналогового датчика можна хоч якось розрізняти кольори. Для кращого виконання цієї задачі є спеціальні датчики кольору.

IMU- сенсор

Це IMU - сенсор на 9 ступенів свободи. В нього вбудований акселерометр, гіроскоп і компас.

З допомогою цього датчика можна створити балансуючого робота, POV строку або задати систему координат для робота і навчити його знаходити "дім"

Джойстик

Кожному любителю пограти в ігри знайомий цей модуль і в представленні він не потребує. З його допомогою можна керувати рухом робота або пограти в ігри. Посилання на AliExpress

Датчики зв'язку

Bluetooth HC06

З допомогою цього модуля можна організувати безпровідний зв'язок пристрою з комп'ютером, телефоном, з іншим пристроєм. У HC06 4 виводи:

GND - Земля
+5V – напруга в 5 вольт
RX – прийом даних. Підключається до TX мікроконтролера
TX – передача даних. Підключається до RX мікроконтролера

Посилання на AliExpress

Bluetooth Bee

Це модифікований HC06. 11 з його виводів можна використовувати як PIO line (Програмована лінія входу/виходу) інакше - GPIO.

Ethernet-shield

Цей шилд насаджується зверху на Arduino UNO і дає можливість реалізувати концепцію Інтернету речей. Посилання на AliExpress

Приймач і передавач на частоті 433 МГц

З допомогою цього приймально-передавача можна організувати зв'язок кількох пристроїв. Він не залежить від мікроконтролера і готовий до роботи одразу після підключення. Мінусом є те, що протоколу передачі тут немає, тому можна передавати лише бінарні дані.

GPRS Shield

Цей шилд також вставляється в Arduino, як і Ethernet шилд. Він дозволяє спілкуватися з пристроями за допомогою стільникового зв'язку. Тепер відсутність інтернету не зможе заважати дізнатися погоду вдома, поки ми у від'їзді.

“Інший” Arduino

Arduino Mini

Це зменшена версія плати Arduino. Вона знадобиться для проектів, де навіть не найбільша Arduino UNO не буде підходити за розміром. Посилання на AliExpress

Strela

Ця плата об'єднує в собі все, що потрібно починаючому робототехніку. Там є роз'єм під Bluetooth Bee, два виводи для моторів, кілька роз'ємів для трьохпровідних шлейфів, роз'єм під ІК приймач.

Висновок

Я познайомив вас з деякими Arduino-сумісними датчиками і шилдами. У цьому списку я описав те, що знадобиться нам у другій частині, майже все. Час вивчити їх більш детально, а почнемо ми з дальномірів.