"
Обзор набора для изучения программирования микроконтроллеров Arduino
Arduino представляет собой программно-аппаратную платформу для создания автоматизированных систем. Она включает в себя различные типы оригинальных плат с микроконтроллерами и разнообразные модули расширения (shields). Помимо оригинальных плат Arduino, существует множество клонов, производимых как известными компаниями, так и анонимными производителями. Популярность Arduino обусловлена тем, что ранее программирование микроконтроллеров было доступно только профессионалам, требуя глубоких знаний в области электроники и программирования, а также навыков работы с паяльником.
Arduino часто называют «микроконтроллером для домохозяек», что отражает его доступность для широкой аудитории. Для работы с Arduino не требуется специальных навыков пайки или глубоких знаний в программировании. Плата подключается к компьютеру через USB, а для программирования можно использовать Arduino IDE или сторонние программы с графическими интерфейсами. В интернете доступно множество проектов, которые легко повторить, что делает Arduino идеальным выбором для обучения программированию детей или в качестве хобби для людей, не связанных с этой профессией.
Упаковка
Набор поставляется в красочной коробке с ограничением по возрасту 14+. Однако, под чутким руководством родителей, набор может быть интересен и детям младшего возраста. Внутри коробки находится множество пакетиков с этикетками, описывающими их содержимое.
Комплектация
Набор включает в себя:
-
Книгу «Практическая энциклопедия Arduino»;
-
Плату Arduino UNO R3;
-
Сетевой блок питания (5 В, 1 А);
-
Беспаечную макетную плату BB-102;
-
Кабели MM и MF Dupont (по 40 шт.);
-
Тактовую кнопку (10 шт.);
-
ИК-пульт дистанционного управления (38 кГц);
-
ИК-приёмник TSOP 31236;
-
Символьный дисплей LCD1602;
-
Графический дисплей Nokia 5110;
-
Одноразрядный 7-сегментный индикатор;
-
Четырёхразрядный 7-сегментный индикатор;
-
10-сегментный линейный индикатор (красный);
-
Светодиодную матрицу 8x8;
-
Пьезоизлучатель;
-
Датчик температуры DS18B20;
-
Датчик температуры LM335;
-
Датчик температуры и влажности DHT11;
-
Датчик газа MQ-4;
-
Ультразвуковой датчик расстояния HC-SR04;
-
Модуль двухкоординатного джойстика с кнопкой;
-
Модуль трёхкоординатного гироскопа и акселерометра GY-521;
-
Модуль чтения и записи SD-карт;
-
Модуль часов реального времени RTC (DS1307);
-
Модуль считывателя RFID-меток 13,56 МГц (RC522);
-
Модуль Wi-Fi ESP8266 (ESP-01);
-
Модуль Bluetooth HC-05;
-
Модуль GPS-приёмника VK16E;
-
Модуль Ethernet W5100;
-
Модуль GPRS/GSM SIM900;
-
Резисторы различных номиналов (51 Ом, 100 Ом, 220 Ом, 510 Ом, 1 кОм, 2 кОм, 2,2 кОм, 10 кОм) — по 10 шт. каждого;
-
Переменные резисторы 1 кОм, 2 кОм, 10 кОм;
-
Фоторезисторы (3 шт.);
-
Диоды 1N4004 (5 шт.);
-
Керамические конденсаторы 0,1 мкФ (10 шт.);
-
Электролитические конденсаторы 10 мкФ, 16 В (10 шт.);
-
Микросхема L293 (драйвер электродвигателя);
-
Сдвиговые регистры 74HC595 (2 шт.);
-
Реле (5 В) — светодиоды красные (10 шт.);
-
RGB-светодиод;
-
Транзистор C945;
-
MOSFET IRF540;
-
Шаговый двигатель (4-фазный);
-
Электрический двигатель;
-
Сервопривод SG-90;
-
Кронштейн для сервопривода SG-90;
-
Пластиковый органайзер.
Обзор набора
В качестве микроконтроллера используется плата Arduino Uno R3 на базе ATmega328, которая имеет 14 цифровых входов/выходов, из которых 6 поддерживают ШИМ и 6 аналоговых входов. Также имеются последовательный интерфейс, интерфейс SPI и интерфейс TWI. Модуль Ethernet W5100 подключается к Arduino Uno R3 через USB-коннектор типа B, что может вызвать определённые трудности. Рекомендуется откусить выступающие ножки разъёма Ethernet и изолировать их термоскотчем или использовать удлинительные проставки.
Кабели MM и MF Dupont могут быть не очень надёжными, поэтому при их подключении необходимо быть аккуратным. Для некоторых модулей может потребоваться припайка гребёнок. В комплекте предусмотрены гребенки двух видов: прямые и с углом поворота 90 градусов. Для дисплея LCD1602 гребенка не предусмотрена, её придётся приобрести отдельно или припаять провода непосредственно к контактным площадкам.
Модуль считывателя RFID-меток включает брелок и пластиковую карточку с микросхемой Mifare S50 и антенной. К модулю GPRS/GSM SIM900 прилагаются адаптеры для преобразования nano-SIM в micro-SIM, а также стандартные SIM-карты.
Основой набора является книга «Практическая энциклопедия Arduino», которая содержит краткое описание возможностей и характеристик Arduino Uno, а также установку среды программирования Arduino IDE. В книге представлено 33 проекта, в которых используются датчики и модули из набора. Задания идут от простого к сложному, и большинство проектов направлены на демонстрацию принципов работы и подключения различных датчиков и модулей.
Для каждого проекта в книге приведены необходимые компоненты. Однако некоторые проекты могут содержать ошибки в скетчах, которые могут затруднить работу начинающих программистов. В таких случаях рекомендуется самостоятельно исправлять ошибки, что способствует более глубокому пониманию процесса программирования.
В книге отсутствуют принципиальные электрические схемы, что может вызвать затруднения при подключении модулей. Вместо этого представлены схемы, выполненные в программе Fritzing, но в низком разрешении, что затрудняет их восприятие. Кроме того, некоторые модули в наборе могут отличаться от тех, что изображены на схемах в книге.
Тестирование
В рамках тестирования были собраны несколько примеров устройств из книги.
-
Подключение светодиодной матрицы 8x8:
Для подключения матрицы были использованы провода с контактами мама-папа. Была подключена библиотека FrequencyTimer2.h. Скетч для управления матрицей был модифицирован для отображения слова «ПРИВЕТ» вместо «HELLO».
-
Использование символьного дисплея LCD1602:
Дисплей имеет надпись «Сделано в России», что является редкостью для современной электроники. Распиновка дисплея отличается от указанной в книге, поэтому потребовалось внести изменения в скетч. Для подключения датчика DHT11 был написан собственный скетч, который выводит на дисплей данные о температуре и влажности.
-
Подключение дисплея Nokia 5110:
Проект 16 из книги предусматривает считывание данных с фотодиода и отображение их на дисплее в числовом и графическом виде. Этот проект был успешно реализован без необходимости внесения изменений в скетч.
Выводы
Набор для изучения программирования Arduino является отличным выбором для начинающих и опытных пользователей. Богатая комплектация и разнообразие подключаемых датчиков и модулей предоставляют широкие возможности для творчества и экспериментов. Книга «Практическая энциклопедия Arduino» является полезным дополнением к набору, предоставляя набор уроков для изучения программирования микроконтроллеров.
Однако, следует отметить, что некоторые проекты в книге могут содержать ошибки в скетчах, а отсутствие принципиальных электрических схем может затруднить процесс подключения модулей. Тем не менее, набор представляет собой отличное решение для самостоятельного изучения программирования Arduino и является великолепным подарком для всех, кто интересуется автоматизацией и электроникой.
"
