Как и зачем: подборка странных Arduino-проектов
Если у инженеров появляется свободная минутка, то они либо скучают, либо берут паяльник в руки. Либо берут паяльник в руки от скуки и собирают устройства подобно тем, что представлены ниже. Ибо чем ещё, кроме скуки, умелых рук и пытливого мозга, можно объяснить появление лилии, издающей ноту «фа», или стула, который ломается после восьмого приседания на него?
Встречайте топ странных изобретений, собранных на Arduino.
Пища для размышления: треть проектов принадлежат студентам дизайнерских колледжей.
Поющее растение
Казалось бы: зачем растению петь? Поскольку ответить на этот вопрос тяжело, проект попал в данную подборку. Автор решил добавить терменвоксу красоты и благоухания – в остальном принципы работы остались почти те же. В основе модели лежит сенсорное восприятие, но с регистрацией изменения амплитуды сигнала. Итак, пользователь по имени madshobye прикрепил сенсорный детектор для измерения ёмкости и последующего преобразования в сигнал.
Для всего этого ему понадобились плата Arduino, шилд Gameduino и самодельный шилд для сенсорного восприятия. Если честно, то автор польстил себе, назвав проект «поющим растением». Судя по видео, растение в лучшем случае просто звучащее.
Система Nod Bang
Ещё одно устройство о звуках, причём дословно это не перевести. Идея заключается в том, что мы довольно часто киваем в такт музыке. Andrew Lee решил, что кивок может сам по себе быть музыкой, а точнее – битом.
Встроенный в наушники акселерометр реагирует на кивки головы, кнопки отвечают за различные биты, Arduino очищает и нормирует звук, а затем транслирует на комьютер через интерфейс MIDI USB. По умолчанию при кивке издаются звуки, как в метрономе, а кнопки светятся белым. Но если нажимать на них, то получится создать полноценный бит. Сами кнопки при этом будут, конечно же, красиво мигать.
«Обнимашкобот»
Если верить учёным, то для ощущения полного счастья нужно обниматься не менее 8 раз в день. Но когда ты снимаешь квартиру с чужой тётенькой или живёшь один, то развивается обнимашечный авитаминоз.
Дабы не беспокоить коллег и не кидаться на случайных прохожих, пользователь под ником [kaytdek] создал Hugbot – «обнимашкобота». Робот встретит с распростёртыми объятиями любого и при необходимости подарит гораздо больше обнимашек, чем гласит «дневная норма».
10 интересных вещей, которые можно сделать на Arduino
Красивые, полезные и странные — всё как мы любим.
Если у вас есть тяга к технологиям (или ребёнок с такой тягой), рассмотрите Arduino. Эта штука озадачит вас и ребёнка на много часов, а на выходе получатся удивительные проекты.
Что за Arduino
Arduino — это программируемый микроконтроллер. То есть это плата, на которую можно записать вашу программу, и эта плата сможет управлять другими штуками: например, зажечь лампочку, издать звук, включить электроприбор, измерить температуру, отправить СМС.
На самом базовом уровне Arduino просто отправляет и считывает электрические импульсы. Например, можно подключить к нему термометр, и Arduino сможет считать температуру в комнате. А потом, в зависимости от программы, отправить сигнал на устройство, которое включит вентилятор.
Или можно подключить к Arduino датчик углекислого газа. Arduino можно научить считывать показания датчика каждые пять минут и, когда уровень углекислого газа превышает норму, запищать, замигать лампочкой или с помощью серии моторчиков открыть окно.
К Arduino есть много плат расширения и датчиков. Сферы применения платы почти безграничны: автоматизация, системы безопасности, умный дом, музыка, робототехника и многое другое. Вот что можно делать на этой умной итальянской плате и на её российских и зарубежных клонах.
1. Робот-бармен с Bluetooth-управлением
Сложность: 4/5.
Время: 5/5.
Незаменимое устройство для любой вечеринки: работает от восьми батареек, готовит много коктейлей и управляется без проводов. В основе механического бармена — плата Arduino, приводы для позиционирования шейкера и подачи напитков, датчики положений.
Главная сложность при изготовлении — инженерная. Нужно точно прикрутить все детали и соединить их между собой, чтобы ёмкость оказывалась точно под нужными бутылками.
2. Светящийся куб на 512 светодиодов
Сложность: 3/5.
Время: 3/5.
Красивая штука, которая может светиться в такт музыке как трёхмерный эквалайзер и показывать 3D-анимацию. А ещё это может работать как необычный ночник.
Для сборки понадобится деревянное шасси с отверстиями, чтобы каждый ярус был таким же по размеру и форме, что и остальные. Число светодиодов в каждой грани выбрано не случайно: 8 ламп = 8-битная логика, самая простая в программировании и управлении через контроллер.
3. Взломщик кодовых замков
Сложность: 5/5.
Время: 4/5.
Этот проект разработал хакер Сэми Камкар, и мы приводим его только в демонстрационных целях. Для взлома, кроме платы Arduino, автор взял серво- и шаговый двигатели для перебора комбинаций и соединил всё на самодельном шасси из алюминия. В основе алгоритма — простой перебор всех комбинаций, но робот это делает быстрее человека.
4. Nod Bang — киваем головой и делаем бит
Сложность: 2/5.
Время: 3/5.
Идея в том, чтобы не просто кивать в такт музыке, а кивками самому генерировать звук. Эндрю Ли сделал специальное устройство, которое следит за положением головы и в момент наклона воспроизводит нужный звук.
В наушники он встроил акселерометр, кнопки отвечают за выбор звука, а Arduino — за воспроизведение звука на компьютере через MIDI-интерфейс. Чтобы всё выглядело эффектнее, у кнопок есть подсветка, и они тоже делают бит.
5. Поющее растение
Сложность: 2/5.
Время: 2/5.
По сути это терменвокс, который сделали в виде растения. Все остальные принципы работы остались теми же: звук возникает при движении рук, и разные движения генерируют разную мелодию.
Плата регистрирует изменение амплитуды сигнала, для чего автор использует самодельный сенсорный детектор для анализа прикосновений к цветку. Кроме этого понадобилась плата расширения Gameduino и сам цветок.
6. Замок, который открывается на секретный стук
Сложность: 3/5.
Время: 2/5.
Интересная вещь для тех, кто хочет поиграть в шпионов или пускать в комнату только своих друзей. Замок распознаёт стук по двери и сравнивает его с базовым звучанием, которое установил владелец. Если совпадает — приводы отодвигают замок и дверь открывается, если нет — ничего не происходит, можно постучать заново.
Чтобы установить новый стук на открытие, нужно зажать кнопку на ручке и постучать по двери новым способом. Пьезосенсор распознаёт вибрации и записывает их в память платы.
7. Горшок для цветов с автополивом
Сложность: 4/5.
Время: 3/5.
Полезный горшок для тех, кто забывает полить цветы перед отъездом или просто не знает, как часто надо их поливать. Вся электроника, насосы и ёмкость для воды находятся внутри горшка. Для каждого растения можно запрограммировать свой режим полива в каждом горшке.
Основные характеристики чудо-горшка:
8. Драм-машина
Сложность: 1/5.
Время: 2/5.
Простая драм-машина на Arduino. Проект интересен тем, что это не обычный перебор записанных семплов, а настоящая генерация звука с помощью встроенного железа. Ещё здесь есть анализатор спектра звука: через видеовыход можно посмотреть на диаграммы и частотные характеристики.
Математическая основа этого устройства — разложение в ряд Фурье, которое решается подключением стандартной библиотеки.
9. Шагающий робот
Сложность: 2/5.
Время: 1/5.
Простой в изготовлении четырёхногий робот, который шагает и самостоятельно преодолевает препятствия в сантиметр высотой.
Чтобы его сделать, вам понадобятся сервомоторы для ног, немного проволоки и любой пластик, из которого делается шасси. Для питания — аккумулятор любой модели, который крепится на спине робота.
10. Робот-пылесос
Сложность: 4/5.
Время: 5/5.
Дмитрий Иванов из Сочи собрал настоящий робот-пылесос, который делает всё то же самое, что и промышленные устройства, только с возможностью тонкой настройки под себя и свою квартиру.
Основные детали — плата Arduino, 6 инфракрасных датчиков, турбина с двигателем и щётками и аккумулятор. Ещё у робота есть датчики столкновения, которые помогают объезжать препятствия, и контроллер аккумулятора, который следит за уровнем батарей и предупреждает о том, что пылесос надо зарядить.
Забавные и полезные «ардуинные поделки»
Нужно сказать, что вместо оригинальных «ардуин» я предпочитаю использовать ESP32 dev board: при гораздо более низкой цене, они предоставляют намного большую функциональность. Как-то, я купил на «Алибабе» мелкооптовую партию в сто штук по неплохой цене, затем 80 продал на eBay, а 20 оставил себе для поделок и подарков увлеченных «ардуиненьем» друзьям и приятелям. ESP32 при этом обошлись мне бесплатно (даже что-то, вроде, заработал – но тут же потратил для закупки контроллеров, дисплеев etc. – на PayPal-е деньги на залеживаются).
Впрочем, все проекты, упомянутые в этой статье, очень легко портировать на оригинальные «ардуины».
Я не буду приводить в этой статье код, схематику, и использованные детали (BOM, bill of materials), поскольку все это есть в описании проектов на гитхабе, и нет смысла перегружать статью излишней информацией. Правда, все описания там на английском, но, поскольку это мой английский (говорю я on English, наверное, все-же намного понятнее, нежели пишу), то у вас проблем возникнуть не должно. Кроме того, там полно красочных картинок! Ну, а если будет что неясно, то спрашивайте по-русски тут или даже на гитхабе.
Итак, поделка №1: «Цифровой магический шар»
Как-то, борясь с «ковидной скукой», «наардуинил» вот такую электронную игрушку, цифровой «Magic 8 Ball». Если вы не видели подобный шар «вживую», то, должно быть, вспомните по великолепному фильму «Interstate 60» с Гэри Олдменом, Кристофером Ллойдом, Майклом Джей Фоксом и Джеймсом Марсденом.
Проект получился не очень сложный, но достаточно занимательный и «насыщенный» разными контроллерами. Исходные коды и схематика доступны на гитхабе.
Главные отличия от подобных проектов «magic 8 ball» (а их хватает) заключаются в многоязычности, реалистичной (если, конечно, это можно так назвать) анимации, голосовой поддержке и имплементацией нового (как я надеюсь) типа UI.
Прошу прощения за качество презентации, но я не только не видеоблогер, но даже и не учусь
Поделка №2: «умный» стартер мотора автомобиля
Уже весьма продолжительное время (более 18 лет), на всех моих автомобилях была установлена опция удаленного запуска двигателя. Получив и опробовав, в первый раз, эту опцию с Toyota Matrix, я, в дальнейшем, буквально требовал от дилеров установки подобной опции на всех машинах, что я покупал или брал в лиз (а подавляющее большинство из них были Nissan Altima разных лет, см. эту статью).
И, действительно, эта опция чрезвычайна удобна как зимой, в мороз, так и летом, в жару: можно из дому прогреть или охладить салон перед поездкой. Меня долго занимал вопрос: а возможно-ли этот процесс как-то автоматизировать (для меня было особенно важно из-за регулярных поездок в офис: утром, порой, просто «заматываешься» в спешке и забываешь нажать на кнопку)?
В результате, я решил остановиться на самом простом варианте – «тупом» и прямолинейном роботе-«кнопконажималке». Поскольку 3D принтером я до сих пор так и не обзавелся, поэтому конструкцию «робота» пришлось собирать из кусочков полудюймовой деревянной доски. Эти кусочки были надёжно скреплены шурупами, потом вся конструкция, в «истинных традициях» русских инженеров, была доведена до кондиции напильником (я не шучу!), покрашена и «финиширована» для приятных тактильных ощущений нашим «лучшим старым другом», черной изолентой. Кстати, в RL эта штука выглядит намного круче, чем на фотках.
В качестве главного «привода» был выбран сервомотор MG995 – крутящего момента у него хватит не только, чтобы нажать на кнопку, но и намного больше. Второе достоинство данного «серва», что для управления им практически ничего не нужно – только подключить control wire к нужному пину dev board, а для питания и земли подойдет обычный 5-вольтовый блок (т.е. не нужны платы ни бриджей, ни драйверов).
К слову сказать, конструкция в общем получилась, как любят говорить американцы, «solid as a rock» («твердая, как скала»). И работает, как хорошие часы: очень крепкая, надежная и софт не глючит.
Изначально я подумывал о простой «тупой нажималке», которую потом можно было-бы интегрировать в openHAB (ну, или другой проект “Smart Home”). Но потом еще подумал: «У меня в распоряжении есть мощный SoC, с достаточным количеством памяти и Wi-Fi, так в чем же дело?!» и засел ваять «умную программку».
Эту программку вы можете найти вот тут.
Как она работает (вкратце): стартует web server, через который доступна страница конфигурации. Поскольку я решил обойтись «минималистическим решением», и не добавлять ни контроллер real time clock, ни temperature sensor, требуется подключение к интернету через Wi-Fi. Программа синхронизирует время с NTP сервером (я использую time.google.com), а «забортную» температуру получает от openweathermap.org (это абсолютно бесплатно, нужно просто зарегистрировать эккаунт). В назначенное время программка «командует» мотору «нажать» сначала кнопку «close doors», а потом «engine start» (такую последовательность предусмотрел Nissan). Для других производителей автомобилей, вы можете легко изменить эту последовательность (но, AFAIK, у всех она примерно одинаковая).
Самое обидное, что из-за проклятого COVID-19, и, соответственно, работы из дому, мне так и не довелось воспользоваться в «штатном режиме» этой нетривиальной разработкой, ну, а сейчас уже поздно. Впрочем, выбрасывать я ее не собираюсь: кто знает, может, через полтора года и пригодится
Поделка №3: «умный» Wi-Fi ремоут для «глупых» устройств с инфракрасными пультами
Там же лежит крохотный snippet, для чтения IR кодов с реальных пультов.
Код до неприличия простой и прямолинейный; даже у людей с минимальным опытом «ардуиненья» не должен вызывать вопросов.
Интеграция с Google Home (или Alexa, или Siri) самая простецкая, через io.adafruit и ifttt.com (т.е. мы добавляем не, собственно, smart device, а лишь actions), но работает, на удивление, весьма неплохо. Думаю, что поддержку smart home можно «запилить» и через более «правильную» интеграцию, но лично мне это пока не интересно, да, и если честно сказать, не особо нужно – «работает – не трогай! (с) «Первая Заповедь Программиста»
Инструкции по интеграции смотрите вот тут, там все очень просто.
Вот, собственно, пока и все на сегодня. Впрочем, среди моих других проектов на гитхабе вы, возможно, сможете найти еще что-нибудь интересное. Ну, и у меня вообще есть много забавных проектов, но не все пока выложено на гитхаб. Если вам не лень, то «простарьте» понравившиеся вам проекты – всего лишь клик мышкой, а мне приятно!
Дата-центр ITSOFT — размещение и аренда серверов и стоек в двух дата-центрах в Москве. За последние годы UPTIME 100%. Размещение GPU-ферм и ASIC-майнеров, аренда GPU-серверов, лицензии связи, SSL-сертификаты, администрирование серверов и поддержка сайтов.
10 интересных проектов для Ардуино
Arduino – это универсальная платформа для самоделок на микроконтроллерах. К ней есть множество шилдов (плат расширения) и датчиков. Это многообразие позволяет сделать целый ряд интересных проектов, направленных на улучшение вашей жизни и повышение её комфорта. Сферы применения платы безграничны: автоматизация, системы безопасности, системы для сбора и анализа данных и прочее.
Из этой статьи вы узнаете, что можно сделать интересного на Ардуино. Какие проекты станут зрелищными, а какие полезными.
Что можно сделать с помощью Arduino
Робот пылесос
Уборка в квартире – рутинное занятие и малопривлекательное, тем более на это нужно время. Сэкономить его можно, если часть хлопот по дому возложить на робота. Этого робота собрал электронщик из г. Сочи – Дмитрий Иванов. Конструктивно он получился достаточно качественным и не уступает в эффективности заводским аналогам.
Для его сборки вам понадобятся:
1. Arduino Pro-mini, или любая другая подобная и подходящая по размерам.
2. USB-TTL переходник, если вы используете Pro mini. Если вы выбрали Arduino Nano, то он не нужен. Он уже установлен на плате.
3. Драйвер L298N нужен для управления и реверсирования двигателей постоянного тока.
4. Маленькие двигателя с редуктором и колесами.
6. Двигатель для турбины (побольше).
7. Сама турбина, а вернее крыльчатка от пылесоса.
8. Двигателя для щеток (небольшие).
9. 2 датчика столкновения.
10. 4 аккумулятора 18650.
11. 2 преобразователя постоянного напряжения (повышающий и понижающий).
13. Контроллер для работы (заряда и разряда) аккумуляторов.
Система управления выглядит следующим образом:
А вот система питания:
Подобные уборщики развиваются, модели заводского изготовления обладают сложными интеллектуальными алгоритмами, но вы можете попытаться сделать свою конструкцию, которая не будет уступать по качеству дорогим аналогам.
Управление RGB-лентой со смартфона и Arduino
RGB-ленты способны выдавать световой поток любого цвета, в них обычно используются светодиоды в корпусе которых размещено три кристалла светящиеся разным цветом. Для их управления продаются специальные RGB-контроллеры, их суть заключается в регулировании тока подаваемого на каждый из цветов светодиодной ленты, следовательно – регулируется интенсивность свечения каждого из трёх цветов (отдельно).
Вы можете сделать своими руками RGB-контроллер на Ардуино, даже более того, в этом проекте реализовано управление через Bluetooth.
На фото приведен пример использования одного RGB-светодиода. Для управления лентой потребуется дополнительный блок питания на 12В, тогда ШИМ-выходы Arduino будут управлять затворами полевых транзисторов включенных в цепь. Ток заряда затвора ограничен резисторами на 10 кОм, они устанавливаются между пином Ардуино и затвором, последовательно ему.
Автор использовал для связи со смартфоном Bluetooth, для этого был куплен модуль HC-05.
Научитесь разрабатывать устройства на базе микроконтроллеров и станьте инженером умных устройств с нуля: Инженер умных устройств
Пульт управления на базе Arduino и смартфона
С помощью микроконтроллера можно сделать универсальный пульт дистанционного управления управляемый с мобильного телефона.
Для этого понадобится:
Arduino любой модели;
Bluetooth-модуль HC-05 или HC-06.
Проект может считывать коды с заводских пультов и сохранять их значения. После чего вы можете управлять этой самоделкой через Bluetooth.
Система распознавания лиц и слежения за ними
Веб-камера устанавливается на поворотный механизм. Её подключают к компьютеру, с установленным программным обеспечением. Оно базируется на библиотеке компьютерного зрения – OpenCV (Open Source Computer Vision Library), после обнаружения программой лица, координаты его перемещения передаются на плату Arduino через USB-кабель.
Ардуино даёт команду приводу поворотного механизма и позиционирует объектив камеры. Для движения камеры используется пара сервоприводов.
На видео изображена работа этого устройства.
Следите за своими животными!
Идея заключается в следующем – узнать, где гуляет ваше животное, это может вызвать интерес для научных исследований и просто для развлечения. Для этого нужно использовать GPS-маячок. Но чтобы хранить данные о местоположении на каком-нибудь накопителе.
При этом габариты устройства здесь играют решающую роль, поскольку животное не должно ощущать от него дискомфорт. Для записи данных можно использовать Arduino шилд для работы с картами памяти формата Micro-SD.
Ниже приведена схема оригинального варианта устройства.
В оригинальной версии проекта использовалась плата TinyDuino и шилды к ней. Если вы не можете найти такую, вполне можно использовать маленькие экземпляры Arduino: mini, micro, nano.
Для питания использовался элемент Li-ion, малой ёмкости. Маленького аккумулятора хватает примерно на 6 часов работы. У автора в итоге все поместилось в обрезанную баночку из-под тик-така. Стоит отметить, что антенна GPS должна смотреть вверх, чтобы получать достоверные показания датчика.
Взломщик кодовых замков
Для взлома кодовых замков с помощью Ардуино понадобятся серво- и шаговый двигатель. Этот проект разработал хакер Samy Kamkar. Это достаточно сложный проект. Работа этого устройства изображена на видео, где автор рассказывает все подробности.
Конечно, для практического применения такое устройство вряд ли подойдет, но это отличный демонстрационный.
Ардуино в музыке
Это скорее не проект, а небольшая демонстрация какое применение нашла эта платформа у музыкантов.
Драм машина на Ардуино. Примечательна тем, что это не обычный перебор записанных сэмплов, а, в принципе, генерация звука с помощью «железных» приспособлений.
Анализатор спектра звука, с видео выходом.
Транзистор NPN-типа, например 2n3904 – 1 шт.
Резистор 1 кОм (R2, R4, R5) – 3 шт.
Электролитический конденсатор 3.3 мкФ – 1 шт.
Для работы проекта потребуется подключение библиотеки для быстрого разложения в ряд Фурье.
Это достаточно простой и интересный проект из разряда «можно похвастаться перед друзьями».
Пошаговое обучение программированию и созданию устройств на микроконтроллерах AVR: Программирование микроконтроллеров для начинающих
3 проекта роботов
Робототехника – одно из интереснейших направлений для гиков и просто любителей сделать что-нибудь необычное своими руками, я решил сделать подборку из нескольких интересных проектов.
BEAM-робот на Ардуино
Для сборки четырёхногого шагающего робота вам понадобятся:
Для движения ног нужны сервомоторчики, например, Tower Hobbies TS-53;
Кусок медной проволоки средней толщины (чтобы выдерживала вес конструкции и не гнулась, но и не слишком толстой, т.к. не имеет смысла);
Для шасси в проекте указано, что использовалась Рамка Sintra. Это что-то вроде пластика, он сгибается в любую форму при нагревании.
В результате вы получите:
Примечательно то, что этот робот не ездит, а шагает, может перешагивать и заходить на возвышения до 1 см.
Робот fijibot с функцией самоподзарядки
Этот проект мне, почему-то, напомнил робота из мультфильма Wall-e. Его особенностью является использование солнечной батареи для зарядки аккумуляторов. Он перемещается подобно автомобилю, на 4-х колесах.
Его составляющие детали:
Пластиковая бутылка подходящего размера;
Солнечная панель с выходным напряжением в 6В;
В качестве донора колес, двигателей и других деталей – машинка на радиоуправлении;
Два сервопривода непрерывного вращения;
Два обычных сервопривода (180 градусов);
Держатель для батареек типа АА и для «кроны»;
Светодиоды, фоторезисторы, постоянные резисторы на 10 кОм – всего по 4 штуки;
Вот основа – плата Ардуино с прото-шилдом.
Вот так выглядят запчасти от радиоуправляемой машины – колеса.
Конструкция почти в сборе, датчики установлены.
Суть работы робота заключается в том, что он едет на свет. Обилие фоторезисторов нужно ему для навигации.
Художник из деталей от CD-приводов
Это скорее ЧПУ станок, чем робот, но проект весьма занимательный. Он представляет собой 2-х осевой станок для рисования. Вот перечень основных компонентов, из которых он состоит:
(DVD)CD-приводы – 2 шт;
2 драйвера для шаговых двигателей A498;
Источник питания 12В;
Шариковая ручка, и другие элементы конструкции.
Из привода оптических дисков используется блоки с шаговым двигателем и направляющей штангой, которые позиционировали оптическую головку. Из этих блоков извлекают двигатель, вал и каретку.
Управлять шаговым двигателем без дополнительного оборудования у вас не выйдет, поэтому используют специальные платы-драйверы, лучше, если на них будет установлен радиатор двигателя в момент пуска или смены направления вращения.
Полный процесс сборки и работы показан на этом видео.
Смотрите также 16 лучших Arduino проектов от AlexGyver:
Заключение
В статье рассмотрена лишь малая капля из всего того, что вы можете сделать на этой популярной платформе. На самом деле всё зависит от вашей фантазии и задачи, которую вы ставите перед собой.
