Курс Arduino — Модули
Доброго времени суток!
Это вторая часть курса молодого бойца в мире Arduino. Чтобы понимать все то, о чем мы с вами будем говорить, советую ознакомиться с первой частью.
Во второй части курса мы познакомимся с различными датчиками, научимся их использовать, соберем несколько небольших устройств, поработаем в среде Processing, научимся связывать наши устройства с компьютером и смартфоном и ещё много всего интересного.
Датчик-модуль
Главная идея платформы Arduino в ее модульности. Почти все компоненты выполнены в виде плат расширения, которые можно вставить друг в друга, а датчики выполнены в виде модулей, обычно с тремя выводами.
Итак, начнем со знакомства с различными датчиками. В первом уроке я не буду показывать, что можно придумать с этими датчиками, этим мы займемся в следующих уроках.
Дальномеры
Ниже представлены два типичных представителя этого класса.
Ультразвуковой дальномер HC-SR04
Ультразвуковой дальномер – работает по принципу “летучей мыши”. Он посылает ультразвуковую волну и считает время, за которое волна возвратится. Зная скорость звука и время, за которое волна пришла обратно, можно рассчитать расстояние до объекта.
Этот дальномер идеален для начинающего – широкий диапазон измерений (от 2 до 400 см) и невысокая цена (на AliExpress 60Р за штуку).
Инфракрасные дальномеры Sharp
Это один из представителей линейки инфракрасных дальномеров Sharp. Его рабочий диапазон измерений от 20 до 150 см. Его отличие от других дальномеров линейки в диапазоне измерений. В ней присутствуют диапазоны: 10- 80 см, 4-30 см.
Цена таких датчиков выше, чем у звуковых дальномеров. За дальномер с диапазоном от 20 до 150 см придется выложить около 500 рублей на AliExpress.
Какой выбрать?
При выборе дальномера следует руководствоваться особенностями использования ИК и ультразвуковых датчиков. Знание законов физики в отношении света и звука сразу дает представление об этих особенностях.
Так как ИК дальномер использует свет, его не следует использовать для определения расстояния до светопоглощающих и прозрачных объектов.
А ультразвуковой дальномер не может точно определить расстояние до объектов со сложной геометрией или звукопоглощающих материалов.
Хочешь использовать дальномер в качестве датчика движения? Используй ИК дальномер. Если нужно измерить расстояние, скажем, до кошки – используй ИК дальномер, а если до стены – ультразвуковой. Если нужно сделать парктроник (чем мы, кстати, скоро займемся) – используй ультразвуковой дальномер. Для робота, огибающего препятствия подойдет ИК дальномер, а для радара – ультразвуковой.
Датчики климата
Термометр
Этот термометр на основе микросхемы DS18B20 выполнен в форм-факторе модуля Arduino. С его помощью можно измерять температуру в диапазоне от -55 до +125 °C. Ссылка на AliExpress.
А это тот же датчик, лишь выполненный в изолированном корпусе. Если ты хочешь использовать датчик на улице или в воде – это отличное решение. А ещё этот датчик подключается по 1Wire технологии. Что это такое мы рассмотрим немного попозже.
Температура и влажность
А это датчик, который может определять температуру в диапазоне от 0 до +50 °C и влажность от 20 до 90%.
Его можно поставить в комнате или теплице и с помощью него управлять климатом. Ссылка на AliExpress
Барометр
Это датчик-барометр. С его помощью можно определить атмосферное давление от 30 до 110 кПа.
Может использоваться в собственноручно изготовленной метеостанции. Ссылка на AliExpress
Датчик влажности почвы
Этот датчик, если его воткнуть в землю, может сообщать о влажности среды, в которой находится. Его можно использовать в теплице для автоматизированного полива растений.
Датчики для роботов
Датчик линии
Это датчик линии. Он может отличать черное от белого. Бывают цифровые и аналоговые датчики. С помощью аналогового датчика можно худо-бедно различать цвета. Для лучшего выполнения этой задачи есть специальные датчики цвета.
IMU- сенсор
Это IMU — сенсор на 9 степеней свободы. В него встроен акселерометр, гироскоп и компас.
С помощью этого датчика можно создать балансирующего робота, POV строку или задать систему координат для робота и научить его находить «дом»
Джойстик
Каждому любителю поиграть в игры знаком этот модуль и в представлении он не нуждается. С помощью него можно управлять движением робота или поиграть в игры. Ссылка на AliExpress
Датчики связи
Bluetooth HC06
С помощью этого модуля можно организовать беспроводную связь устройства с компьютером, телефоном, с другим устройством. У HC06 4 вывода:
- GND — Земля
- +5V – напряжение в 5 вольт
- RX – прием данных. Подключается к TX микроконтроллера
- TX – передача данных. Подключается к RX микроконтроллера
Bluetooth Bee
Это модифицированный HC06. 11 из его выводов можно использовать как PIO line (Программируемая линия входа/выхода) по-другому — GPIO.
Ethernet-shield
Этот шилд насаживается сверху на Arduino UNO и дает возможность реализовать концепцию интернета вещей. Ссылка на AliExpress
Приемник и передатчик на частоте 433 МГц
С помощью этого приемо-передатчика можно организовать связь нескольких устройств. Он не зависит от микроконтроллера и готов к работе сразу после подключения. Минусом является то, что протокола передачи тут нет, поэтому можно передавать лишь бинарные данные.
GPRS Shield
Этот шилд также вставляется в Arduino, как и Ethernet шилд. Он позволяет общаться с устройствами с помощью сотовой связи. Теперь отсутствие интернета не сможет помешать узнать погоду дома, пока мы в отъезде.
“Другой” Arduino
Arduino Mini
Это уменьшенная версия платы Arduino. Она пригодится для проектов, где даже не самая большая Arduino UNO не будет подходить по размеру. Ссылка на AliExpress
Strela
Эта плата объединяет в себе все, что нужно начинающему робототехнику. Там есть разъем под Bluetooth Bee, два вывода для моторов, несколько разъемов для 3-хпроводных шлейфов, разъем под ИК приемник.
Вывод
Я познакомил вас с некоторыми Arduino- совместимыми датчиками и шилдами. В этом списке я описал те вещи, что понадобятся нам во второй части, почти все. Время изучить их более подробно, а начнем мы с дальномеров.