Arduino: как конструктор может развлечь и помочь при отключениях света

Arduino – это аппаратно-программный комплекс для создания электронных устройств своими руками, от игрушек-роботов до системы "умный дом". Этот конструктор завоевал популярность благодаря простоте и понятному для пользователя интерфейсу, его использование не требует глубоких знаний в электронике или программировании.

Принцип сборки конструктора следующий: пользователь монтирует схему нужного ему устройства вокруг специальной платы Arduino, после чего программирует плату под свои задачи: собственноручно, либо загружает специальную программу – скетч с готовым программным кодом.

"Железо" Arduino – печатная плата с центральным микроконтроллером и вспомогательными компонентами на борту. В зависимости от объема флеш-памяти на чипе (32-512 КБ), оперативной памяти (2-32 КБ) те быстродействия (16-84 МГц) плата Arduino может стоить 160-1800 грн.

Собранная и запрограммированная схема на Arduino обычно обходится дороже аналогичного фабричного изделия и может иметь худший товарный вид. Однако решения на платформе Arduino могут стать актуальными при изготовлении редких электронных устройств, которые просто не производятся серийно, их невозможно купить в Украине, либо же они стоят слишком дорого. 

В условиях российского вторжения в Украину и аварийных отключений энергоснабжения, вызванного обстрелами энергосистемы страны, следует отметить несколько решений, которые помогут пережить блэкаут:

FM-радиоприемник

В случае полного блэкаута, когда сроки восстановления энергосистемы сложно прогнозировать, смартфоны, ноутбуки и пауэрбранки, вероятнее всего, разрядятся за несколько дней. Чтобы получить доступ к текущим новостям в условиях отсутствия электричества, эксперты советуют гражданам запастись FM-радиостанцией. Ее можно приобрести в готовом виде, как вариант – приобрести DIY -конструктор (более простой вариант за 78 грн и более сложная схема за 228 грн для тех, кто умеет держать в руках паяльник) для сборки собственноручно. или самостоятельно закупить необходимые модули.

Есть достаточно много вариантов, как собрать FM-радио на Arduino. Издание Delo.ua советует схему от сайта arduinka.biz.ua, построенную на тюнере RDA5807m.

Чтобы собрать FM-радио, стоит купить:

• Тюнер RDA5807m - 26 грн;
• Плату Arduino UNO - 203 грн;
• Усилитель PAM8403 2x3Вт с регулятором - 37 грн;
  
• Дисплей Nokia 5110 LCD с подсветкой - 100 грн;
  
• Два динамика - 66 грн;
• Антенну телескопическую - 50 грн;
• Батарейный отсек - 11 грн;
  
• Кнопки, резисторы, проводку, паяльные материалы - 23 грн.

Суммарно радиостанция с дисплеем обойдется в 510 грн, хотя можно и сэкономить, выбросив из схемы экран (тогда исчезнет возможность отображения данных об FM-станции). Лучший вариант – иметь доступ к 3D-принтеру, чтобы распечатать пластиковый корпус для радиостанции и закрепить в нем кнопки и дисплей.

После сбора прибора его нужно запрограммировать, залив в плату Arduino соответствующую программу-скетч. Скетчи можно скачивать в интернете и редактировать под собственные нужды. Программу для управления этим радиоприемником можно скачать здесь.

Оповещение в Telegram об отключении света

Пользователь Антон Гайдай выложил на GitHub код для устройства, информирующего жителей его общины об исчезновении и включении света в домах, заживленных на одну линию.

Проект базируется на китайской плате-аналоге Arduino esp32, а код для нее написан в PlatformIO – open-source экосистеме для разработки проектов на Arduino. Скачать его можно здесь.

Для сборки устройства понадобятся следующие модули и детали:

• Плата ESP32, используется из-за наличия в ней Bluetooth-модуля, в отличие от Arduino. Цена - 235 грн;
• Модуль зарядки TC4056 - 11 грн;
• Два стабилизатора напряжения MCP1700-3302E – 14 грн за пару;
• Два резистора: R1 = 1K, R2 = 2K, электролитический конденсатор на 1000 мкФ, керамический конденсатор на 100 нФ, всего 15 грн;
• Кабель MicroUSB.
  

Таким образом, для создания извещателя реально уложиться в 275 грн. Принцип работы данного сборника заключается в отслеживании наличия Wi-Fi соединения в доме – когда "ложится" интернет, телеграмм-бот делает вывод об отключении света и извещает об этом подписчиков канала. Электронная инфраструктура с аккумулятором необходима для обеспечения работоспособности платы, которая должна отправить сигнал при отсутствии электропитания.

Зарядное устройство для аккумуляторов

Зарядное устройство под управлением Arduino, вероятно, может быть менее удобным, чем фабричное зарядное устройство, но самодельная схема позволяет заряжать аккумуляторы с нетипичными размерами, емкостью и вольтажом, которые могли накопиться в хозяйстве у украинцев еще с прошлогодних отключений света.

Следует учитывать, что для каждого типа батареи используются разные химические процессы, поэтому каждый тип аккумулятора нужно заряжать по-разному. Приведенная схема позволяет заряжать самые распространенные никель-металл-гидридные (NiMH) батареи, но в интернете можно найти и другие варианты зарядок. Типоразмер батареи тоже не имеет значения, в схеме использован батарейный отсек типа АА, но в самодельной схеме можно предусмотреть любые параметры батареи.

Для ее сборки требуются следующие модули:

• Микроконтроллер Arduino UNO - 203 грн;
• Батарейный отсек - 11 грн;
• Резистор мощности 10 Ом, резистор 1 МОм, конденсатор 1 мкФ – 7 грн;
• Мосфет IRF510 - 30 грн;
• Датчик температуры TMP36 - 60 грн;
• Регулируемый источник питания 5В- 100 грн.

Таким образом, аккумуляторная зарядка с возможностью модификации под другие типы аккумуляторов будет стоить немногим более 400 грн. Скретч-программу для этой сборки можно загрузить по этой ссылке .

Что еще можно сделать на Arduino?

В условиях российского вторжения в Украину модульные схемы активно используются украинскими военными и гражданскими организациями. На Arduino можно делать следующие проекты:

• дроны, квартокоптеры и FPV-дроны, построенные на модулях Arduino;
• робототехника для разминирования – именно на этой платформе можно строить дешевые решения для обследования полей;
• камеры наблюдения и системы безопасности;
• построение системы "умного дома", когда пользователь может управлять всеми параметрами своего дома, включая время работы газового нагревателя воды, бойлера или установку режима работы электроприборов и др.