ARDUINO KIT

Ардуино – это платформа, с удобной и простой архитектурой и программными кодами для разработки и конструирования электронных устройств. Одним из наборов для начинающих является Ардуино RFID Kit, содержащий основные компоненты конструктора.

Для удобства транспортировки и использования набор помещен в компактный пластиковый контейнер с защелками. Содержимое аккуратно уложено на два лотка, расположенных друг над другом. Внутри каждого лотка имеются пластиковые перегородки.

Набор включает основные элементы, в том числе макетную плату и плату Arduino Uno R3, различные датчики,  резисторы и диоды.

Полная комплектация с подробным описанием каждого элемента набора сведена в таблицу.

Arduino KIT – набор, который включает основные модули и элементы конструктора, дающего возможность новичку познакомиться с электроникой, и начать работать в среде Ардуино. Входящие в него компоненты обеспечат создание различных схем и макетов, воплощая идеи в реальность. Комплектации будет достаточно для освоения первых уроков конструирования, без поиска дополнительных элементов для создания проектов. Наборы KIT значительно упрощают жизнь ардуинщикам, которые только познают азы робототехники, и делают процесс разработки и создания интересным и увлекательным.

Заказывался набор на «АлиЭкспресс», а именно вот здесь https://aliexpi.com/O4Yw. Спустя пару недель ожидания он наконец пришел.

Его стоимость около 1700 рублей, доставка бесплатная. На «Али» есть много подобных наборов, но я выбрал именно этот только потому, что была возможность отправки из РФ, но, к сожалению, трек-номер, который прислал продавец не работал, в остальном проблем не возникло.

Рекомендуем посмотреть видео версию:

Что в наборе

В посылке меня ждал добротный кейс-органайзер из толстого пластика. Он надежно закрывается двумя защелками, состоит из двух уровней, что позволяет более рационально сортировать его содержимое.

Открываем его и видим памятку, на которой изображены и подписаны все компоненты набора, памятку для определения номиналов резисторов, визитку диск, судя по тому, что на нём написано — там программы, библиотеки и какие-то уроки. Кстати, QR-код на диске ведёт на облако, где можно скачать содержимое диска, если у вас нет оптического привода.

Дальше нас встречает крупная коробка, а в ней беспаечная макетная плата. Она нужна для сборки различных схем с помощью перемычек, и, как видно из названия, без применения паяльника. Это очень удобно при обучении, во-первых, из-за простоты и скорости сборки, а во-вторых, вы не перегреете детали и не оторвете дорожек от плат. Плата разделена на три части. По краям расположены выводы для подключения питания, а посередине часть для сборки схем. На следующем рисунке вы видите, как они соединяются между собой.

Для питания схем, собранных на макетной плате в наборе есть преобразователь питания с двумя выходными напряжениями (3.3 и 5 вольт). Он легко устанавливается на плату и у него довольно простое устройство. Для формирования нужных напряжений используются линейные стабилизаторы AMS1117, а напряжения переключаются с помощью двух перемычек. То есть вы можете одни пару шин использовать для одного напряжения, а другую для другого, что крайне удобно, если часть модулей проекта питается от 3.3 вольт, а такое периодически встречается.

На верхнем уровне набора дальше идет в основном мелочевка, например, семисегментные индикаторы. В набор их входит пара, один четырёх разрядный, а другой одноразрядный.

Дальше мы видим датчик звука или шума, синий прямоугольник — это многооборотный подстроечный резистор, для регулировки чувствительности. У него есть аналоговый (AO) и цифровой выход (DO). Его можно использовать в проектах типа хлопкового выключателя или акустического датчика движения для управления освещением. Кстати, датчик построен на базе сдвоенного компаратора напряжения LM393.

Чтобы мы научились управлять двигателями постоянного тока нам положили небольшой коллекторный моторчик, такой как устанавливается в детских игрушках. К нему припаяны провода со штырьковыми наконечниками для подключения к макетной плате или в другой разъём типа dupont. Забавно, что к нему в комплект положили небольшой пропеллер, видимо, чтобы можно было наблюдать, как происходит управление электродвигателем и изменение скорости его вращения.

Для подключения кнопок, светодиодов, транзисторов к пинам микроконтроллера есть целый набор из 100 резисторов (10 номиналов по 10 штук). Номиналы, согласно описи набора с сайта продавца следующие: 10 Ом, 100 Ом, 220 Ом, 330 Ом, 1 кОм, 2 кОм, 5.1 кОм, 10 кОм, 100 кОм, 1 Мом. Но их соответствие мы проверим по мере изучения и сборки проектов из этого набора.

Ну а для удобной сборки проектов здесь есть перемычки типа «папа-мама», в виде шлейфа и перемычки типа «папа-папа», последние просто связаны в пучок.

Следующий у нас — модуль HC-SR04. Это ультразвуковой дальномер. Принцип его работы основан на принципе эхолокации, то есть у нас есть излучатель и приемник отраженного от объекта сигнала. У него четыре вывода — два для подключения питания и два сигнальных. Характеристики у него следующие:

• напряжение питания: 5 В;
• потребление в режиме тишины: 2 мА;
• потребление при работе: 15 мА;
• диапазон расстояний: 2–400 см;
• эффективный угол наблюдения: 15°;
• рабочий угол наблюдения: 30°;

Для управления нагрузкой, которая питается от сети 220В в наборе есть небольшое реле для монтажа на печатную плату. Его маркировка — SRD-05VDC-SL-C, из него мы видим, что номинальное напряжение управления (катушки) – 5 Вольт постоянного тока. У него есть 1 группа переключающих контактов (нормально-замкнутый и нормально-разомкнутый) Максимальный коммутируемый ток — 10А, а напряжение — 250 вольт переменного тока.

В наборе есть DHT-11 — модуль температуры и влажности. С его помощью можно собрать простую метеорологическую станцию и отправлять с неё данные на компьютер или выводить на дисплей, подключенный непосредственно к Arduino. Странно, что модуль припаян к плате под углом, выводы обрезаны так, что его нельзя положить на плату горизонтально. Он состоит из термистора и емкостного датчика влажности.

Следующим в наборе идёт Датчик уровня воды. Он представляет собой плату с печатными проводниками, уровень воды измеряется посредством измерения проводимости среды между печатными проводниками. Чем большую часть проводников покрывает вода, тем больше проводимость между ними.

В наборе есть два пакетика с мелочевкой, в них лежат:

• Светодиоды белого, желтого, синего, зеленого и красного цветов по 5 штук каждого и один RGB светодиод.
• Пара полупроводниковых выпрямительных диодов.
• Термистор.
• 2 фоторезистора.
• 2 биполярных NPN-транзисторов типа 2222а.
• 2 микросхемы — сдвиговый регистр 74HC595 (с его помощью можно «увеличивать» количество пинов, например, при подключении группы светодиодов или семисегментных индикаторов) и драйвер для двигателей постоянного тока  (двухканальный, в нём два H-моста, благодаря чему возможно реверсирование и регулировка оборотов двух двигателей, а также подключение шаговых двигателей).
• Потенциометр.
• SW-520D — датчик наклона и вибрации, внутри него пара контактов и шарик, слышно его дребезжание если слегка потрусить. При наклоне шарик просто замыкает контакты.
• Два буззера (пищалки) — активная и пассивная.
• Микропереключатели (кнопки).

На втором уровне кейса нас встречает шаговый двигатель. Его используют там, где нужно точное позиционирование рабочего органа в пространстве, например, ЧПУ-станки, 3д-принтеры, спидометры. Для него также в наборе есть драйвер, построенный на микросхеме ULN2003A. Разъём на драйвере и штекер шагового двигателя унифицированы, что обеспечивает удобное подключение.

Особенности драйвера:

• номинальный ток коллектора одного ключа — 0,5А;
• максимальное напряжение на выходе до 50 В;
• защитные диоды на выходах позволяют работать на индуктивную нагрузку — реле, двигатели и пр.

Переходим непосредственно к плате Arduino UNO R3. К моему удивлению, она выполнена качественно, плохой пайки и несмытого припоя я не увидел, сердце платы — традиционный микроконтроллер ATmega328P, установленный в панельке, а качестве USB-UART преобразователя использует микросхема ATmega16U2, а не с CH340 как в большинстве китайских плат. К сведению, это часть схемы, которая отвечает за связь микроконтроллера с компьютером по USB. В комплекте идёт синий экранированный USB-шнурок, не слишком длинный, зато гибкий и качественный. Плата работает, при подключении питания мигает штатный светодиод (который к 13 порту подключен, видно в правой верхней части иллюстрации), что говорит о том, что выполняется предустановленный код мигалки.

В набор входит и один шилд для прототипирования и сборки схем, он представляет собой плату, которая устанавливается в разъёмы Ардиуно, на самом шилде есть пятачки для пайки, а также макетная плата. Также на нём продублированы все пины платы и есть кнопка сброса. Одной из особенностей Arduino является модульность, благодаря тому, что на шилдах также расположены разъёмы, которые дублируют разъёмы первой платы, вы можете установить много шилдов, получив таким образом своеобразный бутерброд.

Осталось совсем немного деталей, поэтому переходим дальше. жидкокристаллический дисплей с подсветкой. Он может отображать две строки по 16 символов, это говорится в маркировке «1602». С обратной стороны платы припаяна плата управления, на которую подаётся питание и сигнал. С одной из сторон дисплея располагается светодиод подсветки.

Следующая крупная деталь из набора — это клавиатура с гибким шлейфом. На его конце припаяны разъёмы типа «мама», что опять-таки позволяет удобно подключать её к Arduino.

Есть еще один двигатель — это сервопривод, достаточно популярная модель, самая маленькая и дешевая SG90. Его вал вращается на 180 градусов, и при таких небольших размерах развивается усилие на валу до 1.2кг/см. В комплекте идут различные адаптеры для подключения к механизмам.

Для освоения дистанционного управления нам положили ИК-пульт и модуль с ИК-приёмником. Кстати, поставляется без батареек.

Осталось 2 элемента в наборе — провод для подключения питания от кроны к плате Arduino или к источнику питания для макетной платы и джойстик.

Джойстик выполнен качественно, двигается по двум осям, есть микропереключатель (помечен стрелкой), так что он реагирует и на нажатия. Грибок выполнен из приятного прорезиненного материала, довольно плотный, напоминает стики от старых джойстиков PS2. Чтобы не было прокручиваний джойстика, посадочное место прямоугольной формы, такой же формы и шток, на который он надевается.

Заключение

Мне этот набор понравился. Все компоненты выполнены качественно, хотя часто в китайских модулях можно увидеть остатки немытого флюса и плохую пайку. Визуально здесь этого нет. Главным недостатком я отмечу то, что на некоторых элементах погнуты вывода, но их можно легко выправить пинцетом.

Безусловно заказать все эти детали отдельно будет дешевле, но такой набор позволяет начинающему получить всё необходимое и незамедлительно приступить к обучению.

Когда я начала заниматься Ардуино, мне казалось, что весь мир только и делает, что занимается тем же. На самом деле оказалось, что, как и мне, многим просто трудно начать, «въехать» в саму тему. Поэтому я решила написать быстрый гайд для того, чтобы вы сразу могли взять несколько компонентов и попробовать эту игрушку. Вероятно, после прочтения, вы даже сразу во многом поймёте что к чему и без моих будущих постов. Итак.Если вы не попробовали Ардуино только потому, что не можете начать, не зная что к чему, я сейчас спасу вас. Ардуино — это просто, как конструктор Lego. Но когда его начинают объяснять, то всплывает куча баззвордов: среда разработки, железо, камень, прошивка, библиотека, драйвер, скетч, исполняемый файл, компоненты, навыки программирования, программно-аппаратная часть, ардуино-совместимая платформа… Да тут кто хочешь с ума сойдёт, надо же так усложнять простой набор игрушек для детей! =) На самом деле всё просто: у нас есть сама Ардуино — это мозг наших будущих игрушек, которые мы с ней соберём. У нас есть две готовых шилды на выбор. Почему? Мы сейчас «воткнем» Ардуину в одну шилду, посмотрим, как она работает, а затем перепрограммируем и воткнём в другую — и снова убедимся, что работает. Так нам сразу станет понятно, и мы сможем двигаться дальше — благо направлений развития вместе с Ардуиной — много.Первая шилда — супер-интересная. Из неё мы сделаем радио, о котором я ещё много расскажу, но не сейчас. Набор хорош тем, что в нём множество компонентов и можно по-разному надстраивать конечную функциональность устройства. Но это всё потом. Ардуино в этом наборе уже есть, поэтому её не надо покупать отдельно. Вторая шилда — супер-красивая. Ею мы уютно и замысловато осветим наш мир. Про неё я тоже много чего планирую рассказать, но позже. Вы можете выбрать любые другие шилды, но мне понравились именно эти, потому что — забегая вперёд — у них большое будущее 😉 План действий сейчас такой: подключаем и перепрограммируем нашу Ардуину, чтобы посмотреть, как это работает и убедиться, что это просто. Разбираться что к чему будем потом.

Шаг 1: Cоберите первую шилду

Берём этот набор. Собираем радио по инструкции. Это просто, как собрать игрушку из киндер-сюрприза. Только гораздо более увлекательно! Что мы только что сделали? Мы «навтыкали» компонентов в готовую шилду, «воткнули» в неё же Ардуину с загруженным заранее скетчем для работы всех этих компонентов. Всё, у нас готовое устройство. И оно работает! =)

Шаг 2: установите IDE

Всё, с первой шилдой мы увидели, как это всё собирается и работает. Теперь — самое главное: ОТКЛЮЧАЕМ ПИТАНИЕ. Достаём Ардуино и берём следующую шилду. Наша новая шилда, если верить надписям на ней, называется MP 1051. У Ардуино глаз нет, поэтому она не знает эту шилду и не может с ней работать пока что. Сейчас мы это исправим. Для того, чтобы Ардуина знала, где на этой шилде что, и что там вообще есть, нам нужна эта библиотека. А для того, чтобы она начала этим всем манипулировать, нам нужен какой-нибудь из этих скетчей — начнём с первого: для него не нужен пульт.

Хозяйке на заметку: Если Ардуино — это голова, мозг, то:Библиотека — это файлы .h и .cc — это руки-ноги. То есть то, чем можно ходить, бегать, танцевать, светить. Библиотека даёт Ардуине представление о том, во что её (Ардуину) «воткнули» и чем она теперь может светить-шевелить.Скетч — это файлы .ino, и, собственно, это сам танец, сама ходьба, сама последовательность мигания или яркость свечения — словом, скетч отвечает за то, что Ардуина со своими «руками-ногами» делает.

Загрузить в Arduino библиотеку и скетч можно при помощи программы IDE. Если сам конструктор Ардуино похож на лего, то программа IDE похожа на iTunes: для того, чтобы загрузить музыку в телефон, вам нужна специальная программа? Миллионы людей справляются с этой задачей, справимся и мы с IDE. 1. Скачайте IDE здесь. 2. Установите IDE как обычную программу. Узнать больше: для Windows 3. Подключите Ардуину по USB 4. Запустите IDE (с правами супер-пользователя, если вам это о чем-либо говорит. Если нет, то забейте на эти права. Если да — скачайте версию 1.0.1 — всё, что старше, на Linux работает криво). 5. Выберите тип Ардуины. (Выберется, скорее всего, автоматически. Но у нас в руках из набора Arduino Nano 3.0 и на квадратном процессоре сверху написано Amtel Mega 328p — это значит, из меню выбираем Nano ATmega328). 6. Проверьте, компьютер видит Ардуину: виден её порт, через который мы её подключили. Всё готово? Сейчас разберёмся с тем, что загрузить и как, и через 5 минут лампочки (диоды!) на нашей новой шилде будут весело освещать наш дом.

Troubleshooting: Если порт не найден, отсоедините всё и закройте программу. Присоедините Ардуино заново, можно к новому порту, откройте программу. Это похоже на мобильное приложение у вас в телефоне: если оно зависло, вы его перезапускаете, и оно снова работает. Здесь тот же принцип troubleshooting. =)

Шаг 3: Используйте скетч и библиотеку по назначению

Здесь-то и начинается самый magic! =) Но, почему-то, именно к этому волнующему моменту объяснения были самые скучные: Для того, чтобы запрограммировать микроконтроллер, у нас есть три типа файлов: .h, .cc, .ino Файлы компилируются, к библиотекам шлются обращения. Всё это написано на языке C, который оперирует функциями, переменными, после чего, чтобы написанная на языке C программа стала понятна микроконтроллеру, она переводится в машинный код — компилируется и затем загружается в контроллер… вы себе не представляете, насколько сейчас нам на это пофиг =) Всё гораздо проще.БиблиотекаСкачайте библиотеку для нашей новой шилды MP1051

• Распакуйте её — вы получите папку MP1051
• Зайдите туда, где у вас лежит ваша программа Arduino IDE с её папками.

В моём случае это была папка Downloads — куда я скачала программу, там она у меня лежит, оттуда и запускается — ничего сложного.

• Скопируйте получившуюся папку MP1051 в папку libraries

Скетчи

• Скачайте набор скетчейдрайверов для нашей новой шилды MP1051
• Распакуйте
• Возьмите полученную папку examples и положите в MP1051, которая уже лежит в libraries. Или — в папку examples, всё там же, в директории программы Arduino, но тогда её надо будет переименовать во что-нибудь.

Всё! Давайте скорее объединим Библиотеку + Скетч, скомпилируем их в машинный код и загрузим на контроллер. Это быстро.

• Подключите Arduino через USB
• Откройте программу IDE
• Выберите: Скетч — Импортировать библиотеку — MP1051 (появится в выпавшем меню среди прочих библиотек)
• Выберите: Файл — Примеры — MP1051 — Step_1
• Нажмите: Галочку (= Проверить)

Произойдёт: Компилирование — Компилирование выполнено

• Нажмите: Стрелку вправо (= Загрузить скетч в Arduino)

Произойдёт: Загрузка — Загрузка выполнена

Готово!

• Отсоедините Ардуино от USB
• Посадите его на плату (Важно! Разъем для мини-USB смотрит наружу!)
• Присоедините его обратно к USB (в этот раз USB будет подавать питание)

Важно:

• Перед пересадкойвысадкой Ардуино на шилдус шилды всегда обесточивайте прибор
• Перед загрузкой скетча, вынимайте Ардуино из шилды

Как видите, мы ни разу даже не открыли ни один скетч, а если и открыли, то ненадолго. В этом прелесть библиотек и скетчей, которые уже написаны под определённые шилды и компоненты для Ардуино.

Назад в будущее

Если вы теперь вернёте Ардуино на место, на шилду радио (Важно! Обесточьте плату перед пересадкой на шилду!), то радио больше «не будет работать». Хотите вернуть всё как было? Вы уже знаете, как это сделать! Обратите внимание на нужные нам папки — libraries и examples. А также на то, что название папок и файлов должно писаться латиницей в одно слово. Можно использовать цифры и нижнее подчёркивание. Итак, возвращаем всё как было:Вот библиотеки для радиоВот скетч Откройте все нужные библиотеки (см. изобр.) + копируйте сюда скетч. Компилируйте. Загружайте. Готово! Можно поставить Ардуино обратно в шилду радио и снова его (радио) включить. Вот так быстро мы с вами разобрались с: 1. Как перепрограммировать Ардуино под разные шилды при помощи готовых скетчей и библиотек. 2. Зачем нам скетч, зачем нам библиотека. Что куда класть. 3. Как работать с программой Arduino IDE, чтобы загрузить скетч вместе с библиотекой. Как видите, всё просто. У меня ушло несколько дней на то, чтобы «въехать» самостоятельно. Надеюсь, кому-то я сэкономлю эти несколько дней. Удачи вам с Ардуино DIY и до новых встреч: я планирую ещё много с чем разобраться на базе имеющихся у меня модулей и компонентов и обязательно поделюсь с вами идеями и навыками.Традиционно, в конце статьи — спасибо! Большое спасибо пользователю Алексею Коротичу за присланные специально для подготовки этой статьи полезные ссылки:Видео уроки по Arduino на YoutubeRoboCraftОфициальный сайт, мануалыЦикл статей Ардуино для начинающихИспользуемые источники:

• https://arduinomaster.ru/arduino-kit/arduino-rfid-kit/
• https://lampaexpert.ru/obzory/video-obzor-startovogo-nabora-arduino-dlya-uno-r3-iz-posylki-na-aliexpress
• https://habr.com/post/257747/