Tablica edukacyjna dla dzieci. Przykłady zastosowań elektroniki i nauka programowania w oparciu o Scratch.

Patrząc na zdobywające popularność i coraz bardziej wymyślne tablice sensoryczne dla najmłodszych, wpadłem na pomysł realizacji czegoś podobnego, ale z większym naciskiem na elektronikę i programowanie, skierowanym raczej dla starszaków. Opisywana tablica poprzez zabawę i eksperymentowanie, w przystępny sposób wprowadza w podstawy zastosowań elektroniki do monitorowania otoczenia (czujniki), sterowania (przyciski, joystick), uruchamiania elektrycznych elementów wykonawczych (serwo, silnik, elektromagnes) i prezentacji wyników: pomiarów, stanu elementów sterujących i wykonawczych (LEDy, linijki LED, wyświetlacz LCD).  Stan wszystkich elementów i interakcje między nimi można opisać (zakodować) w Scratchu na poziomie prostego przenoszenia bloczków graficznych.

Tablica

Stacja pogody na ESP32 cz. 4. Wyświetlacz LCD & publikacja pomiarów na ThingSpeak.

Po dłuższej przerwie, ponownie wróciłem do tematu stacji pogody. Przypominam sobie o nim zwłaszcza zimą, gdy smog czyha na zewnątrz ;) Tym razem skupiam się na publikacji danych w sieci WWW, co daje łatwy dostęp do danych z poziomu dowolnej przeglądarki internetowej. Kolejna, znaczna modyfikacja, to użycia innego mikrokontrolera w postaci ESP32 i wyświetlacza LCD do prezentacji większej ilości danych. Dodałem również kolejny czujnik dwutlenku węgla i lotnych związków organicznych. Zrezygnowałem natomiast z modułów: SDHC i RTC. Całość trafiła do obudowy według własnego projektu.

Stacja pogody

Sterownik świateł choinkowych odtwarzający melodie najpopularniejszych polskich kolęd

Opisywany sterownik, bazujący na Arduino Pro Mini, współpracuje z LED-owymi lampkami choinkowymi. Dotyczy to lampek bez własnego kontrolera, które świecą stale po podłączeniu do zasilania sieciowego. Dodatkowo sterownik umożliwia odtwarzanie melodyjek z kolędami przy jednoczesnym sterowaniu oświetleniem. Subiektywnie wybrałem dziesięć najpopularniejszych polskich kolęd.

Moduł odbiornika audio Bluetooth - updgrade radia

Na AliExpress można znaleźć wiele modułów audio z transmisją po bluetooth-ie i z różnym poziomem mocy wyjściowej - zależnie od potrzeb. W moim przypadku moc nie była priorytetem i wybrałem moduł o nazwie "Bluetooth audio receiver template stereo wireless speaker power amplifier modified DIY Bluetooth module 4.0" kosztujący niecałe 6zł. Moduł chciałem zastosować w radiu (nie posiadającym bluetootha) do którego sygnał audio mógłbym wysłać bezprzewodowo. Stacji radiowych już od dawna nie słucham, bo szlak mnie trafia, jak co 10 minut słyszę durne reklamy ;) Korzystam za to ze Spotify i chcę sobie czasem posłuchać muzyki właśnie na tym radiu.

Opisywany moduł audio

Moduł WiFi ESP8266-01 i Arduino - publikowanie danych z czujnika DHT11 w ThingSpeak

ESP8266-01 to niewielki moduł umożliwiający komunikację Arduino po WiFi ze światem zewnętrznym. Z racji na bardzo przystępną cenę i podobny jak w Arduino próg wejścia moduł ten jest świetnym kandydatem dla projektów IOT. Co więcej, sam może pracować w roli pełnoprawnego mikrokontrolera. Tworzenie kodu i jego przesyłanie do ESP możliwe jest z poziomu Arduino IDE. W tym poście dane z czujnika DHT11 postaram się przesłać na platformę IoT - ThingSpeak, gdzie będą one dostępne w postaci wykresów.

ESP8266-01

Digispark ATtiny85 - czujnik temperatury DS18B20 & wyświetlacz OLED 0,96"

Digispark to platforma rozwojowa na bazie mikrokontrolera ATtiny85. Może być obsługiwana i programowana z poziomu Arduino IDE bezpośrednio przy użyciu kabla USB. Stanowi uzupełnienie dla platform Arduino tam, gdzie liczą się małe wymiary i wykonywane są proste zadania wymagające użycia kilku pinów. Jest przy tym tańsza od swoich większych kuzynów.

Digispark ATtiny85

Parkowanie w garażu - Laserowa bariera optyczna & Ultradźwiękowy miernik odległości na Digispark ATtiny85

W normalnych warunkach takie rozwiązania nie są konieczne, jeśli ma się samochód z czujnikami parkowania i względnie duże miejsce parkingowe w garażu. To niestety mnie nie dotyczy. Mam starszy już samochód i ciasny garaż wypchany gratami, na które wolałbym przypadkiem nie wjechać. Z tego powodu zacząłem się rozglądać za rozwiązaniami, które by ułatwiły mi życie i zredukowały do zera nerwy związane z parkowaniem.

Prototypowy samochód ;)

Zestawy DIY LED na Gwiazdkę z muzyką - choinka, dzwonek, gwiazda.

Z okazji zbliżających się świąt Bożego Narodzenia i z racji na dzieciaki, wziąłem na tapetę trzy kit'y związane z tematyką bożonarodzeniową. Rok temu była ta choinka LED, której brakowało jednak trochę muzyki świątecznej. Idąc tym tropem, postawiłem tym razem na rozwiązania migająco-grające ;)

Zestawy DIY na Gwiazdkę

Stacja pogody na Arduino cz. 3. Pomiar zanieczyszczenia powietrza - czujnik SDS011

W kolejnym etapie rozbudowy stacji, dodaję czujnik zanieczyszczeń powietrza SDS011 do pomiarów zawartości pyłów zawieszonych PM2.5 i PM10. Wyniki pomiarów prezentowane będą na wyświetlaczu LCD i dodatkowo zapisywane do pliku logów (csv) na karcie pamięci.

Układ prototypowy

Zdalnie sterowana łódka RC 2,4GHz DIY

Post pokazuje, jak wykorzystać w praktyce 3-kanałowy nadajnik RC 2,4GHz GoolRC oraz mostek H MX1508 do bezprzewodowego sterowania łódką własnej konstrukcji. Inspiracją do realizacji projektu był film pod tytułem "3 Awesome ideas How to Make RC Toys" prezentujący różne pojazdy ze sterowaniem radiowym o prostej konstrukcji wykonanej z łatwo dostępnych materiałów. Pierwszym z projektów przedstawionych w filmie jest pierwowzór mojej łódki. Tworząc własną konstrukcję, opierałem się na konstrukcji z filmu. Samą "elektronikę sterującą" mam już inną, niż ta na filmie.

Moja łódka RC

Moduł sterownika silników DC MX1508

Opisywany moduł można znaleźć na AliExpress raczej pod tytułem "moduł sterownika silników DC L298N". Dopiero po zakupie okazało się, że w module nie jest użyty L298N, a właśnie MX1508. W sieci można znaleźć podstawowe informacje o układzie, ale ze znalezieniem dokumentacji producenta układu jest już problem. Wygląda na to, że jest to układ jakiejś azjatyckiej produkcji (1).

Moduł MX1508

Nadajnik i odbiornik RC GoolRC TG3 2.4GHz 3CH - obsługa odbiornika RC

Omawiany nadajnik jest przeznaczony do sterowania rozmaitymi pojazdami typu łódki, czy samochody. Mój wybór padł konkretnie na 3-kanałowy nadajnik GoolRC TG3 2.4GHz z racji na korzystny stosunek ceny do możliwości (koszt niewiele ponad 70zł na Aliexpress). Dodatkowo, w zestawie dołączony był jeszcze odbiornik RC. W artykule opisuję jak można odczytać dane odbierane przez odbiornik RC wysyłane z nadajnika. Dane te (sygnały) są przeznaczone do bezpośredniego sterowania serwami. Można je jednak z powodzeniem użyć do sterowania innymi urządzeniami, np. silniczkami DC.

Fotografia nadajnika RC ze strony sprzedawcy

Stacja pogody na Arduino cz. 2. Moduł czasu rzeczywistego i rejestrator danych na karcie SDHC

Post jest kontynuacją projektu  stacji pogody opisywanej w części pierwszej. Tym razem dodałem kolejne dwa użyteczne moduły: czasu rzeczywistego (RTC) i zapisu karty SDHC. Para ta pozwoli na pokazywanie aktualnego czasu na wyświetlaczu oraz rejestrowanie parametrów powietrza na karcie SDHC wraz z informacją o czasie.

Układ prototypowy

Kostka LED do gry DIY

Elektroniczna kostka LED jest atrakcyjną alternatywą dla tradycyjnej. Nie trzeba nią rzucać, a jedynie potrząsnąć i od razu mamy czytelny wynik, nawet jak jest ciemno. Minusy to większy rozmiar i konieczność zapewnienia zasilania. Na Aliexpress dostępne są dwie wersje kostek, ja wybrałem mniejszą, bardziej kompaktową i estetyczną wersję, zawierającą koszyk na baterie guzikowe.

Kostka w działaniu

Moduł czytnika kart microSD i SD - zapis danych na karcie

Moduł czytnika kart daje duże możliwości, jeśli chodzi magazynowanie danych i to skłoniło mnie do uruchomienia i sprawdzenia jego możliwości. Wbrew nazwie, modułem takim można także zapisywać dane na karcie. Wziąłem pod lupę dwa posiadane moduły czytników kart: mikroSD i SD. Ten drugi dzięki odpowiednim przejściówkom także oczywiście obsługuje te mniejsze karty. W praktyce jednak okazał się bezużyteczny z racji na brak konwertera poziomów logicznych o czym będzie więcej w akapicie o uruchomieniu czytnika. Dlatego dalej opisuję tylko ten pierwszy z czytników (na zdjęciu po lewej).

Moduły kart: mikroSD (po lewej) i SD (po prawej)

Moduł RTC DS3231 i EEPROM AT24C32

Moduł RTC, inaczej zegar czasu rzeczywistego, służy do precyzyjnego odmierzania czasu. Znajdzie więc zastosowanie w rozmaitych zegarach, budzikach, rejestratorach i wszędzie tam, gdzie dodatkowo zechcemy pokazywać bieżący czas. Opisywany moduł dodatkowo oferuje pomiar temperatury, pamięć EEPROM i baterię podtrzymującą zasilanie.

Moduł RTC DS3231 i EEPROM AT24C32

Stacja pogody na Arduino cz. 1. Pomiar temperatury, wilgotności i ciśnienia atmosferycznego wewnątrz domu

Własna stacja pogody to dość popularne urządzenie wśród fanów Arduino, patrząc na strony typu instructables.com. Pomysł przyszedł jesienią ubiegłego roku, kiedy po włączeniu ogrzewania zaczął mi się zapychać nos :) Nie mniej jednak ugrzązłem trochę przy przeglądzie różnych czujników, które mógłbym wykorzystać, kładąc  nacisk na dokładność pomiarów i cenę czujników. Teraz, gdy już mam pewną wiedzę na ten temat, mogę przystąpić do konkretów i zbudować własną stację.

Układ prototypowy

KERUI G18 GSM Alarm System

System alarmowy Kerui G18 to system raczej do amatorskich zastosowań. Jest dostępny na AliExpress w cenie od około 150zł za podstawowy zestaw. W jego skład wchodzą: centralka, czujka PIR, czujka rozwarcia obwodu, dwa piloty, syrena.  Zestaw kupiłem z myślą o garażu, głównie po to, abym dostawał informację o przypadkowym otwarciu pilotem drzwi garażu. Za solidne, polskie rozwiązania oferujące podobny system (centralka i czujki) przyjdzie nam zapłacić kwotę co najmniej kilkakrotnie większą. Tak więc jest to warta do rozważenia alternatywa, która mam nadzieję, nie okaże się bublem.

Kerui G18 - podstawowy zestaw

BME280 Czujnik wilgotności, ciśnienia i temperatury

BME280 to chyba jedyny cyfrowy czujnik posiadający możliwość pomiaru aż trzech parametrów powietrza: wilgotności, ciśnienia atmosferycznego oraz temperatury. Jak inne moje moduły, tak i ten, ma racjonalną cenę, zaczynającą się od 2,35 € na AliExpress. Można tam znaleźć także moduły z czujnikiem BME680, mierzącym dodatkowo zawartość rozmaitych gazów w powietrzu, a ogólnie jakość powietrza. Cena jednak w jego przypadku jest o wiele większa i  zaczyna się od 15 €.

Moduł BME280

DHT22 / AM2302 Czujnik wilgotności i temperatury

DHT22 (AM2302) to ulepszony, droższy "brat" czujnika DHT11. Interfejs komunikacji oraz piny i ich podłączenie są takie same. Dostajemy tu szerszy zakres pomiaru wilgotności, jak i większą dokładność pomiaru. Te ulepszenia predestynują DHT22 do pracy na zewnątrz pomieszczeń.

Moduł DHT22