Уроки Arduino с нуля

Знакомимся с платой, ставим программу и зажигаем первый светодиод.

• 1Что такое Arduino и как устроен ваш наборЗнакомимся с платой, разбираем состав обучающего набора и выясняем, какие устройства вы соберёте своими руками к концу курса.⏱ 20 мин
• 2Устанавливаем программу и подключаем платуСтавим бесплатную русскую среду Trema IDE, подключаем плату по USB и убеждаемся, что компьютер её видит.⏱ 25 мин
• 3Первая программа: мигаем светодиодомПишем первую программу с нуля и разбираем каждую строчку: что такое скетч, зачем нужны setup() и loop(). В конце урока плата мигает по вашей команде.⏱ 35 мин
• 4Макетная плата: собираем первую схемуРазбираемся, как макетная плата устроена внутри, учимся читать схемы и зажигаем светодиод вообще без программирования.⏱ 30 мин

Светодиоды: от простого мигания до плавной яркости и смешивания цветов.

• 5Светодиод и резистор: первое управление светомПодключаем светодиод к цифровому выводу платы и зажигаем его командой из программы: включить, погасить, заставить мигать в любом ритме.⏱ 40 мин
• 6Бегущий огонёк из пяти светодиодовСобираем цепочку из пяти светодиодов и знакомимся с циклом for и массивом: программа из сорока строк сжимается до десяти.⏱ 50 мин
• 7Настоящий светофорСобираем светофор с настоящими фазами дорожного движения и пишем свои функции — приём, который держит длинную программу понятной.⏱ 45 мин
• 8Плавная яркость и живая свечаРазбираемся, как из «включено-выключено» получается плавный свет: команда analogWrite, разгорание, дыхание и имитация пламени свечи.⏱ 45 мин
• 9Трёхцветный светодиод: смешиваем цветаТри кристалла в одном корпусе дают любой оттенок. Разбираемся с общим анодом и перевёрнутой логикой, пишем функцию setColor и переливаем радугу.⏱ 45 мин

Учим плату слушаться: кнопки, выключатели и первый пульт.

• 10Кнопка: свет горит, пока держишьПлата впервые слушает человека: подключаем кнопку, разбираемся со стягивающим резистором и учим устройство отвечать на нажатие.⏱ 50 мин
• 11Кнопка-выключатель и загадка дребезгаНажал — горит, нажал ещё раз — погасло. По дороге разбираемся с дребезгом контактов и знакомимся с часами платы — командой millis.⏱ 55 мин
• 12Монитор порта: программа разговаривает с вамиПлата начинает писать текстом: показывает значения переменных, докладывает о нажатиях и принимает команды с клавиатуры. Главный инструмент поиска ошибок.⏱ 45 мин
• 13Пульт из трёх кнопокТри кнопки, три светодиода и программа, которая не превращается в кашу: массивы выводов, одна функция антидребезга на все кнопки и режимы работы устройства.⏱ 60 мин

Плата чувствует мир: свет, наклон, вибрацию и магнитное поле.

• 14Потенциометр: плавная регулировка крутилкойУ кнопки два состояния, у крутилки — тысяча. Знакомимся с аналоговыми входами, делителем напряжения, командой analogRead и функцией map.⏱ 50 мин
• 15Датчик света: ночник включается самФоторезистор превращает освещённость в число. Собираем автоматический ночник, измеряем свои пороги и знакомимся с гистерезисом.⏱ 50 мин
• 16Датчики наклона и вибрации: сигнализацияЕсть датчики, которые не измеряют, а просто замыкаются. Учимся ловить событие длиной в миллисекунду, считать стуки и собираем сигнализацию.⏱ 55 мин
• 17Датчик Холла: магнитный детекторПлата получает чувство, которого нет у человека, — она видит магнитное поле. Определяем полюса магнита, измеряем силу поля и собираем датчик двери.⏱ 45 мин
• 18Проект: умный ночникСобираем из датчиков блока цельное устройство: включается в темноте, слушается кнопки, настраивается крутилкой и светит плавно.⏱ 60 мин

Зуммер, сирены, мелодии и игры со звуком.

• 19Зуммер: сигналы и мелодииУ платы появляется голос. Разбираемся, что такое частота звука, играем гамму и мелодию и делаем свои сигналы «принято» и «ошибка».⏱ 45 мин
• 20Пианино из света: играем на фоторезисторахПять фоторезисторов превращаются в пять клавиш, к которым не нужно прикасаться. Заодно делаем терменвокс и учим пианино запоминать мелодию.⏱ 50 мин
• 21Проект: игра на скорость реакцииСобираем игру, в которую хочется переиграть: случайная пауза, сигнал, кнопка и результат в миллисекундах. Учим плату бросать жребий и мерить время.⏱ 50 мин

Сервопривод и мотор: устройства, которые двигаются по-настоящему.

• 22Сервопривод: плата двигает предметыПервая деталь, которая двигается по-настоящему: сервопривод поворачивается на заданный угол и удерживает его. Разбираем, как он устроен, чем управляется и почему ему нужно много тока.⏱ 45 мин
• 23Мотор и транзистор: настольный вентиляторМотор просит слишком много тока, чтобы включать его напрямую. Ставим транзистор и диод, разбираемся зачем они нужны и собираем вентилятор с четырьмя скоростями.⏱ 55 мин
• 24Проект: шлагбаумСобираем законченное устройство: кнопка поднимает стрелу, светодиоды показывают состояние, зуммер предупреждает. Заодно учимся строить программу из состояний, а не из пауз.⏱ 60 мин

Цифры и текст: семисегментный индикатор, экран LCD и метеостанция.

• 25Семисегментный индикатор: счётчик нажатийУчим плату показывать цифры. Разбираемся, из чего собирается цифра, и знакомимся с микросхемой-счётчиком CD4026: она считает импульсы сама и освобождает плате пять выводов.⏱ 55 мин
• 26Экран LCD: выводим текст и цифрыПодключаем экран LCD1602 на две строки по шестнадцать знаков. Разбираемся, зачем ему столько проводов и потенциометр, и учим плату писать слова, показывать числа и рисовать свои значки.⏱ 60 мин
• 27Датчик DHT11: температура и влажностьПодключаем цифровой датчик: он сам измеряет температуру и влажность и присылает плате готовые числа. Ставим первую библиотеку из каталога и учимся проверять, ответил ли датчик вообще.⏱ 50 мин
• 28Проект: домашняя метеостанцияСоединяем экран и датчик в самостоятельный прибор: значки-символы, честный знак вопроса при сбое и память рекордов. В конце — фокус: станция работает от зарядки телефона, без компьютера.⏱ 55 мин

Собираем всё выученное вместе: сейф, игра и ваш собственный проект.

• 29Проект: сейф с цифровым кодомТри кнопки вместо клавиатуры, звёздочки на экране и сервопривод-засов. Сейф сам сравнивает набранное с секретом, а после трёх ошибок подряд блокирует кнопки — как настоящий.⏱ 55 мин
• 30Проект: игра «Повтори за мной»Плата становится ведущим: сама сочиняет мелодию, показывает её нотами и цифрами, а вы повторяете кнопками. Уровни растут, темп ускоряется, рекорд — на экране.⏱ 50 мин
• 31Свой проект: от идеи до готового устройстваФинал курса. Без готовой схемы — вместо неё метод: шесть шагов от идеи на бумажке до прибора в корпусе, каркас программы, сквозной пример и восемь идей из деталей набора.⏱ 45 мин

Новое железо не нужно: вечная память, команды с компьютера и мгновенные события уже прятались внутри контроллера.

• 1Вечная память EEPROMВыключили плату — и рекорды, настройки, код сейфа испарились. Учим контроллер помнить данные вечно: счётчик включений, несгораемый рекорд и сейф, которому можно менять код с кнопок.⏱ 50 мин
• 2Пульт из клавиатурыМонитор порта превращается в пульт управления: с клавиатуры компьютера зажигаем свет любой яркости, крутим сервопривод и заказываем зуммеру мелодии. Заодно придумываем свой первый протокол.⏱ 45 мин
• 3Мгновенные события: прерыванияПлата занята анимацией, а удары по столу всё равно считаются — все до одного. Знакомимся с прерываниями: событие само врывается в программу. В финале — «чёрный ящик» для посылки.⏱ 45 мин

Конденсаторы и транзисторы из набора наконец идут в дело: копилка тока, усилитель и сенсорная кнопка из фольги.

• 4Конденсатор: копилка токаВскрываем первый нетронутый пакетик набора. Три опыта с маленькими бочонками: смотрим на заряд и разряд вживую, превращаем мигание ШИМ в ровное напряжение и лечим дребезг кнопки без единой строчки кода.⏱ 40 мин
• 5Транзистор: усилитель и сенсорная кнопка из фольгиЧёрные трёхногие таблетки BC337 и BC327 идут в дело: собираем логический тестер, который цветом показывает единицы и нули, а потом — кнопку из куска фольги, у которой нет подвижных частей.⏱ 50 мин
• 6Шкала-градусник из ярких светодиодовПоследние жители коробки — три ярких светодиода — выстраиваются в светящийся столбик температуры. Учимся зажигать «полтора светодиода»: дробная часть уровня уходит в яркость.⏱ 40 мин

Собираем устройства посерьёзнее: часы-будильник, которые ничего не забывают, и игровая приставка с меню.

• 7Проект: часы-будильникУстройство на тумбочку у кровати: экран показывает время с секундами, кнопки настраивают часы и будильник, зуммер поднимает по утрам — а настройки хранятся в вечной памяти.⏱ 50 мин
• 8Проект: игровая приставкаФинал курса: меню на экране, три игры — «Реакция», «Повтори» и новый «Бегун» с прыжками через кактусы — и таблица рекордов, которую не стирает даже выключение питания.⏱ 55 мин