Статья:

Печатная плата со встроенным микроконтроллером Arduino как ступень прогресса

Конференция: IV Студенческая международная научно-практическая конференция «Технические и математические науки. Студенческий научный форум»

Секция: Технические науки

Выходные данные
Глухих М.В., Бухрякова Т.Ю. Печатная плата со встроенным микроконтроллером Arduino как ступень прогресса // Технические и математические науки. Студенческий научный форум: электр. сб. ст. по мат. IV междунар. студ. науч.-практ. конф. № 4(4). URL: https://nauchforum.ru/archive/SNF_tech/4(4).pdf (дата обращения: 05.06.2020)
Лауреаты определены. Конференция завершена
Эта статья набрала 7 голосов
Мне нравится
Дипломы
лауреатов
Сертификаты
участников
Дипломы
лауреатов
Сертификаты
участников
на печатьскачать .pdfподелиться

Печатная плата со встроенным микроконтроллером Arduino как ступень прогресса

Глухих Максим Валериевич
студент, Тобольский педагогический институт им. Д.И. Менделеева (филиал) ТюмГУ, РФ, г. Тобольск
Бухрякова Татьяна Юрьевна
студент, Тобольский педагогический институт им. Д.И. Менделеева (филиал) ТюмГУ, РФ, г. Тобольск

 

Прогресс не стоит на месте. С каждым днем совершенствуются имеющиеся приборы и создаются новые. Это касается и технической сферы. Еще 20 лет назад люди не могли себе представить, что смогут изучать автоматику и микроэлектронику, практиковаться в создании различных устройств не выходя из дома и без колоссальных затрат. Все это стало возможным благодаря созданию миниатюрной печатной платы Arduino. Она не только экономит бюджет, но и позволяет творческим людям воплощать свои идеи, несмотря на отсутствие опыта в работе с подобными устройствами. Проста, понятна, миниатюрна и с большими возможностями: так можно охарактеризовать эту маленькую часть стремительного прогресса.

За эти годы появилось множество разновидностей Arduino: Uno, Nano, Mini, Mega и другие. Каждая из них имеет свои свойства, на которые ориентируется создатель проектов. Если есть необходимость в плате стандартного размера, 20 входа-выхода, USB и полной совместимости со всеми шилдами, то этим характеристикам соответствует плата Arduino Uno. Если для какого - либо проекта потребуется 22 входа-выхода, то использовать следует Arduino Mini. Arduino Nano не имеет USB, не совместима с шилдами и имеет 20 входо – выходов. А Arduino Mega оснащена 70 входо-выходами и имеет увеличенный размер.

Обеспокоившись проблемой пожарной безопасности в помещениях, мы приняли решение создать пожарную сигнализацию на базе Arduino и датчика газа MQ-2. Для этого нам потребовалось следующее оборудование (рис. 1): Плата Аrduino Uno, датчик дыма MQ-2, зуммер, светодиоды красного и зеленого цвета,3 резистора на 220 Ом, соединительные провода.

 

Рисунок. 1.

 

Мы выбрали плату Arduino Uno, так как она подходила под наши требования и имелась в наличие. Датчик MQ-2 тоже подошел, так как он чувствителен к дыму и к горючим газам, таким как сжиженный природный газ, бутан, пропан, метан, пары спирта и водород. Суть работы этой системы проста: при достижении определенного уровня газа/дыма в атмосфере загорается красный светодиод, и зуммер будет издавать звук.  Схема соединения компонентов показана на рис. 2.

 

Рисунок. 2.

 

Для работы устройства в микроконтроллер на плате Аrduino необходимо написать программу. Изучив соответствующую литературу, мы ее написали и проверили. Она работает.

Для реализации проекта нам понадобился паяльник, канифоль и собранная схема с загруженной в нее программой. Так выглядит работающая схема без находящегося рядом источника дыма или газа. (Горит зеленый светодиод и зуммер «молчит» - рис. 3.)

 

Рисунок. 3.

 

Разогретым паяльником мы плавим канифоль, датчик улавливает пары дыма, загорается красный светодиод и зуммер «пищит», что свидетельствует о наличии дыма в помещении (рис. 4).

 

Рисунок. 4.

 

Убираем паяльник, и датчик продолжает некоторое время улавливать дым.  

Для изменения порога срабатывания зуммера и красного светодиода нужно поменять значение sensorThres. В нашем случае int sensorThres = 300. При значении int sensorThres = 100 датчик становится очень чувствительным.

Такое устройство можно использовать не только для сигнализации при пожаре, но и, например, в подъездах для борьбы с «курильщиками». Этот проект мы осуществили не обладая обширными знаниями в этой области. Мы изучили литературу, нашли необходимое нам оборудования и воплотили в жизнь задуманный проект. Плата Arduino является достойным средством для воплощения идей в технической сфере, не имея обширного багажа знания в этой области. Все необходимое приобретается в результате изучения литературы и проектирования.  Именно поэтому плату Arduino можно по праву считать ступенью стремительного прогресса.

 

Список литературы:
1. Соммер У. C61 Программирование микроконтроллерных плат Arduino/Freeduino: Пер. с нем. — 2-е изд., перераб. и доп. — СПб.: БХВ-Петербург, 2016.
2. Разновидности плат Arduino, а также про клоны, оригиналы и совместимость. – [Электронный ресурс] – Режим доступа. – URL: http://robocraft.ru/blog/arduino/1035.html (Дата обращения 07.05.2018).
 3. Разработка пожарной сигнализации на базе Arduino и датчика газа MQ-2. – [Электронный ресурс] – Режим доступа. – URL: https://www.scienceforum.ru/2018/2951/4943 (Дата обращения 08.05.2018).