Обучающий набор по Arduino UNO R3 с RFID (Upgraded Learning Kit)

Возрастная категория: 14+. Набор для самостоятельной сборки и изучения электроники, рассчитан на возраст 14 лет и старше.

Общие сведения

Это коробка-органайзер, в которой собрано всё, чтобы начать с нуля и дойти до работающего устройства: плата UNO R3, макетная плата, провода и три десятка модулей и деталей — от светодиода до считывателя RFID-карт. Детали разложены по ячейкам и запаяны в антистатические пакеты, коробка закрывается на защёлки, так что мелочь не теряется между занятиями.

Скажем сразу, чтобы не было сюрприза при вскрытии: бумажной методички и диска внутри нет. Производитель кладёт только детали. Поэтому набор дешевле учебных комплектов с курсом, а уроки мы даём со своей стороны — бесплатно и на русском, ссылки ниже.

Что внутри и что с этим делают

Детали подобраны не случайно — это набор «по темам», и каждая тема даёт готовый рабочий навык.

Вход и выход

Светодиоды, резисторы, кнопки с колпачками, потенциометр, зуммер. С этого начинают все: мигнуть светодиодом, поймать нажатие кнопки, понять, почему без резистора светодиод живёт недолго, услышать разницу между цифровым выводом и ШИМ.

Показать результат

Символьный дисплей 1602 с переходником I²C (две линии вместо шестнадцати проводов), семисегментные индикаторы на один и четыре разряда, светодиодная матрица 8×8. Матрица — отдельное удовольствие: на ней делают бегущую строку, часы и первую свою игру.

Измерить окружающий мир

Температура и влажность (DHT11), температура с аналоговым выходом (LM35), освещённость (фоторезисторы), звук, пламя, уровень воды, наклон. Здесь же модуль часов реального времени с батарейкой — он помнит время, пока плата обесточена, и без него не собрать ни будильник, ни логгер.

Заставить двигаться

Сервопривод SG90 поворачивается в заданный угол — шлагбаум, заслонка, поворот камеры. Шаговый двигатель 28BYJ-48 с драйвером на ULN2003 крутится точными шагами в обе стороны — подача, стрелка, маленький привод. Реле включает нагрузку, которая плате не по силам.

Узнавать своих

Считыватель RC522 с картой и брелоком — тот самый RFID, что стоит в домофонах и пропусках. Кодовый замок, учёт «кто пришёл», игрушечный турникет. Рядом ИК-приёмник и пульт: управление с дивана, как у телевизора. И матричная клавиатура 4×4, чтобы вводить код руками.

Сдвиговый регистр 74HC595

Маленькая микросхема, которая превращает три вывода платы в восемь. Когда ног на UNO перестанет хватать — а это случится на третьем-четвёртом проекте, — вы вернётесь к ней и поймёте, зачем её положили.

С чего начать

Порядок, который мы советуем новичкам, чтобы первый вечер закончился победой, а не поиском виноватых.

1. Поставьте среду разработки. Подойдёт Arduino IDE — у нас есть пошаговая установка для Windows. Или наша Trema IDE, если хочется русский интерфейс.
2. Подключите плату USB-кабелем и загрузите пример Blink (Файл → Примеры → 01.Basics → Blink). Светодиод на плате замигал — значит плата, кабель, драйвер и порт в порядке. Дальше можно ошибаться спокойно: фундамент есть.
3. Соберите на макетной плате первую схему со своим светодиодом и резистором. Не торопитесь к модулям — на этом шаге становится понятно, как устроены шины питания макетки.
4. Подключите дисплей 1602 по I²C: четыре провода — VCC, GND, SDA на A4, SCL на A5. Поставьте библиотеку для дисплея (как ставить библиотеки) и выведите свою строку.
5. Дальше — по интересу. Каждый модуль живёт отдельной темой, и порядок уже неважен.

Справочник команд и примеры, по которым удобно идти с этим набором: встроенные примеры Arduino на русском и описание всех функций.

Если дисплей подключён, а на экране только тёмные прямоугольники — почти всегда дело в адресе переходника. Их два ходовых, 0x27 и 0x3F. Залейте этот скетч, откройте монитор порта на 9600 и посмотрите, что ответит шина:

#include <Wire.h>

void setup(){
    Wire.begin();                                   // Инициируем шину I2C.
    Serial.begin(9600);                             // Инициируем передачу данных в монитор порта.
    Serial.println(F("Ищу устройства на шине I2C"));
    for(uint8_t adr = 1; adr < 127; adr++){         // Перебираем все возможные адреса.
        Wire.beginTransmission(adr);                // Пробуем обратиться к адресу.
        if(Wire.endTransmission() == 0){            // Если устройство ответило:
            Serial.print(F("Найден адрес 0x"));
            Serial.println(adr, HEX);               // Выводим адрес в шестнадцатеричном виде.
        }
    }
    Serial.println(F("Поиск окончен"));
}

void loop(){}

Нашёлся один адрес — подставьте его в скетч дисплея. Не нашлось ни одного — проверьте питание и не перепутаны ли SDA с SCL.

Грабли, на которые наступают все

• Считыватель RC522 питается от 3,3 В, а не от 5 В. Это самая частая и самая обидная смерть модуля в таком наборе: провод воткнули в соседнее гнездо — и считыватель больше не отзывается. Запомните один раз.
• Сервопривод и шаговый двигатель не стоит кормить от платы. В момент старта они проваливают напряжение, плата уходит в перезагрузку, а вы ищете ошибку в скетче. Питайте мотор отдельно, а землю обязательно объедините с землёй платы.
• Шины питания на макетной плате MB-102 разорваны посередине. Половина схемы работает, половина мертва — классика первого вечера. Соедините половины короткими перемычками сразу, до сборки.
• DHT11 опрашивают не чаще одного раза в две секунды. Если дёргать его в цикле без задержки, он начнёт отдавать мусор или молчать — датчик исправен, виноват темп опроса.
• LM35 — аналоговый и шумный. Одно измерение прыгает на градус-полтора. Усредняйте десяток замеров, и показания успокоятся.
• Светодиодная матрица 8×8 здесь без драйвера. Её зажигают построчно, быстрым перебором, и каждому выводу нужен свой резистор. Это полноценный урок динамической индикации — не пугайтесь, что «не светится вся сразу».
• Отсек под «Крону» — это питание платы, а не моторов. Девятивольтовая батарейка маленькая и садится быстро; для долгих опытов берите сетевой блок питания или питайте от USB.

Чего в наборе нет

• Брошюры, диска и инструкции на русском — только детали.
• Батарейки «Крона» — отсек есть, сама батарейка нет.
• Wi-Fi и Bluetooth — для связи с телефоном модуль берут отдельно.
• Паяльника и инструмента — ничего паять не нужно, всё собирается на макетке проводами.

Чем дополнить

• Батарейка «Крона» 9 В — чтобы отсек из набора заработал.
• Ультразвуковой дальномер HC-SR04 — самое частое первое дополнение: парковочный датчик, «умная» корзина, робот с объездом препятствий.
• Bluetooth-модуль HC-05 — управление с телефона.
• Набор жёстких перемычек — схема на макетке перестаёт быть «гнездом проводов» и начинает читаться.

Если какой-то модуль из набора выйдет из строя или захочется второй такой же — они есть у нас поштучно: RFID-модуль RC522, шаговый двигатель 28BYJ-48 с драйвером, дисплей 1602 I²C, датчик DHT11.

Комплектация

• 1х Плата UNO R3 (совместимая с Arduino UNO)
• 1х USB-кабель
• 1х Символьный дисплей 1602 с переходником I²C
• 1х RFID-модуль RC522 (13,56 МГц)
• 1х Карта RFID
• 1х Брелок RFID
• 1х Модуль джойстика
• 1х Матричная клавиатура 4×4
• 1х Модуль часов реального времени с батарейкой
• 1х Датчик уровня воды
• 1х Датчик температуры и влажности DHT11
• 1х RGB-модуль
• 1х Драйвер шагового двигателя на ULN2003
• 1х Шаговый двигатель 28BYJ-48 (5 В)
• 1х Модуль реле (1 канал)
• 1х Макетная плата MB-102 (830 точек)
• 1х Комплект соединительных проводов «папа — папа»
• 10х Провод «папа — мама»
• 1х Модуль датчика звука
• 1х ИК-пульт
• 1х ИК-приёмник
• 1х Потенциометр 10 кОм
• 1х Семисегментный индикатор, 1 разряд
• 1х Семисегментный индикатор, 4 разряда
• 1х Светодиодная матрица 8×8
• 1х Сервопривод SG90
• 1х Зуммер
• 1х Датчик пламени
• 1х Датчик температуры LM35
• 1х Сдвиговый регистр 74HC595
• 2х Датчик наклона (шариковый)
• 3х Фоторезистор
• 5х Тактовая кнопка с колпачком
• 15х Светодиод (красные, жёлтые, зелёные)
• 30х Резистор
• 1х Отсек для батареи «Крона» со штекером питания
• 1х Коробка-органайзер с ячейками