В следующем разделе мы опишем различные строительные блоки, которые содержат беспроводной датчик [не волнуйтесь … их не так много]. Вам нужно будет всего лишь подключить несколько простых проводков, чтобы ваш первый датчик работал и работал …

«Мозг»

Мы выбрали плату Arduino для мозговой части датчика. Есть несколько причин:

Его легко программировать — мы предлагаем вам готовые к загрузке примеры.
Он имеет множество входных / выходных соединений — для ваших датчиков.
Аппаратное обеспечение с открытым исходным кодом — так что есть много доступных недорогих клонов.
Низкое энергопотребление — датчики могут работать на батарейках в течение длительного времени.
Уже существует большой набор библиотек сообщества для датчиков и исполнительных механизмов — это делает нашу жизнь проще!
Arduino выпускается в самых разных формах и размерах. Вот несколько примеров, которые вы можете увидеть в инструкциях по сборке и примерах на MySensors.

Arduino Uno R3

Большой и простой в использовании во время тестирования. Все входы и выходы легко доступны.

Arduino Nano

Встроенный разъем USB упрощает загрузку программ. Имеет выходы 3.3В и 5В для датчиков и радио.

Arduino Pro Mini

Маленькие и недорогие! Существует в двух вариантах. 3.3V, который использует 8MHz часы и 5V, который работает на 16Mhz. Может понадобиться регулятор напряжения для датчиков и радио.

Плата Arduino содержит микроконтроллер [от ATmega], который представляет собой небольшой недорогой маломощный компьютер, который может запускать одно приложение. Вы также можете найти регуляторы напряжения и другие пассивные компоненты, которые помогут вам разобраться. Спецификация Arduino не очень впечатляет, но она идеально подходит для наших нужд.

У Arduino нет операционной системы, как у вашего компьютера, он просто запускает одно приложение (эскиз), обычно называемый прошивкой или встроенным приложением, которое может быть простым или очень сложным в зависимости от того, что вы хотите сделать.

Микроконтроллеры особенно хороши в управлении вещами, отсюда и название. У всех из них есть набор «Выводов» [небольшие дорожки с отверстиями или ногами, торчащими по бокам от платы], которые называются контактами GPIO [вводы и выводы] или I/O выводами, к которым могут быть подключены датчики или кнопки (чтобы слушать мир) или управлять светодиодами и реле (чтобы управлять вашим миром).

Вот некоторые технические детали [вы можете пропустить эту часть, если вас не интересует подробности].

Цифровые I/O выводы	14	Используются для определения или контроля состояния среды двоичным способом.
Аналоговые вводы	8	Аналоговые входы, измеряющие уровень напряжения 0-5 В постоянного тока с точностью до 1024 шагов. Аналоговые выводы часто используются для определения уровня освещенности или измерения потребления тока в амперах.
Флэш-память	32 Kb	Это то, где программа одного приложения или программа «эскиз» сохраняется при загрузке с компьютера.
SRAM	2 Kb	Во время выполнения программы в ней хранятся временные данные и переменные. Это энергозависимая память, поэтому данные и переменные удаляются при отключении питания.
EEPROM	2 Kb	Здесь программа может хранить несколько постоянных данных. Это энергонезависимая память, поэтому данные и переменные будут по-прежнему здесь, после того как питание микроконтроллера будет восстановлено.
Тактовая частота	8/16Mhz	Датчики с батарейным питанием должны использовать низкую тактовую частоту, чтобы снизить потребление энергии. Arduino Pro Mini доступен как с 8, так и с 16-мегагерцовыми моделями.

Вы можете узнать больше о Arduino и о том, как загрузить примеры здесь. -> Использование Arduino

Радио

Для обмена данными и сбора данных с ваших датчиков нужна беспроводная связь. В настоящее время мы поддерживаем пару небольших трансиверов под названием nRF24L01+ и RFM69. Вы также можете запустить библиотеку MySensors непосредственно на WiFi — включен ESP8266, для датчиков неработающих на батареях.

Он довольно умен, мал, недорог и не потребляет много энергии аккумулятора.

: Лицевая — вы можете увидеть чип nRF, кварц и небольшую антенну.

: Обратная — Выводы для подключения к вашему Arduino.

В этом руководстве подробно описано, как подключить радио к вашему Arduino. -> Подключение\Подключение радио

Подключение компонентов абсолютно простое, подключения радио и датчиков к вашему Arduino макетными проводами (или dupont cables).

Их не нужно паять. Выпускаются в трех различных моделях; Male to Male, Female to Male and Female to Female. Вы можете купить их в наборах по 40 и они выглядят примерно так:

: 40 в наборе

: Male соединения

: Female соединения

Датчики и исполнительные механизмы

Когда радио подключено к вашему Arduino, все что вам нужно сделать — это найти для него подходящую задачу. Существуют сотни различных датчиков, которые вы можете использовать.

Несколько датчиков, которые вы можете использовать для своего проекта, на фотографии выше: датчик влажности и температуры, датчик освещенности, инфракрасный датчик, реле, шаговый двигатель, датчик газа, датчик звука и многое другое.

Мы предлагаем простые в использовании инструкции по сборке в меню, с примерами, которые будут работать сразу «из коробки».

Наконец, чтобы помочь вам выбрать все необходимые компоненты оборудования, которые вам понадобятся, ознакомтесь с нашим руководством по покупке.

Программное обеспечение

В дополнение к аппаратным компонентам вы будете объединять вещи вместе с повторно используемыми программными модулями или частями. В мире Geek эти программные модули называются библиотеками. Библиотеки обеспечивают конкретную цель, такую как связь с датчиками, которые вы прикрепляете к плате Arduino.

Для наших примеров вам не нужно беспокоиться о выборе библиотек потому, что мы уже связали их с примерами. По крайней мере, до тех пор, пока вы не начнете комбинировать разные примеры датчиков в один супер-пупер-мультисенсор [который неожиданно вырастет и захватит мир].

Как датчики общаются?