Arduino projektek
Molnár Péter
ELTE, Savaria Egyetemi Központ, BDPK, Biológia, molnarp65@gmail.com

Az Arduino egy mikroszámítógép (család), de nem a számítási kapacitásáért érdemes vele foglalkozni (arra jobb a Rasberry Pi), hanem mert a környezetével való kommunikációra fejlesztették ki, elsősorban a beépített analóg->digitál / digitál->analóg átalakítók és digitális portok segítségével. Érzékelők információit lehet vele beolvasni, külső berendezéseket lehet vele vezérelni. Az Arduino kétféle módban működhet, egyrészt a rá letöltött programot hajtjatja végre, másrészt egy számítógép rajta keresztül direkt módon is kommunikálhat a környezetével. Az Arduinó alapvetően soros porton keresztül kommunikál más számítógépekkel, de ez történhet a beépített USB porton, vagy az opcionális Bluetooth-on vagy vezeték  nélküli hálózaton keresztül is. Az Arduino képességeit un, "Shield"-ek segítségével lehet fejleszteni, lehet például SD-kártyát adni hozzá az adatok tárolására. Az Arduino előnye hogy olcsó, rendkívül sok érzékelőt és kiegészítő komponenst lehet hozzá olcsón vásárolni, sokan használják, nagyon széles a rengeteg példát tartalmazó irodalma, könnyű segítséget találni bármilyen probléma/projekt esetén. Hátránya, hogy lassú, már a hangfrekvenciás tartományt sem lehet mintavételezéssel lefedni vele.

Mások nálam sokkal jobban bemutatták az Arduino-t, inkább csak linkeket teszek fel.

Arduino ports
https://worldofelectricalengineering21.blogspot.com/2019/11/Introduction-to-arduino.html


https://www.inf.u-szeged.hu/~makan/tananyagok/elektronikai-alapok-programozoknak/az-arduino-bemutatasa/

https://logout.hu/cikk/arduino_avagy_lego_nagyoknak/bevezetes.html
https://www.youtube.com/watch?v=ZLcKTGI_xHY

Hogyan álljunk neki:
https://www.youtube.com/watch?v=D2LzD3AFhhA&t=2s
http://www.elektromanoid.hu/progi1.html

https://myhomethings.eu/arduino-kezdoknek/


Miért érdekel engem az  Arduino? Egyrészt  sokat dolgoztam különböző mérőrendszerekkel, amelyeknek a lelke egy ipari analóg/digitál konverter volt - manapság minden mérés számítógéppel történik - az Arduino ezek olcsó (persze sokkal egyszerűbb) változata. Az ipari mérőrendszerek rendkívül drágák, meglepő, hogy milyen sok mérést / alkalmazást lehet megvalósítani egy pár ezer forintos eszközzel, mint az Arduino. Az ára megengedi, hogy bárki (gyerekek és felnőttek egyaránt) szabadon játszhasson vele és megvalósíthassa elképzeléseit. Ház automatizálás? Időjárás állomás? Motorvezérlés? Millió lehetőség. Másrészt az iskolai (fizika biológia) laborok gyakran alulfinanszírozottak,  gyakran szükség lenne saját tervezésű mérőműszerekre, ami Arduinoval gyakran megvalósítható. Valószínűleg a diákok is élveznék a közreműködést. Az Arduino megismerése  / rendszerek kiépítése / programozása játszva ad olyan ismereteket / képességeket, amelyek hasznosak lehetnek felnőttkorban is. Ja, és biztonságos, még nekem sem sikerült tönkretennem egy áramkört sem (eddig).

Arduino ideas and projects

Arduino az iskolában: https://pilath.wordpress.com/kiserletek/

Referencia : https://infodobos.cew.hu/doc/tavir_arduino_notebook.pdf

Én a projektek megvalósítása során két programot használtam. természetesen az eredeti Arduino IDE -t és a Processing-nevű ingyenes programot. Meglepődtem, hogy ez a program mennyi mindent tud. Van hozzá grafikus menü-készítő, ami nagyon hasznos dolog, és millió más dolog, amit a fejlesztő közösség alkotott. Az Arduino interfész is megtalálható benne. Sajnos, a magyarázatok többségét csak angolul találtam, de a fordítók korában ez nem igazán jelenthet akadályt. Az előbbi linkeken megtalálható az Arduino és a Processing installálása (könnyű). Ha probléma adódik - a web-keresés után - nekem is lehet írni és megpróbálok segíteni.

1) EKG - mérés. Ezzel kezdem, mivel ez a szívemnek a legkedvesebb, és egyszerű a megvalósítása. Évek óta végzünk EKG méréseket az élettan oktatásához kapcsolódó laborban. Nem használunk kommerciális mérőrendszert (az áruk miatt), de  az analóg/digitál konverter megkerülhetetlen a mérés során. Szerintem érdekes gyakorlat, érdekes kérdésekkel. Ugyanezt meg lehet csinálni Arduinoval és egy kis programozással.

2) Alapok - Hőmérő  negatív karakterisztikájú (NTK) termisztorral. A projektet https://projecthub.arduino.cc/jackcode07/f46dfb38-8da8-4bb2-bf97-9923852243e4 alapján viteleztem ki, "szó szerint" vagyis semmit sem változtattam rajta. Sajnos a referencia angolul van, de a fordítók korszakában ez nem lehet probléma. Röviden: Az utasítások szerint letöltöttem az NTCReader könyvtárat és installáltam (.zip fille) .Szereztem egy 10 kOhm-os termisztort valamint egy 10 kOhmos ellenállást (helyi elektromos alkatrész bolt, web keresés). Összekötöttem (forrasztottam, de tekerni is lehet) a termisztor egyik vezetékét és az ellenállás egyik vezetékét. Az arduinó bekötése a referencia alapján:  Ellenállás szabad vége +5V;  Ellenállás NTC közös A0; NTC szabad vége 0V. Letöltöttem az Arduino referencia programot (File -> Examples -> NTCReader-main -> Example) az Arduino board-ra és a soros monitoron le lehet olvasni a hőmérsékletet.

Homero

3) Hőmérő - WiFi kiolvasással (időjárás állomás, hőmérséklet, légnyomás, páratartalom)