這是一個(gè)運(yùn)行在Arduino平臺(tái)上的簡(jiǎn)單的吃豆人游戲,使用OLED顯示屏來顯示游戲界面。游戲的目標(biāo)是控制吃豆人在迷宮中移動(dòng),吃掉所有的豆子,同時(shí)避免撞到墻壁。
導(dǎo)讀:如今,心臟驟停是世界范圍內(nèi)死亡的主要原因,影響著大量的人。心律失??赏ㄟ^心電圖診斷。沒有人會(huì)在家里有心電圖機(jī),它也需要電極粘在適當(dāng)?shù)牡胤?,并且需要時(shí)間來分析心電圖。與此同時(shí),在新冠肺炎疫情后,大多數(shù)人都在使用手指脈搏血氧儀檢查自己的生命體征。由于心電圖(ECG)和容積圖(PPG)之間存在相關(guān)性,因此可用于檢測(cè)嚴(yán)重的心律失常??纱┐魇种该}搏血氧儀使用分光光度法和脈搏體積描記術(shù)來確定氧飽和度水平和脈搏率。我的目標(biāo)是用MAX30102脈搏血氧計(jì)傳感器和Arduino微控制器構(gòu)建一個(gè)可穿戴手指脈搏血氧計(jì),在信號(hào)處理工具Neurokit的幫助下檢測(cè)主要心律失常。在這個(gè)項(xiàng)目的幫助下,我希望心律失??梢约霸绨l(fā)現(xiàn),并通過適當(dāng)?shù)闹委熗炀壬?/p>
我對(duì)生物和工程都很感興趣,我一直在尋找將它們結(jié)合起來的方法。我對(duì)生物發(fā)光特別著迷——一些生物是如何創(chuàng)造自己的光的。最近,我開始探索Arduino,將我的一些生物學(xué)相關(guān)項(xiàng)目想法變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。這個(gè)項(xiàng)目是我和我爸爸的合作,他有電子方面的經(jīng)驗(yàn),是我的導(dǎo)師。他向我介紹了Arduino和AI,目的是幫助我學(xué)習(xí)如何在我未來的生物學(xué)職業(yè)生涯中使用這些工具。我們利用人工智能助手Gemini作為工具,幫助我們將想法變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。Gemini的角色是協(xié)助完成生成代碼、創(chuàng)建Arduino草圖和起草部分報(bào)告等任務(wù),但總是在我們的直接指導(dǎo)下,并基于我們的原始概念。雖然我對(duì)生物學(xué)的興趣推動(dòng)了這個(gè)項(xiàng)目,但這份報(bào)告是我們共同努力和想法的反映。
電流互感器是一種儀表變壓器,專門設(shè)計(jì)用于轉(zhuǎn)換次級(jí)繞組中的交流電,產(chǎn)生的電流與初級(jí)繞組中的電流成正比。這種類型的電流互感器被設(shè)計(jì)為非隱形測(cè)量電流從高壓子系統(tǒng)或高電流通過系統(tǒng)的地方。電流互感器的工作是將大電流轉(zhuǎn)換為可以通過微控制器或模擬儀表輕松測(cè)量的小電流。我們之前在不同類型的電流傳感技術(shù)文章中解釋了使用電流互感器進(jìn)行電流測(cè)量。
如果您是電子電路愛好者或?qū)﹄娮与娐酚袕?qiáng)烈興趣,您必須熟悉555定時(shí)器IC及其三種流行的電路-單穩(wěn)態(tài)多振器,非穩(wěn)態(tài)多振器和雙穩(wěn)態(tài)多振器。你猜怎么著,我們甚至可以用這個(gè)IC作為開關(guān)。這是一種保持其狀態(tài)的按鈕,即在第一次按下時(shí),它打開負(fù)載,在第二次按下時(shí),它關(guān)閉負(fù)載。我們可以將該電路與Arduino等數(shù)字開發(fā)板結(jié)合使用,設(shè)計(jì)需要通過檢測(cè)小脈沖(如運(yùn)動(dòng)傳感器)來激活微控制器的電路。
當(dāng)我們按下按鈕或撥動(dòng)開關(guān)或微動(dòng)開關(guān)時(shí),兩個(gè)金屬部件接觸以短路供電。但它們不會(huì)立即連接,而是在實(shí)際穩(wěn)定連接之前,金屬部分連接和斷開幾次。釋放按鈕時(shí)也會(huì)發(fā)生同樣的事情。這導(dǎo)致誤觸發(fā)或多次觸發(fā),如按鈕被按多次。這就像一個(gè)彈跳的球從高處落下,它一直在表面上彈跳,直到它靜止下來。
在本教程中,我們將通過結(jié)合TP4056鋰離子電池充電器IC和FP6291升壓轉(zhuǎn)換器IC來構(gòu)建一個(gè)鋰電池充電器和升壓模塊,用于單個(gè)鋰電池。這樣的電池模塊在使用鋰電池為電子項(xiàng)目供電時(shí)非常有用。該模塊可以安全地為鋰電池充電,并將其輸出電壓提高到穩(wěn)壓的5V,可以為我們的大多數(shù)開發(fā)板供電,如Arduino, NodeMcu等。我們的模塊的充電電流設(shè)置為1A,輸出電流也設(shè)置為5V時(shí)的1A,但是,如果需要和電池支持,它也可以很容易地修改為提供高達(dá)2.5A。
伺服電機(jī)是常用的電機(jī)在DIY和工業(yè)項(xiàng)目,因?yàn)樗麄兊目焖龠\(yùn)行和精度。此外,很容易將伺服器與Arduino、樹莓派等控制器連接起來。之前我們已經(jīng)使用Arduino和Esp8266控制了一個(gè)LED。在這里,在這個(gè)項(xiàng)目中,我們使用Arduino和ESP8266的幫助下使用web瀏覽器控制伺服電機(jī)。ESP8266 Wi-Fi模塊是一個(gè)便宜而強(qiáng)大的設(shè)備,有助于與任何微控制器通信,如這里的Arduino UNO。
ThingSpeak是一個(gè)偉大的物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái),可以在任何時(shí)間和任何地點(diǎn)通過互聯(lián)網(wǎng)顯示我們的傳感器數(shù)據(jù)。Thingspeak優(yōu)于其他物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)的原因是,它可以毫不滯后地顯示實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。在這個(gè)項(xiàng)目中,我們將使用Arduino、脈搏傳感器和ESP8266 WiFi模塊制作一個(gè)心率監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。脈搏傳感器將檢測(cè)心率,Arduino將使用ESP8266 WiFi模塊將其發(fā)送給Thingspeak。
全球變暖導(dǎo)致了不可預(yù)測(cè)的氣候;世界各地的研究人員正在使用氣象站來觀察記錄和分析天氣模式,以研究氣候變化并提供天氣預(yù)報(bào)。這些氣象站通常包括幾個(gè)傳感器來測(cè)量環(huán)境參數(shù)和一個(gè)監(jiān)測(cè)或記錄系統(tǒng)來分析這些參數(shù)。在本教程中,我們將學(xué)習(xí)如何建立一個(gè)基于無線物聯(lián)網(wǎng)的氣象站,可以測(cè)量關(guān)鍵的環(huán)境參數(shù),如溫度,濕度和壓力。此外,由于我們的氣象站啟用了物聯(lián)網(wǎng),我們可以將這些參數(shù)發(fā)送到ThingSpeak頻道(物聯(lián)網(wǎng)云),在那里我們可以遠(yuǎn)程存儲(chǔ)、分析和訪問數(shù)據(jù)。我們之前也用樹莓派建立了一個(gè)類似的氣象站,它與這個(gè)項(xiàng)目非常相似。
Node-RED是一個(gè)非程序員使用物聯(lián)網(wǎng)的可視化工具,它可以用來更快地構(gòu)建應(yīng)用程序,減少物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品的“上市”時(shí)間。Node-RED可以以新穎有趣的方式輕松地將硬件設(shè)備、api和其他在線服務(wù)連接在一起。Node-RED是一個(gè)開源物聯(lián)網(wǎng)工具,由IBM新興技術(shù)組織實(shí)施。它是用JavaScript編寫的,在NodeJS平臺(tái)上工作。
Blynk是一個(gè)物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái),允許我們快速構(gòu)建項(xiàng)目來控制和監(jiān)控使用Android和iOS設(shè)備的數(shù)據(jù)。我們可以創(chuàng)建一個(gè)項(xiàng)目?jī)x表板,并添加控件,如按鈕、顯示器、滑塊等,用于控制微控制器和其他外圍設(shè)備。使用這些小部件,我們可以控制設(shè)備,可以監(jiān)控手機(jī)屏幕上的傳感器數(shù)據(jù)。
傳統(tǒng)的人工考勤方法非常耗時(shí),而且經(jīng)常會(huì)導(dǎo)致人為錯(cuò)誤。手工系統(tǒng)也容易出現(xiàn)不當(dāng)行為,寶貴的工作時(shí)間被浪費(fèi)在考勤數(shù)據(jù)的組織和結(jié)構(gòu)化上。目前的考勤系統(tǒng)可以通過使用物聯(lián)網(wǎng)和RFID技術(shù)的智能考勤系統(tǒng)來取代更高效和有效的方法。RFID是一種自動(dòng)識(shí)別和數(shù)據(jù)收集技術(shù)。射頻識(shí)別(RFID)是一種通過電磁波在終端和附著在物體上的電子標(biāo)簽之間交換數(shù)據(jù)的技術(shù),目的是識(shí)別和跟蹤。一些標(biāo)簽可以在幾米外讀取,超出閱讀器的視線范圍
在之前的教程中,我們使用NodeMCU構(gòu)建了一個(gè)Alexa控制的家庭自動(dòng)化系統(tǒng)。它很容易構(gòu)建和實(shí)現(xiàn)。但有時(shí)我們需要更多的引腳來控制更多的設(shè)備,在這種情況下,我們可以使用一些具有更多GPIO引腳的微控制器與ESP8266板。在這里,我們將使用Arduino Uno和ESP8266來構(gòu)建基于物聯(lián)網(wǎng)的家庭自動(dòng)化系統(tǒng)。
射頻模塊由一個(gè)433mhz的射頻發(fā)射器和接收器模塊組成。這些是ASK(幅度移位鍵控)或OOK(掛鉤鍵控)型射頻模塊。當(dāng)發(fā)送邏輯零時(shí),發(fā)射機(jī)完全抑制載波頻率,因此在電池操作中只消耗低功率。當(dāng)邏輯1被傳輸時(shí),發(fā)射機(jī)是ON的,并且載波頻率是滿的,因此,將有一個(gè)高電源,在大約4.5mA的范圍內(nèi)與3V電源。
在電子愛好者和初學(xué)者的世界里,Arduino和STM32是兩個(gè)經(jīng)常被提及的名字。它們各自具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)和特點(diǎn),適合不同類型的項(xiàng)目和需求。對(duì)于初學(xué)者來說,選擇Arduino還是STM32,往往取決于個(gè)人的學(xué)習(xí)目標(biāo)、項(xiàng)目需求以及預(yù)算。本文將詳細(xì)探討Arduino和STM32的優(yōu)缺點(diǎn),幫助初學(xué)者做出明智的選擇。
射頻通信是物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中最常用的通信技術(shù)之一,我們之前在兩臺(tái)Arduino之間的通信中使用了433 MHz的射頻模塊。在本教程中,我們將使用NRF24L01收發(fā)模塊在Arduino板和NodeMCU之間進(jìn)行無線通信。在這里,我們將使用NodeMCU ESP8266從互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)器獲取實(shí)時(shí)時(shí)間戳,并通過NRF24L01收發(fā)器無線傳輸?shù)紸rduino uno,并將其打印在連接到Arduino uno的16x2 LCD顯示屏上。
目前有許多通信技術(shù)可用于物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備之間的交互,最流行的是Wi-Fi和藍(lán)牙。但Wi-Fi和藍(lán)牙技術(shù)的問題是高功耗。它們也有其他限制,比如有限的范圍,有限的接入點(diǎn)等。ESP8266模塊是物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備中最流行的Wi-Fi模塊,我們之前已經(jīng)使用它構(gòu)建了很多物聯(lián)網(wǎng)項(xiàng)目。
氣候變化導(dǎo)致了不可預(yù)測(cè)的天氣狀況。世界上有許多氣象站,研究人員和政府機(jī)構(gòu)使用它們來觀察、記錄和分析天氣模式,以研究氣候變化并提供天氣預(yù)報(bào)。這些氣象站是非常先進(jìn)的,不僅可以告訴當(dāng)前的天氣狀況,還可以告訴未來的天氣預(yù)測(cè)?;旧?,任何氣象站都要測(cè)量三個(gè)主要參數(shù)——濕度、溫度和壓力。我們之前使用Arduino、Raspberry Pi和ESP32構(gòu)建了一些物聯(lián)網(wǎng)氣象站,并在IBM Watson、ThingSpeak、Local webserver等各種云平臺(tái)上發(fā)布天氣數(shù)據(jù)。
機(jī)器人被用于許多領(lǐng)域,如建筑、軍事、制造、裝配等。機(jī)器人可以是自主的或半自主的。自主機(jī)器人不需要任何人為干預(yù),可以根據(jù)情況自行采取行動(dòng)。半自動(dòng)機(jī)器人根據(jù)人類的指令工作。這些半自動(dòng)機(jī)器人可以通過遙控器、手機(jī)、手勢(shì)等進(jìn)行控制。我們以前構(gòu)建了一些基于物聯(lián)網(wǎng)的機(jī)器人,可以從web服務(wù)器控制。