00.png

Mając wiedzę z poprzedniego
artykułu, moglibyśmy już napisać właściwy szkic, jednak system
zastawił na nas pułapkę. Gdy akurat czujnik ustawi się w pozycji
pomiędzy, może dojść do niekontrolowanego przełączania
się odczytów i naliczą nam się litry, choć nic nie będzie
kapać. Brakuje tak zwanej histerezy. Można to zrobić
elektronicznie, ale od czego mamy Arduino?<pre class="jodit-code"><code class="language-cpp">const byte phototransistor = A0; // Port fototranzystora.
const byte led = 13; // Port diody stanu fototranzystora.
const int threshold = 303; // Środek między napięciem "ciemnym" i "jasnym", początkowo 512.
const int hysteresis = 50; // Histereza.
bool ledState = false; // Stan diody stanu fototranzystora.

void setup() {
 pinMode(led, OUTPUT);
 Serial.begin(115200);
}
void loop() {
 int voltage = analogRead(phototransistor); // Prześlij wartość napięcia fototranzystora do zmiennej.
 Serial.println(voltage); // Wyślij ją na monitor.
 if (voltage &lt; threshold - hysteresis) { // Jeśli napięcie spadło poniżej progu i histerezy...
 ledState = true; // Ustaw stan diody.
 } else if (voltage &gt; threshold + hysteresis) { // Jeśli napięcie wzrosło powyżej progu i histerezy...
 ledState = false; // Zeruj stan diody.
 }
 digitalWrite(led, ledState); // Prześlij stan diody do portu diody.
 delay(100);
}
</code></pre>Podłączymy się teraz na pin analogowy. Powołamy do życia port fototranzystora, który nie będzie badać stanu cyfrowego, a napięcie. Ten szkic będzie wymagać kalibracji, więc na początek próg przełączania ustawimy na środek – czyli na wartość 512. Utworzymy też współczynnik histerezy. Co to jest? To pewna wartość, tak dobrana, że przełączanie stanu diody nastąpi tylko jeśli napięcie będzie niższe od połowy minus ta wartość albo wyższe od połowy plus ta wartość. Innymi słowy, jeśli napięcie będzie sobie pływać na progu przełączania, czyli w okienku o podwójnej wartości histerezy, żadnej reakcji nie będzie.Skompilujmy tę wersję, na razie nie przejmując się jej działaniem. Ustawmy tarczę w najciemniejszej pozycji i sczytajmy wartości wyświetlane w polu monitora. Potem przesuńmy ją w pozycję najjaśniejszą i ponownie sczytajmy te wartości. U mnie wyszło mniej więcej 25 oraz 580. Nie musimy ich traktować tak dokładnie, tylko mniej więcej. Teraz rozwiążemy równianie: dodajemy obie wartości do siebie i wynik dzielimy przez dwa. Da nam to 303 i tę wartość należy wpisać do szkicu. Parametr „histereza” powinien przyjmować mniej więcej dziesięć procent zakresu pracy. Wstawiłem 50. Po kompilacji dioda powinna się przełączać już bez ryzyka mrugania w stanach pośrednich. Szczegóły działania algorytmu wyjaśniłem w komentarzach.I jeszcze jedna moja uwaga: środek przedziału możemy równie dobrze określić mierząc napięcia woltomierzem i przeliczając wynik na dziesięciobitową wartość – jak widać, wyszło praktycznie tyle samo. Skoro wszystko działa, zbudujmy licznik. W tym celu użyję wyświetlacza na <a href="https://arduino.pl/tme-educational-board">płytce edukacyjnej TME.</a> Ograniczę się do pierwszych ośmiu znaków, dzięki czemu można będzie użyć takich właśnie małych wyświetlaczy.<pre class="jodit-code"><code class="language-cpp">#include &lt;Wire.h&gt; // Biblioteka obsługująca magistralę I2C
#include &lt;hd44780.h&gt; // Biblioteka obsługująca wyświetlacze 44780
#include &lt;hd44780ioClass/hd44780_I2Cexp.h&gt; // Dodatek obsługujący wyświetlacze podłączone do ekspandera I2C
hd44780_I2Cexp lcd(0x20, I2Cexp_MCP23008, 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1, HIGH); // Konfiguracja połączeń wyświetlacza LCD

const byte phototransistor = A0; // Port fototranzystora.
const byte led = 13; // Port diody stanu fototranzystora.
const int threshold = 303; // Środek między napięciem "ciemnym" i "jasnym", początkowo 512.
const int hysteresis = 50; // Histereza.
bool currDisc = false; // Obecny stan tarczy.
bool prevDisc = false; // Poprzedni stan tarczy.
unsigned long waterMeter = 999999; // Licznik wodomierza.
char text[8]; // Tablica dla reprezentanta znakowego licznika wodomierza.

void setup() {
 pinMode(led, OUTPUT);
 lcd.begin(16, 2);
 lcd.print("000000 &gt;"); // Wyślij grafikę startową.
}
void loop() {
 int voltage = analogRead(phototransistor); // Prześlij wartość napięcia fototranzystora do zmiennej.
 if (voltage &lt; threshold - hysteresis) { // Jeśli napięcie spadło poniżej progu i histerezy...
 currDisc = true; // Ustaw stan tarczy.
 } else if (voltage &gt; threshold + hysteresis) { // Jeśli napięcie wzrosło powyżej progu i histerezy...
 currDisc = false; // Zeruj stan tarczy.
 }
 if (!prevDisc &amp;&amp; currDisc) { // Jeśli stan tarczy zmienił się z niskiego na wysoki...
 waterMeter++; // Zwiększ wartość licznika wodomierza
 if (waterMeter &gt; 999999) { // Jeśli przekroczył wartość maksymalną...
 waterMeter = 0; // Zeruj go.
 }
 lcd.setCursor(0, 0); // Ustaw kursor na początku wyświetlacza.
 snprintf(text, sizeof(text), "%06lu", waterMeter); // Formatuj tekst licznika wodomierza.
 lcd.print(text); // Prześlij go na wyświetlacz.
 lcd.print(" &gt;"); // Wyświetl grafikę związaną z obrotem tarczy.
 } else if (prevDisc &amp;&amp; !currDisc) { // Jeśli stan tarczy zmienił się z wysokiego na niski...
 lcd.setCursor(6, 0); // Ustaw kursor.
 lcd.print(" &lt;"); // Wyświetl grafikę związaną z obrotem tarczy.
 }
 prevDisc = currDisc; // Załaduj obecny stan tarczy do zmiennej jej poprzedniego stanu.
 digitalWrite(led, currDisc); // Prześlij stan tarczy do portu diody.
}
</code></pre>Ponieważ ten mój jest podłączony przez ekspander I2C, trzeba użyć stosownych bibliotek. Wyświetlacz ten już wielokrotnie wystąpił w artykułach, więc ten etap omawiania programu pominę. Zmienimy nazwy niektórych zmiennych, bo teraz będą mieć inny sens. W części wstępnej wyświetlimy sześć zer oraz wskaźnik obrotu tarczy – odpowiednik diody świecącej z poprzedniego szkicu, której obsługę zresztą pozostawię. Użyłem znaków mniejszości i większości, będą one naprzemiennie ukazywać się na końcu wyświetlacza, tworząc taką prymitywną animację.Zaczynamy podobnie: mierzymy napięcie i ładujemy do binarnej zmiennej stan odczytany – z uwzględnieniem histerezy, co poznaliśmy już w poprzednim szkicu. W kolejnym warunku będziemy rozpoznawać chwile, gdy stan zmienił się z niskiego na wysoki lub odwrotnie. Jeśli zaszło pierwsze zdarzenie, zwiększamy licznik litrów – przypomnę: jeden obrót tarczy to jeden litr. Jeśli przeczymy wartość licznika, wyzerujemy go. Oprócz tego ustawimy kursor na początku wyświetlacza i za pomocą sprytnej instrukcji zamieniającej liczby na łańcuchy, sformatujemy stan licznika tak, by zawsze widać było sześć cyfr – z zerami nieznaczącymi. Na końcu wyświetlimy jeszcze pierwszą grafikę animacji.W przypadku odwrotnym, czyli zmiany stanu wysokiego na niski, nie będziemy liczyć litrów, a tylko zadbamy o wyświetlenie drugiej grafiki animacji. Po tym wszystkim jeszcze trzeba przepisać stan fototranzystora do pomocniczej zmiennej, przechowującej poprzedni jego stan i wysłać go na diodę świecącą.I to już wszystko. Mamy prosty licznik, dublujący ten na cyferblacie, ze wskaźnikiem aktywności przepływu. Tutaj należałoby zadbać o zasilanie buforowe, by nam się całość przypadkiem nie zresetowała. Stan licznika można też zapisywać w pamięci nieulotnej, na przykład co metr sześcienny. Mając komputerek, możemy wykrywać zbyt duży przepływ – zdarzający się gdy pęknie jakaś rura oraz zbyt długi przepływ – na wypadek jakiegoś wycieku o mniejszej mocy, ale trwającego zdecydowanie za długo. Można także dane eksportować w świat, radiowo czy jakkolwiek inaczej. Ale o tym napiszę innym razem.

Mając wiedzę <a href="https://arduino.pl/articles/165_odczyt_licznika_wody_cz_1">z poprzedniegoartykułu,</a> moglibyśmy już napisać właściwy szkic, jednak system
zastawił na nas pułapkę. Gdy akurat czujnik ustawi się w pozycji
pomiędzy, może dojść do niekontrolowanego przełączania
się odczytów i naliczą nam się litry, choć nic nie będzie
kapać. Brakuje tak zwanej histerezy. Można to zrobić
elektronicznie, ale od czego mamy Arduino?

[166] Odczyt licznika wody cz. 2

176.png

LoRa jest bezprzewodowym protokołem przesyłania danych o fascynujących właściwościach: zasięg może sięgać kilometrów, a pobór prądu jest tak mały, że nawet niewielka litowa bateria wystarcza na lata. Nic za darmo, szybkość pracy jest marna i w praktyce wystarcza typowym zastosowaniem IoT ograniczonym do sterowań. Innymi słowy, obrazu tym nie prześlemy, ale już polecenia na przykład otwarcia drzwi garażowych – jak najbardziej.<a target="_blank" rel="noopener noreferrer nofollow" href="https://projecthub.arduino.cc/devansh_tangri/lora-powered-garage-door-model-using-esp32-and-rylr988-72af3d?utm_source=segment&amp;utm_medium=email&amp;utm_campaign=weekly-newsletter">W opracowaniu</a> użyto modułów RYLR998, które mogą pracować na dystansie od kilometra nawet do piętnastu przy szybkości maksymalnej 115 kb. Nadają się świetnie do zastosowań w środowisku, w którym brakuje dostępności WiFi, BT ma zbyt słaby zasięg, a podczerwień jest niepraktyczna. Projekt ma charakter użyteczno-edukacyjny, a samo programowe wdrożenie sterowania protokołem jest wyjątkowo proste dzięki użyciu bibliotek. Elementy związane z LoRa za jakiś czas znajdą w serii artykułów poświęconych zagadnieniu.

LoRa jest bezprzewodowym protokołem przesyłania danych o fascynujących właściwościach: zasięg może sięgać kilometrów, a pobór prądu jest tak mały, że nawet niewielka litowa bateria wystarcza na lata. Nic za darmo, szybkość pracy jest marna i w praktyce wystarcza typowym zastosowaniem IoT ograniczonym do sterowań. Innymi słowy, obrazu tym nie prześlemy, ale już polecenia na przykład otwarcia drzwi garażowych – jak najbardziej.

Sterowanie bramą za pomocą protokołu LoRa

173.png

Aparat fotograficzny to nie tylko przyjemność uwieczniania wycieczek czy urodzin, ale też narzędzie inspekcyjne. Zapewne każdy, kto wypożyczał samochód, zna procedurę: najlepiej zrobić serię zdjęć, by potem nie negocjować opłat za jakąś rysę, która była tam już wcześniej, ale na którą może nas naciągnąć nieuczciwy właściciel interesu. Kamerę inspekcyjną zbudowano <a target="_blank" rel="noopener noreferrer nofollow" href="https://github.com/avazqueznj/brick1">w tym projekcie</a> i jej głównym zadaniem jest robienie serii powtarzających się ujęć, ustalonej wcześniej według pewnego algorytmu, sortowanie owych zdjęć i wysyłanie do aplikacji, która zarządza flotą pojazdów.Teoretycznie da się tak ze smartfonem, lecz tutaj można zapanować nad wszystkim, łącznie z rozpoznawaniem właściwego kadru. To właśnie dla powtarzających się, nużących czynności wszelka automatyka przyspiesza pracę i niweluje pomyłki. System bazuje na Arduino GIGA R1 WiFi i grafice GIGA Display pracującej z kamerą ArduCam Mini oraz czytniku RFID.

Aparat fotograficzny to nie tylko przyjemność uwieczniania wycieczek czy urodzin, ale też narzędzie inspekcyjne. Zapewne każdy, kto wypożyczał samochód, zna procedurę: najlepiej zrobić serię zdjęć, by potem nie negocjować opłat za jakąś rysę, która była tam już wcześniej, ale na którą może nas naciągnąć nieuczciwy właściciel interesu. Kamerę inspekcyjną zbudowano <a target="_blank" rel="noopener noreferrer nofollow" href="https://github.com/avazqueznj/brick1">w tym projekcie</a> i jej głównym zadaniem jest robienie serii powtarzających się ujęć, ustalonej wcześniej według pewnego algorytmu, sortowanie owych zdjęć i wysyłanie do aplikacji, która zarządza flotą pojazdów.

Inteligentny aparat

0.png

1.png

2.png

3.png

4.png

5.png

6.png

Od razu napiszę: to wszystko można kupić i to w najróżniejszych kombinacjach. Ale nasza seria to klasyczne: zrób to sam, bardzo dosłownie, bo staram się nie przedstawiać kompletnych projektów, a sposoby, by szczegóły każdy już dopracował sobie do własnych potrzeb. Tak więc rozważania w tym artykule będą dotyczyć ogólnie przeniesienia informacji o zużyciu wody – z wodomierza do świata elektroniki. A co będzie potem – to już niech każdy użyje własnej wyobraźni. Ja oczywiście przedstawię rozwiązanie startowe, ale po kolei.<img src="https://cdzpcayhaa.cloudimg.io/v7/_ard_/1-6a43e3cf07bac.png?force_format=webp&amp;ci_sign=92a9ac197f08a1a91945a5b4d86d9729ed2d91af" alt="1.png" style="max-width: 100%; height: auto; margin: 16px auto; width: 540px; display: block;">Liczniki zwykle składają się z dwóch części. W tak zwanej mokrej płynie woda, która wprawia w obroty turbinkę. Na jej szczycie jest zamocowany magnes, sprzężony z bliźniakiem w tak zwanej części suchej, izolowanej od mokrej, zawierającej redukcyjne koła zębate i dekadowy licznik analogowy.<fragment id="jodit-selection_marker_1782834617949_5324279213981229" style="line-height: 0; display: none;" data-jodit-temp="true" data-jodit-selection_marker="start"></fragment><img src="https://cdzpcayhaa.cloudimg.io/v7/_ard_/2-6a43e3cee642a.png?force_format=webp&amp;ci_sign=4d48783fc58a9d72d66e625bf6bc428bb3e22cf1" alt="2.png" style="max-width: 100%; height: auto; margin: 16px auto; width: 540px; display: block;"><fragment id="jodit-selection_marker_1782834617949_0919900993481767" style="line-height: 0; display: none;" data-jodit-temp="true" data-jodit-selection_marker="end"></fragment>Dla nas istotny będzie jeden element. Zanim o nim powiem, przypomnę że licznik jest, że tak powiem, dobrem urzędowym, któremu można się przyglądać, ale nijak nie wolno weń ingerować – oczywiście z wyjątkiem, kiedy już w obrębie własnej instalacji wstawimy sobie własny, prywatny licznik. Nie ma możliwości, byśmy rozkręcili wodomierz, którym rozliczamy się z dostawcą wody i podłączyli się gdzieś tam z takim czy innym czujnikiem zliczającym impulsy. Jedyna metoda na pozyskanie informacji z licznika to obserwacja z zewnątrz. Sprawa wydaje się beznadziejna, ale wcale tak nie jest.<fragment id="jodit-selection_marker_1782834626017_8818504759074705" style="line-height: 0; display: none;" data-jodit-temp="true" data-jodit-selection_marker="start"></fragment><img src="https://cdzpcayhaa.cloudimg.io/v7/_ard_/3-6a43e3ceed1be.png?force_format=webp&amp;ci_sign=b68dc9c0a0053e1fbd4a3949c6a9336fffc6ea4b" alt="3.png" style="max-width: 100%; height: auto; margin: 16px auto; width: 540px; display: block;"><fragment id="jodit-selection_marker_1782834626017_4569599391104021" style="line-height: 0; display: none;" data-jodit-temp="true" data-jodit-selection_marker="end"></fragment>Znakomita większość liczników mechanicznych oprócz cyferek posiada także widoczny wirujący element albo dwa. I tutaj jest problem. Licznik, który jest bohaterem dzisiejszego opracowania, ma takie elementy: śmigiełko i wskazówkę, jednak nie do końca w wersji, która będzie nam pasować. Pierwszy element, w czarnym kolorze, obraca się 42 razy na każdy litr, wskazówka (czerwona) wykonuje natomiast jeden pełen obrót. Nie są to najlepsze obiekty do rozpoznawania, ale teoretycznie – da się. Natomiast większość liczników posiada innego rodzaju wskaźnik litra: tarczę mniej więcej w połowie czarną, w drugiej – lustrzaną.<fragment id="jodit-selection_marker_1782834634477_5533488939206089" style="line-height: 0; display: none;" data-jodit-temp="true" data-jodit-selection_marker="start"></fragment><img src="https://cdzpcayhaa.cloudimg.io/v7/_ard_/4-6a43e3cf45661.png?force_format=webp&amp;ci_sign=a6cdcb21afecb90fe626d4cd309d87b7c8573c8d" alt="4.png" style="max-width: 100%; height: auto; margin: 16px auto; width: 540px; display: block;"><fragment id="jodit-selection_marker_1782834634477_08677323332108577" style="line-height: 0; display: none;" data-jodit-temp="true" data-jodit-selection_marker="end"></fragment>Dla naszych celów jest to zdecydowanie najlepsza opcja. Tarcza ta współpracuje z nakładką na obudowę licznika, która zawiera diodę podczerwieni i fototranzystor oraz elektronikę obrabiającą zliczane impulsy. Dzisiaj sami zrobimy sobie taką nakładkę, którą w pełni legalnie można przytwierdzić do obudowy licznika na przykład taśmą klejącą – nie ma ona żadnego wpływu na odczyt. Zasada działania będzie bardzo podobna do <a href="https://arduino.pl/articles/135-budujemy-licznik-nie-tylko-do-magnetofonu-cz-1">opisywanego przeze mnie kiedyś licznika obrotów do magnetofonu,</a> z tym że będzie jeszcze prościej, ponieważ zrezygnujemy z identyfikacji kierunku przepływu wody. Cofki w praktyce zdarzają się wyłącznie awaryjnie albo na minimalną skalę, przy wyrównywaniu ciśnień.<fragment id="jodit-selection_marker_1782834643261_6370474009274554" style="line-height: 0; display: none;" data-jodit-temp="true" data-jodit-selection_marker="start"></fragment><img src="https://cdzpcayhaa.cloudimg.io/v7/_ard_/5-6a43e3cfb1fd2.png?force_format=webp&amp;ci_sign=97663568dadb38e1312ee01f35062acb1c411da6" alt="5.png" style="max-width: 100%; height: auto; margin: 16px auto; width: 540px; display: block;"><fragment id="jodit-selection_marker_1782834643261_6913676068313376" style="line-height: 0; display: none;" data-jodit-temp="true" data-jodit-selection_marker="end"></fragment>A więc: dioda świecąca będzie oświetlać wirującą tarczę, a fototranzystor będzie naprzemiennie: oświetlany światłem odbitym od części lustrzanej czy białej i zaciemniany, gdy pojawi się przed nim część ciemna. Zasada prosta, a niezawodna stanie się wówczas, gdy dobierzemy właściwy punkt pracy fototranzystora i położenie wszystkich elementów względem siebie. W artykule o liczniku do magnetofonu użyłem własnoręcznie wykonanego czujnika z elementów SMD. Dziś użyję takiego gotowca, który właśnie do takich celów służy: w sprytnej obudowie siedzą dwa wymienione elementy, lekko skierowane ku sobie.<fragment id="jodit-selection_marker_1782834713725_8072447188021652" style="line-height: 0; display: none;" data-jodit-temp="true" data-jodit-selection_marker="start"></fragment><img src="https://cdzpcayhaa.cloudimg.io/v7/_ard_/6-6a43e3cfcd545.png?force_format=webp&amp;ci_sign=a5047041b5f695f8d5e2f78f9737a4e8e7d6ad31" alt="6.png" style="max-width: 100%; height: auto; margin: 16px auto; width: 540px; display: block;"><fragment id="jodit-selection_marker_1782834713725_059937855636467474" style="line-height: 0; display: none;" data-jodit-temp="true" data-jodit-selection_marker="end"></fragment>Elementy zwykle dopasowane są pod względem pasma i kątów pracy, więc w tego typu projektach dobrze użyć czegoś takiego – zaoszczędzimy sobie pracy na budowie mechanicznej i kalibracji. Element ten można przylepić do przezroczystej obudowy licznika (byle nie trwale – to znaczy tak, by pozostały jam jakieś ślady po odklejeniu). Oczywiście musi być skierowany w dół, na wspomnianą tarczę. A co, gdy tarczy nie ma i dysponujemy takimi elementami jak w moim liczniku? Cóż, tutaj kombinowania będzie więcej. Najlepiej użyć diody laserowej, czy układu z soczewkami, dającymi tak wąski kąt światła, by był w pełni zasłaniany obracającą się wskazówką. Jeśli będziemy obserwować jej cień, dostaniemy podobną informację. Ale obecnie większość liczników ma już wspomnianą tarczę, więc usprawniłem swój egzemplarz – jak mówiłem – już zdelegalizowany, naklejając na wskazówkę tarczę z czarnego kartonu, z naklejoną folią aluminiową, która udaje rozwiązania fabryczne.Schemat jest bardzo prosty: przez diodę świecącą modułu musimy przepuścić odpowiedni prąd. Znajdziemy go w katalogu, a jeśli nie, możemy założyć, że 10 mA będzie wartością aż za dobrą. Wstawiłem z zapasem rezystor 220R i podłączyłem go do pięciu woltów. Katoda diody jest oczywiście połączona z masą. Z nią też łączę emiter fototranzystora – dlatego z modułu wychodzą trzy, a nie cztery przewody. Kolektor dostarczy informację o stanie oświetlenia, ale trzeba go spolaryzować, podłączając rezystor także do pięciu woltów. Metodą prób i błędów określiłem jego wartość na 10 kR. Jak go dobrać?Po przylepieniu modułu do obudowy wodomierza należy spuścić odrobinę wody, by w polu widzenia fototranzystora pojawiło się pole czarne. Mierzymy napięcie na kolektorze, po czym znowu spuszczamy odrobinę wody, by obrócić tarczę do pozycji srebrnej. W pierwszym przypadku napięcie powinno być znacznie wyższe od dwóch woltów. W drugim powinno być znacznie niższe od ośmiu dziesiątych wolta. Gdyby któreś z napięć zbytnio zbliżało się do wymienionej granicy – należy zmienić rezystor, gdyby różnica napięć była zbyt niska – wymieniamy fototranzystor albo sprawdzamy, czy oba elementy pracują w tym samym paśmie światła. Skoro wszystko mamy podłączone, napiszmy prosty program, który sprawdzi logikę układu.<pre class="jodit-code"><code class="language-cpp">const byte phototransistor = 12; // Port fototranzystora.
const byte led = 13; // Port diody stanu fototranzystora.

void setup() {
 pinMode(phototransistor, INPUT);
 pinMode(led, OUTPUT);
}
void loop() {
 digitalWrite(led, !digitalRead(phototransistor)); // Prześlij zanegowany stan portu fototranzystora do portu diody świecącej.
}
const byte phototransistor = 12; // Port fototranzystora.
const byte led = 13; // Port diody stanu fototranzystora.

void setup() {
 pinMode(phototransistor, INPUT);
 pinMode(led, OUTPUT);
}
void loop() {
 digitalWrite(led, !digitalRead(phototransistor)); // Prześlij zanegowany stan portu fototranzystora do portu diody świecącej.
}
</code></pre> Fototranzystor podłączę do 12 pinu, na trzynastym znajduje się dioda świecąca. Będziemy na nią zrzucać odczytany stan sensora, ale po zaprzeczeniu, żeby było intuicyjnie: ciemna tarcza – dioda nie świeci, jasna – świeci. Po kompilacji możemy trochę pochlapać, przyglądając się korelacji obracającej się tarczy z diodą. Powinna migać z częstotliwością raz na litr. Teoretycznie wszystko gra, więc można napisać jakiś użyteczny program. Ale o tym napiszę już <a href="https://arduino.pl/articles/166_odczyt_licznika_wody_cz_2">w kolejnym artykule</a>.

Od razu napiszę: to wszystko można kupić i to w najróżniejszych kombinacjach. Ale nasza seria to klasyczne: zrób to sam, bardzo dosłownie, bo staram się nie przedstawiać kompletnych projektów, a sposoby, by szczegóły każdy już dopracował sobie do własnych potrzeb. Tak więc rozważania w tym artykule będą dotyczyć ogólnie przeniesienia informacji o zużyciu wody – z wodomierza do świata elektroniki. A co będzie potem – to już niech każdy użyje własnej wyobraźni. Ja oczywiście przedstawię rozwiązanie startowe, ale po kolei.

[165] Odczyt licznika wody cz. 1

174.png

Najogólniej, w świecie automatyki nierozległej, że tak powiem, panują dwie szkoły: jedna to centralizacja, czyli zwykle jeden układ sterujący peryferiami, najczęściej jedynie wykonawczymi. Dopóki projekt jest względnie spójny, jest to podejście wygodne i szybsze w realizacji pod względem sprzętowym. Drugi koncept polega na wieloprocesorowości, czyli tworzeniu inteligentnych peryferiów i delegowania do każdego bloku wraz z elementami wykonawczymi także kontrolera. Wówczas centralny sterownik, albo nawet ich sieć, porozumiewa się z takimi blokami w sposób optymalny, przede wszystkim niekrytyczny czasowo, co może mieć znaczenie tam, gdzie przestoje milisekundowe mogą doprowadzić do szkód.<a target="_blank" rel="noopener noreferrer nofollow" href="https://www.instructables.com/Zeno-the-Trash-Handling-Robot/">W tym projekcie</a> tak właśnie uczyniono, choć akurat nie jest to projekt krytyczny. Urządzenie do zbierania śmieci zawiera aż 11 płytek Arduino, ale potrafi rozpoznawać głos i widzi otoczenie. Dwie kamery rozpoznają odpady, kosze na śmieci i różne problemy na drodze, w tym – ludzi. Pięć czujników zbliżeniowych zaś pozwala omijać przeszkody. Robot może być przywołany, przejąć przedmiot do wyrzucenia i udać się z nim w miejsce przeznaczone dla odpadów. Oczywiście mamy tutaj koła, chwytak i to wszystko, co powinien mieć przyzwoity robot. Ze względu na koncepcję – wieloprocesorowość – warto przyjrzeć się projektowi.

Najogólniej, w świecie automatyki nierozległej, że tak powiem, panują dwie szkoły: jedna to centralizacja, czyli zwykle jeden układ sterujący peryferiami, najczęściej jedynie wykonawczymi. Dopóki projekt jest względnie spójny, jest to podejście wygodne i szybsze w realizacji pod względem sprzętowym. Drugi koncept polega na wieloprocesorowości, czyli tworzeniu inteligentnych peryferiów i delegowania do każdego bloku wraz z elementami wykonawczymi także kontrolera. Wówczas centralny sterownik, albo nawet ich sieć, porozumiewa się z takimi blokami w sposób optymalny, przede wszystkim niekrytyczny czasowo, co może mieć znaczenie tam, gdzie przestoje milisekundowe mogą doprowadzić do szkód.

Zespół kontrolerów w urządzeniu zbierającym śmieci

172.png

Arduinowy kurnik? A jednak jest to zupełnie poważny projekt, wykorzystujący nowinkę, czyli Arduino Q. Po co i do czego tak zaawansowana wersja płytki? Otóż tym razem nie mamy prostego układu wspomagającego hodowlę, a mocno już zaawansowany, wykorzystujący także elementy rozpoznawania obrazu i dźwięku. Implementacja owego kurnika obejmuje:<ul><li>Sterowanie drzwiami umożliwiającymi oddzielenie kur od świata zewnętrznego nocą i wypuszczenie ich na światło słoneczne w ciągu dnia.</li><li>System karmienia i dystrybucji pasz.</li><li>Monitorowanie otoczenia z wykrywaniem intruzów, w tym – drapieżników.</li><li>Wykrywanie dźwięków charakterystycznych dla drapieżników.</li><li>System kontroli i sterowania temperaturą.</li><li>Monitoring zdalny i integrację z IoT</li><li>Modułowość i zaprojektowanie systemu ze względu na niezawodność i łatwy, szybki serwis.</li></ul>Całość jest w pełni użytecznym systemem, zaprojektowanym pod względem użyteczności i bardzo dobrze opisanym. Zainteresowanych zapraszam <a target="_blank" rel="noopener noreferrer nofollow" href="https://projecthub.arduino.cc/shebinjosejacob/smart-coop-20-787f34?utm_source=segment&amp;utm_medium=email&amp;utm_campaign=weekly-newsletter">tutaj</a> i nie tylko właścicieli stadka kur, bo na podstawie tych rozwiązań można nauczyć się projektowania automatyki użytkowej jako takiej.

Arduinowy kurnik? A jednak jest to zupełnie poważny projekt, wykorzystujący nowinkę, czyli Arduino Q. Po co i do czego tak zaawansowana wersja płytki? Otóż tym razem nie mamy prostego układu wspomagającego hodowlę, a mocno już zaawansowany, wykorzystujący także elementy rozpoznawania obrazu i dźwięku. Implementacja owego kurnika obejmuje:

Kurnik z Arduino

171.png

Z pewnością wielu słyszało o autonomicznych odkurzaczach, a niejeden taki posiada. Podwaliny tej technologii stworzyła Roomba i często owe pełzające w rytm własnych zasad odkurzacze tak nazywamy, niezależnie od tego, kto je zaprojektował i wyprodukował. Na pewno jest to świetny przykład robotyki praktycznej i jedyny problem dla nas – konstruktorów – to tajemnica jego działania, czy raczej algorytmów, którymi się posługuje. Na świecie oczywiście łamie się te zasady, przejmując system jak również wykorzystuje się sam sprzęt, implementując własne systemy zarządzania i sterowania. Co by nie mówić, mamy tu kompletnego robota, przeznaczonego do długotrwałej pracy w ciężkich warunkach, bo od premiery pierwszych egzemplarzy minęło już sporo lat, a wiele z nich pracuje do dziś.Na stronie pewnego <a target="_blank" rel="noopener noreferrer nofollow" href="https://www.youtube.com/watch?v=yivvNzgzQ5c">projektu</a> wykorzystano podwozie takiego odkurzacza, tworząc od nowa całą resztę, już zgodną z zamysłem projektanta. Możemy się przyjrzeć jego działaniom, inspirując się podczas tworzenia własnych rozwiązań. W końcu jeżdżący, widzący i słyszący świat odkurzacz wcale nie musi nim być. Może na przykład podawać różne przedmioty, może dokonywać inspekcji całkiem rozległych terenów, może tyle ile może wyobraźnia człowieka. A ponieważ odkurzacze takie już wyeksploatowane czy uszkodzone są powszechnie dostępne za grosze, okazuje się, że powstał jeszcze jeden rynek taniej automatyki do zastosowań własnych.

Z pewnością wielu słyszało o autonomicznych odkurzaczach, a niejeden taki posiada. Podwaliny tej technologii stworzyła Roomba i często owe pełzające w rytm własnych zasad odkurzacze tak nazywamy, niezależnie od tego, kto je zaprojektował i wyprodukował. Na pewno jest to świetny przykład robotyki praktycznej i jedyny problem dla nas – konstruktorów – to tajemnica jego działania, czy raczej algorytmów, którymi się posługuje. Na świecie oczywiście łamie się te zasady, przejmując system jak również wykorzystuje się sam sprzęt, implementując własne systemy zarządzania i sterowania. Co by nie mówić, mamy tu kompletnego robota, przeznaczonego do długotrwałej pracy w ciężkich warunkach, bo od premiery pierwszych egzemplarzy minęło już sporo lat, a wiele z nich pracuje do dziś.

Robot z robota, czyli przerabiamy odkurzacz

170.png

Jednym ze znanych i często przytaczanych przykładów działań, z którymi radzi sobie Arduino trzydziestodwubitowe, a nie radzi ośmiobitowe, jest rozpoznawanie obrazu. Zwykle się o tym pisze, ale rzadko daje konkretne przykłady, a jeśli w ogóle, dotyczą one jakichś mało fascynujących elementów będących częścią dużych systemów produkcyjnych czy przemysłowych w ogóle.W projekcie BirdFeedR zaimplementowano ów mechanizm do detekcji ptaków i wiewiórek. Po co? Kto zajmuje się dokarmianiem jednych i drugich z pewnością zauważył, że o ile ptaki raczej zachowują umiar, wiewiórki potrafią z karmnika wynieść wszystko i zachomikować gdzieś w sobie tylko znanych miejscach (dlaczego nie zawiewiórkować? :) Projektant systemu dokarmiania w oparciu o Arduino Q zbudował karmnik, który wydaje ziarenka czy jakiekolwiek ptasie przysmaki wyłącznie ptakom, analizując obraz z kamery USB spiętej z platformą i to jedynie w oparciu o przykładowy szkic Detect Objects on Camera korzystający z biblioteki Video Object Detection Brick, która znowu jest częścią całego systemu FOMO (Faster Objects, More Objects) firmy Edge Impulse. Pokładowy kontroler otrzymuje informację od mikroprocesora i zajmuje się już typową arduinową resztą, a więc steruje serwomechanizmem. Oczywiście sam projekt ma charakter edukacyjny, ale nie do końca; dla miłośników przyrody może być całkiem użyteczny. Więcej o projekcie <a target="_blank" rel="noopener noreferrer nofollow" href="https://www.hackster.io/ishotjr/birdfeedr-the-bird-only-feeder-powered-by-arduino-uno-q-2c3259">tutaj.</a>

Jednym ze znanych i często przytaczanych przykładów działań, z którymi radzi sobie Arduino trzydziestodwubitowe, a nie radzi ośmiobitowe, jest rozpoznawanie obrazu. Zwykle się o tym pisze, ale rzadko daje konkretne przykłady, a jeśli w ogóle, dotyczą one jakichś mało fascynujących elementów będących częścią dużych systemów produkcyjnych czy przemysłowych w ogóle.

Rozpoznawanie obrazu na wesoło

169.png

Bardzo lubię ożywiać różnego rodzaju wyświetlacze retro i kilka takich projektów już prezentowałem. Zabawę tę lubią także inni miłośnicy Arduino i jeden z projektów możemy znaleźć pod tym adresem: <a target="_blank" rel="noopener noreferrer nofollow" href="https://blog.arduino.cc/2026/04/07/an-arduino-gives-this-quirky-old-led-display-a-new-life">https://blog.arduino.cc/2026/04/07/an-arduino-gives-this-quirky-old-led-display-a-new-life</a>Użyto tam klasycznego wyświetlacza dużych rozmiarów, zbudowanych z czerwonych diod o średnicy 5 mm. Były i są one nadal popularne jako nośniki reklamy czy informacyjne. Produkowane lata temu miały ograniczone możliwości programowania treści do lokalnej klawiatury tylko i niewielką pojemność danych, jak również zamknięcie generatora znaków do zbioru fabrycznego. Podmiana jednostki sterującej na Arduino z funkcją WiFi nie tylko pozwoliła generować dowolne znaki i grafiki, ale przede wszystkim dała dostęp zdalny do wyświetlacza, choćby z drugiego końca świata.W bardziej zaawansowanej odsłonie takich przeróbek istnieje możliwość zmiany wypełnienia każdej z diod, co daje dostęp do jasności, znakomicie podbijającej pozorną rozdzielczość takiego w gruncie rzeczy marnego wyświetlacza, co widać dobrze w fabrycznym demie wyświetlanym na matrycy Arduino Q.

Bardzo lubię ożywiać różnego rodzaju wyświetlacze retro i kilka takich projektów już prezentowałem. Zabawę tę lubią także inni miłośnicy Arduino i jeden z projektów możemy znaleźć pod tym adresem: <a target="_blank" rel="noopener noreferrer nofollow" href="https://blog.arduino.cc/2026/04/07/an-arduino-gives-this-quirky-old-led-display-a-new-life">https://blog.arduino.cc/2026/04/07/an-arduino-gives-this-quirky-old-led-display-a-new-life</a>

Nowe życie wyświetlacza

168.png

Społeczność Arduino zaprezentowała kolejny, ciekawy przykład robota kroczącego wraz z całą dokumentacją. Jest więc okazja zbudować sobie jego kopię. Bazuje na Arduino Q i został wyposażony w cztery nogi, sterowane ośmioma serwami. Nietypowo, zamiast szeregu czujników użyto tutaj symulacji ruchów wziętych wprost z przyrody, ze świata zwierząt. Odtwarzane są za pomocą funkcji trygonometrycznych, dających świetne przybliżenia naturalnych ruchów krabów czy podobnych zwierząt, a szybki kontroler nie ma problemu z obliczeniami prowadzonymi równocześnie dla wszystkich ośmiu serw.Urządzenie pracuje oczywiście bezprzewodowo, przez WiFi i zasilane jest baterią. Waży 300 gramów i mierzy około 15 cm. Na obecnym etapie opracowano 11 elementów ruchu, takich jak poruszanie się w wybranym kierunku, skręcanie, obracanie, przysiad, pochylanie itp. Tak oryginalne podejście do problemu ruchu, z perspektywy biologii, daje świetne rezultaty, dlatego polecam obejrzenie filmu z linku projektu: <a target="_blank" rel="noopener noreferrer nofollow" href="https://projecthub.arduino.cc/aplux/minikame-quadruped-robot-a-desktop-robot-building-tutorial-from-scratch-439e7e">https://projecthub.arduino.cc/aplux/minikame-quadruped-robot-a-desktop-robot-building-tutorial-from-scratch-439e7e</a>

Społeczność Arduino zaprezentowała kolejny, ciekawy przykład robota kroczącego wraz z całą dokumentacją. Jest więc okazja zbudować sobie jego kopię. Bazuje na Arduino Q i został wyposażony w cztery nogi, sterowane ośmioma serwami. Nietypowo, zamiast szeregu czujników użyto tutaj symulacji ruchów wziętych wprost z przyrody, ze świata zwierząt. Odtwarzane są za pomocą funkcji trygonometrycznych, dających świetne przybliżenia naturalnych ruchów krabów czy podobnych zwierząt, a szybki kontroler nie ma problemu z obliczeniami prowadzonymi równocześnie dla wszystkich ośmiu serw.

Kolejny robot, ale inny

<a href="https://www.tme.eu/pl/details/tme-edu-ard-2/rozwiazania-kompatybilne-z-arduino/transfer-multisort-elektronik/">Sprawdź Tutaj</a>

Projekty

Przeglądaj wg kategorii

Nasi partnerzy