На что способны микроконтроллеры? Рассказываем

14.10.202414.10.2024 Яна Чудо техники

Вот эта маленькая штучка называется «программируемый микроконтроллер» — и для поклонников технического творчества это примерно как кухонная плита для кулинарных блогеров. Позволяет творить невероятно много интересного. Дмитрий Уросов из Тюмени — настоящий волшебник. Он подарил «мозги» увлажнителю воздуха, жалюзи и обычной настольной лампе.

Он был ещё школьником, когда впервые освоил программирование микроконтроллеров. Они-то и дают все удивительные возможности. Сам микроконтроллер – штука недорогая, Дмитрий купил свой всего за 300 рублей. А ведь поручить этому малышу можно не только включение и выключение приборов, но и кое-что поинтереснее, ведь он, по сути, является миниатюрным компьютером, позволяющим тем, кто учится программированию (например, вот в этой школе робототехники) сразу видеть результаты своего труда.

Задача сейчас – собрать танцующего робота. Плата для него – это мозг, к которому через проводки, как через нервы, подключаются ножки с моторчиками, глазки с ультразвуковым датчиком и другие функциональные детали. По словам инженера, педагога школы робототехники Арианы Дубовской, проще всего начинать обучение с робототехники на конструкторе, потому что там уже есть все готовые программы, просто, чтобы ребёнок понял, куда подключаются моторчики.

В самом начальном варианте можно даже не знать языков программирования — малыши прежде всего осваивают блочное конструирование, когда надо просто выстроить в правильном порядке кирпичики с готовым кодом. И уже на первом занятии можно увидеть плоды своих трудов — что, конечно, создаёт мотивацию продолжать. Многие взрослые, обучая свои микроконтроллеры, тоже пользуются готовыми кодами из открытых библиотек. Так когда-то поступил блогер из Ярославля Сергей Ильиных. Он взял проект лампы с эффектом огня из интернета, только дизайн разработал сам.

Начав учиться на чужих программах, можно постепенно осмелеть и взяться дорабатывать коды, написанные профессионалами. Сергей, например, для своего проекта календаря с часами использовал экран от электронной книги и добавил туда новую и очень нужную функцию. Ещё среди работ Сергея есть интернет-радиоприёмник с дисплеем, на котором отображаются дата, время, погода на улице и актуальный курс валют. А это подлодка из медицинских шприцев с видеокамерой. Управление у неё дистанционное, сделано на микроконтроллерах с блютуз-модулем.

И мозгом этого всего являются микроконтроллеры стоимостью от 400 до 1 000 рублей. Цена зависит от функций. У некоторых есть WiFi-модуль для связи с интернетом, у других — встроенная камера. Объём памяти тоже разный. Для простых задач — много не нужно. К примеру, всего 32 килобайт хватило блогеру и инженеру Алексею Печушкину из Саранска, чтобы наладить автоматическое кормление рыбок. Но настоящая его страсть – радиоуправляемые модели автомобилей, часть из которых он печатает сам на 3D-принтере.

Они тоже управляются микроконтроллерами с блютусом. Один установлен в пульте, а второй принимает сигнал и даёт команду моторчикам в машинке. Алексей говорит, что тут очень удачно соединились сразу два его хобби: электроника и программирование. Он не боится и более сложных задач. Мы не могли не воспользоваться случаем и попросили Алексея создать игру по мотивам «Чуда техники». Изобретатель собрал мини-приставку из микроконтроллера за 300 рублей, подключил к нему цветной дисплей за 960 и 2 кнопки управления. Теперь осталось написать код. Вернёмся за результатом чуть позже.

Конечно, микроконтроллеры – это не только развлечение. С их помощью делают и устройства, приносящие реальную пользу. Два года назад Игорь Кривошеев (ещё учась в 10 классе лицея «Сириус» в Сочи) собрал настоящий космический спутник. Призванный решать проблему постоянного затопления местного посёлка Кепша. Из-за оползней в соседней реке часто повышается уровень воды. Он предложил решить эту проблему путём пролёта спутника, либо дрона над данной точкой и создании какой-либо схемы, либо карты, сдвига этой горной массы.

Изобретение успешно выдержало полёт на стратостате на высоте 40 км. Внутри были датчики освещённости, магнитной индукции, ускорения, счётчик Гейгера для контроля радиации. За работу и сбор данных с каждого сенсора отвечал свой мини-мозг.

А школьники из Кузбасса создали умный медицинский жгут. Он контролирует температуру воздуха и тела, а также отсчитывает время с момента наложения — всё для того, чтобы конечность не была сдавлена слишком долго. Об опасности дадут знать звуковой и световой сигналы. Ещё один пример применения микроконтроллеров: Илья Котов из Амурской области смастерил очки для незрячих. Устройство посылает вибросигнал человеку, когда тот приближается к препятствию.

Изобретение уже оценили в обществе слепых. Говорят, что в отличие от аналогов, здесь вибрация не раздражает, и есть возможность вынести моторчик, подающий сигнал, в любое комфортное место. Выглядит это всё впечатляюще — но даётся, конечно, непросто. Вот, Алексей Печушкин, который делал для нас игру на микроконтроллере, почти 2 недели паял компоненты и писал код. Результат, правда, в итоге отличный — настоящее развлечение по сюжету «Чуда техники»!

В корзинку нужно ловить только зелёные наклейки «чудо», красные — не трогать, а то потеряешь очки. Энтузиасты-шутники, кстати, программируют игры и на микроконтроллерах, которые можно найти практически в любой цифровой технике — банкоматах, калькуляторах, принтерах, даже тестах на беременность с экраном. Эти крохотные помощники повсюду вокруг нас — и если с ними подружиться, то можно открыть новые возможности в привычных, казалось бы, предметах.

Благодарим за помощь в подготовке выпуска:

Дмитрия Уросова за экскурсию по самодельному умному дому.
Сергея Ильиных за гостеприимство и рассказ о созданных им изобретениях.
Илью Котова за объяснение принципа работы созданных им очков для незрячих, а также центр цифрового образования детей «IT-куб» за помощь в организации интервью с Ильёй.
Алексея Пичушкина за разработку эксклюзивной игры для нашей программы.
Центр робототехники «КулибинПро» за оперативную помощь в организации съёмок. О мероприятиях и буднях мастерской можно узнать в группе Вк и в телеграм-канале.
Игоря Кривошеева за интересную историю создания спутника на микроконтроллере.
Егора Петерса и Михаила Лузина за изобретение важного медицинского гаджета.