Якщо вас цікавили ціни на охоронні системи та інші електронні пристрої, ви, напевно, знаєте, що вони коштують недешево. Але чи замислювалися ви, що більшість цих пристроїв можна створити самостійно, маючи лише деякі інструменти, електронні компоненти, мікроконтролер і базові знання комп’ютера?
Ми підготували перелік простих та водночас інноваційних ідей, які чудово підійдуть як апаратні проєкти для студентів інженерних спеціальностей, а також для всіх, хто цікавиться електронікою.
1. Автоматичний вимикач з парольним доступом
Якщо вам коли-небудь було цікаво, чи можна керувати електропостачанням за допомогою пароля, цей проєкт буде для вас справжньою знахідкою. Використовуючи мікроконтролер 8051 (Intel MCS-51), можна налаштувати будь-яку електричну схему так, що звичайну кнопку вмикання/вимикання замінить пароль, який вводиться на клавіатурі 4×4. У цьому прикладі чотириканальний релейний модуль слугує для керування живленням високої напруги чотирьох лампочок.
Концепція, яка продемонстрована у цьому проєкті, може стати відмінним засобом забезпечення безпеки для фахівців, які працюють з електрикою, наприклад, для тих, хто обслуговує лінії електропередач. В такому випадку працівнику потрібно буде вводити пароль для кожної лінії, щоб увімкнути або вимкнути живлення, що значно підвищить безпеку процесу.
2. Автоматичний сонячний трекер
Ще один чудовий апаратний проєкт для студентів-інженерів – автоматичний сонячний трекер. Сонячні панелі отримують максимальну кількість сонячного світла протягом певного часу щодня. Ви можете створити власні трекери, які будуть слідкувати за положенням сонця протягом дня, забезпечуючи максимальне потрапляння сонячних променів на панель. В основі цього проєкту лежить плата мікроконтролера Arduino Uno, сервопривід та кілька світлозалежних резисторів.
3. Автоматичний контролер освітлення приміщення
Можливість керувати освітленням без використання звичайних вимикачів – це вже технології майбутнього. Застосовуючи мікроконтролер Arduino, 5-вольтовий релейний модуль та ультразвукові датчики, ви можете автоматично вмикати світло, коли хтось заходить до кімнати. Система відстежує кількість людей в приміщенні і, якщо всі виходять, світло автоматично вимикається.
Це не тільки цікавий проєкт для перевірки власних навичок, але й практичне рішення для тих, хто часто забуває вимикати світло, що призводить до значних витрат на електроенергію. Якщо вас турбує безпека вашої домашньої мережі через використання розумних лампочок, ця ідея саморобного електронного проєкту стане чудовою альтернативою.
4. Бездротова система блокування через OTP
Використання одного і того ж пароля для електронних замків – не найкращий спосіб захисту від зловмисників. Однак, системи OTP (одноразові паролі) являють собою ефективне рішення, яке скидає пароль після кожного використання.
Для цього проєкту вам знадобиться мікроконтролер Arduino Uno, модуль Bluetooth HC-05, сервопривід і макетна плата Veroboard. Інші компоненти – типові деталі для електричних схем, з якими ви, можливо, вже знайомі з інших проєктів.
Для надійної роботи цього електронного проєкту з вашого телефону, потрібно запрограмувати мікроконтролер і створити простий додаток для Android у MIT App Inventor. Кожного разу, коли вам потрібно буде відкрити двері, вам буде надіслано на телефон одноразовий пароль.
5. Домашня автоматизація на базі ПК
Якщо ви проводите багато часу за комп’ютером, вам, мабуть, хотілося б автоматизувати деякі домашні справи за допомогою лише кількох кліків миші. З мікроконтролером 8051, релейними мікросхемами, макетною платою, LCD-дисплеєм та Keil μVision IDE ви зможете автоматизувати більшість електроприладів у вашому домі.
Систему можна налаштувати таким чином, щоб ви могли керувати станом кожного під’єднаного пристрою прямо з робочого столу комп’ютера. Це заощадить ваш час, адже ви зможете керувати вентилятором, освітленням, камерами спостереження та іншими пристроями, не встаючи зі свого місця.
6. Контроль доступу до дверей на основі RFID
Безпека вашого дому, безумовно, є одним з головних ваших пріоритетів, коли ви виходите з дому, їдете у справах або відправляєтесь у відпустку. Для забезпечення безпеки дверей, ви можете використовувати мікроконтролер 8051 разом з системою контролю доступу RFID.
Один із цікавих аспектів цієї технології полягає в тому, що ви можете надавати або відкликати дозволи на доступ у будь-який момент. Це ще один цікавий проєкт для студентів-інженерів, оскільки RFID-технології застосовуються у багатьох реальних сферах. Це може навіть наштовхнути на роздуми щодо способів злому RFID-систем.
7. Розширений проєкт доступу до дверей RFID
Автор зображення: The Backbenchers Diy/YouTube
Однією з найбезпечніших систем доступу до дверей є RFID, яка використовує радіочастоти для ідентифікації міток або карток. Для налаштування цього проєкту вам знадобляться RFID-мітки, зчитувач, трансивер, мікроконтролер Arduino та декілька антен. Після завершення, система дозволить вам отримати доступ до вашого будинку або кімнати, відсканувавши дані з RFID-мітки чи картки.
На відміну від системи штрих-кодів, вам не потрібно діставати картку з кишені, коли ви наближаєтеся до дверей, оскільки RFID працює автоматично, заощаджуючи ваш час. Якщо ви хочете спробувати, ви можете знайти повний відеоурок з проєкту RFID на YouTube.
8. Сонячний зарядний пристрій для мобільного телефону
Заряджання смартфону – це, мабуть, одна з найнезручніших, але найнеобхідніших процедур у повсякденному житті. Сонячний зарядний пристрій для телефону може змінити це, позбавивши вас від необхідності постійно шукати вільну розетку або кабель. Цей проєкт використовує міні-сонячну панель на 6В, підвищувальну схему та стандартний зарядний пристрій для телефону.
Після збірки потрібно розташувати панель під прямим сонячним світлом. Перевага такої портативної системи полягає в тому, що її завжди можна носити з собою. Наприклад, якщо будівля закриває сонце, ви можете обійти її і продовжити заряджання. Це ще один чудовий електронний проєкт для студентів, особливо, коли кількість зарядних пристроїв обмежена.
9. Система безпеки на основі відбитків пальців
Нагляд за своїм майном, будь то будинок, обладнання або інші речі, – це один з найпростіших способів зберегти спокій, незалежно від того, де ви перебуваєте. Створення системи безпеки на основі відбитків пальців може бути саме тим, що вам потрібно, якщо ви хочете забезпечити безпеку вашого майна.
Для захисту дверей та інших важливих входів у цьому проєкті використовується схема мікроконтролера Arduino, LCD-екран, датчик відбитків пальців та кілька двигунів. Особливість цієї системи в тому, що двері відчиняться лише в тому випадку, якщо відсканований відбиток пальця співпадає з одним із збережених в базі даних. Система також підтримує кілька користувачів, тож ви можете додати відбитки пальців членів вашої родини.
10. Роботизована рука
Якщо ви коли-небудь задумувалися про створення роботизованої руки для домашнього використання або як випробування своїх творчих здібностей, цей проєкт для вас. В основі проєкту лежить мікроконтролер Arduino та декілька пластикових деталей, надрукованих на 3D-принтері. Також потрібна спеціальна програма для Android, яка буде виконувати роль інтерфейсу з мікроконтролером.
Після завершення проєкту ви зможете керувати суглобами та захопленням роботизованої руки, щоб діставати різні предмети у вашій кімнаті. Руку можна запрограмувати на передачу конкретних речей, наприклад, напоїв.
Ви можете перетворити свої кроки на електричний струм, достатній для ввімкнення лампочки або зарядки невеликої батареї. Використовуючи мікроконтролер, приєднаний до п’єзоелемента та діода, можна створювати електрику, натискаючи на платформу. Цю систему можна поєднати з домашньою біговою доріжкою, щоб відстежувати інтенсивність тренування за допомогою світлодіода.
Маючи необхідні компоненти та інструменти, які можна недорого придбати, наприклад, на eBay, ви зможете реалізувати майже всі ці електронні проєкти менш ніж за 24 години. Пам’ятайте, що кожен проєкт, над яким ви працюєте, вдосконалює ваше критичне мислення, навички програмування та практичні вміння, тому це ідеальні апаратні проєкти для студентів інженерних спеціальностей.