Датчики Arduino: цифровые и аналоговые входы, analogRead и АЦП, подтяжка кнопки, монитор порта, ультразвуковой датчик, реле, охранная сигнализация — тест

Раздел о датчиках — самый большой в программе «Интернет вещей»: тридцать шесть часов. Датчик превращает свет, расстояние, движение или открытую дверь в электрический сигнал, а микроконтроллер читает его и принимает решение. Итог раздела — охранная сигнализация, которая включает сирену и сообщает о тревоге.

Что проверяется

Цифровые и аналоговые датчики, функции digitalRead и analogRead. Разрядность АЦП Arduino Uno, пересчёт отсчёта в напряжение, функция map. Кнопка и подтягивающий резистор, режим INPUT_PULLUP. Монитор порта: Serial.begin, Serial.println, скорость обмена. Виды датчиков: фоторезистор, ультразвуковой дальномер, датчик движения, датчик температуры и влажности; расчёт расстояния по времени эха. Реле и безопасность при работе с сетевым напряжением. Прерывания, дребезг контактов. Алгоритм охранной сигнализации.

Задания

Пятнадцать заданий: вычислить напряжение по отсчёту АЦП, расстояние по времени эха и результат map, сопоставить датчик и измеряемую величину, разделить датчики на цифровые и аналоговые, вставить пропуски в работу с монитором порта, расставить шаги алгоритма сигнализации, выбрать правила безопасности.

Разбор

Пояснения показывают, почему analogRead возвращает числа от 0 до 1023, почему кнопка с INPUT_PULLUP при нажатии даёт LOW, почему время эха делят пополам и почему сетевое напряжение подключают только через модуль реле.

Назначение

Работа рассчитана на середину раздела о датчиках, перед практической работой «Охранная сигнализация». Она показывает, кто готов собрать устройство, которое не только мигает, но и реагирует на окружающий мир. Программа «Интернет вещей» — семьдесят два часа работы с платформой Arduino: половина времени уходит на датчики, остальное — на программирование, исполнительные механизмы и итоговый проект. Каждый ученик собирает не меньше двух устройств, а команда до трёх человек — управляемую систему по технологии интернета вещей. Эта работа — вторая из 3 по курсу.

Как проходит работа

Работа доступна и на компьютере, и на мобильном телефоне: интерфейс сам подстраивается под размер экрана. Есть возможность настроить срок сдачи, что позволяет назначать комплект на дом. Для защиты от подсказок отслеживается, покидал ли ученик вкладку с тестом ради других вкладок или приложений.