Джентльменский набор для разработки гаджетов подключенных к сети.

IT-шники любят гаджеты. Особенно — гаджеты подключенные к сети. И желание обладать такими устройствами никуда не делось, даже несмотря на сложную экономическую ситуацию в России. Так почему не сэкономить и не сделать самому, например, интернет-кормушку для кота, кофеварку с Wi-Fi, систему мониторинга погоды в доме и за окном или автоматизировать освещение? На самом деле это не сложно, а главное совсем не дорого, если следовать паре простых правил.

Где покупать?

Если не хочется тратить лишних денег на электронные модули и компоненты, то вариант один — заказывать их из Китая. Хорошие цены можно найти в магазинах вроде dx.com, но сэкономить еще 10–20% можно, покупая на интернет-аукционах ebay.com и aliexpress.com. Конкретные лоты продавцов постоянно появляются и исчезают, поэтому в описании указаны не ссылки, а поисковые запросы по которым найдется именно то, что нужно. Выбирать поставщика стоит сперва по цене, потом по отзывам. На ebay удобнее всего отсортировать поисковую выдачу по “цене + доставке: по возрастанию”.

Контроллеры и радио

ESP8266

Esp8266 — система-на-кристалле с Wi-Fi китайской компании Espressif Systems, который начал массово попадать в руки DIY-разработчиков во второй половине 2014 года. Особенность чипа в очень плотной компоновке, нетребовательности к аналоговой части и крайне низкой цене. Разрабатывать под чип не всегда очень удобно, но есть форумы на русском esp8266.ru и английском esp8266.com, где описаны решения типовых проблем. Да и сообщество разрабатывает все более удобные инструменты.

На базе этого чипа продается несколько разных модулей. Один из самых удобных — esp-07 с выведенным АЦП, керамической антенной и всеми портами ввода-вывода. По умолчанию на микроконтроллере прошивка, позволяющая работать ему как мосту wifi-uart для другого контроллера, например arduino. Но интереснее программировать прямо для этого контроллера.

Если не хочется брать в руки паяльник, то можно воспользоваться модулем ESP-01, у которого уже выведены пины со стандартным шагом 2,54мм. Но у ESP-01 всего 2 ножки ввода-вывода, да и те имеют свои особенности: gpio0 и gpio2 должны быть в высоком состоянии (подключены к + питания) в момент загрузки. Если gpio0 в момент включения контроллера находится в низком состоянии (подтянут к земле), то модуль перейдет в режим загрузки прошивки через uart.

Что искать: esp-07 esp8266
Сколько стоит: 221 руб.

Esp07

Адаптер для ESP-07 для макетной платы

Что искать: ESP8266 Module adapter ESP-07 (на aliexpress)
Сколько стоит: 60 руб.

Arduino Pro Mini

Arduino обязан быть в этом списке. Очень много любителей начинали именно с него, а благодаря китайской промышленности его можно купить за очень небольшие деньги. Существует версия работающая на частоте 16МГц и требующая питания 5В, но т.к. многие сенсоры работают с напряжением 3.3В, то удобнее версия arduino, работающая на 8МГц с питанием 3.3В.

Что искать: Arduino pro mini 3.3v
Сколько стоит: 165 руб.

Arduino pro mini 3.3v

USB-UART преобразователь

Нужен чтобы заливать свою прошивку на esp8266 или arduino pro mini. Их на рынке масса, в основном они бывают на 3-х разных чипах: ft232rl, cp2102 и клонах pl-2302. Если с первыми двумя как правило никаких проблем не возникает, то последние брать не стоит, т.к. возможны проблемы с драйверами или отстутствует линия dtr, которая сильно облегчает жизнь при прошивке arduino. Перед покупкой обратите внимание, чтобы на модуле были выходы или переключатель 3.3В/5В

Что искать: FT232RL USB to Serial adapter module
Сколько стоит: 186 рублей

USB-UART

2.4ГГц радио nrf24l01

Wi-Fi хорош для многих задач, но плохо подходит для устройств, которым необходимо работать от батарейки. Для таких гаджетов лучше использовать Bluetooth Low Energy или проприетарные стандарты на частоте 2.4ГГц. Самое популярное решение — чип Nordic nrf24l01, который легко подключить к arduino и организовать передачу данных между гаджетами.

Что искать: nrf24l01
Сколько стоит: 61 руб.

Пассивные компоненты

Сопротивления (резисторы) и конденсаторы нужны очень часто и врядли можно найти схему, где они бы не понадобились. Благо стоят они дешево и нет проблемы приобрести набор разных номиналов на все случаи жизни. В типичной схеме включения esp8266 понадобится пара сопротивлений на 10кОм для подтяжки ножек и электролитический конденсатор на 100мкФ для фильтрации скачков питания.

Сопротивления

Что искать: 30 Kinds Each Value Metal Film Resistor
Сколько стоит: 134 руб.

Керамические конденсаторы

Что искать: 30 Values 300pcs Ceramic Capacitor
Сколько стоит: 122 руб.

Электролитические конденсаторы

Что искать: 15 value Electrolytic Capacitor
Сколько стоит: 294 руб.

Сенсоры

Сенсоров существует масса, и тут все зависит от конкретного проекта. Если уверены, что будете делать много разных проектов, то можно заказать целый набор.
Что искать: sensor modules arduino kit
Сколько стоит: от 100 до 4000 руб.

Например для домашней метеостанции понадобятся сенсоры температуры, влажности и давления

Датчик температуры и влажности am-2301

Что искать: DHT21 или AM2301
Сколько стоит: 200 руб.

Датчик атмосферного давления

Что искать: Digital Barometric Pressure Sensor Board
Сколько стоит: 98 руб.

Управление

Собирать информацию и отправлять ее в сеть хорошо, но недостаточно, если мы хотим совершать работу в реальном мире. Например, чтобы включать и выключать лампочку 220В или обогреватель можно воспользоваться реле. Если же есть желание сделать кормушку для кота, то потребуется сервопривод для управления крышкой.

Электромагнитные реле

Обычные реле управляются напряжением в 5В, но подключить его непосредственно к ножке микроконтроллера нельзя, т.к. реле потребляет достаточно большой ток и вызывает скачки напряжения. Поэтому удобно использовать модули реле, где есть оптическая развязка реле и контроллера и управляющий транзистор.

Что искать: 5v relay module
Сколько стоит: от 72 руб.

Серво-приводы

Что искать: 9g micro servo
Сколько стоит: 115 руб.

Полезные мелочи

Беспаечная макетная плата

Что искать: solderless breadboard 830
Сколько стоит: 180 руб.

Провода Dupont

Удобные провода для быстрого соединения модулей друг с другом и с макетной платой. Бывают как с вилкой (папа) и так и розеткой (мама) в любых сочетаниях. Расходуются очень быстро, поэтому стоит сразу заказать побольше.

Что искать: 40PCS Dupont Wire Female to Female, 40PCS Dupont Wire Male to Female, 40PCS Dupont Wire Male to Male
Сколько стоит: 84 руб.

Корпус

Что искать: Коробка распределительная для открытой проводки (в любом магазине электротоваров или строительном гипермаркете)
Сколько стоит: 20–100 руб.

Паяльник

Можно прожить и без паяльника, но многие модули продаются с неприпаянными разъемами. Для этой цели подойдет любой паяльник с достаточно тонким жалом и желательно с регулируемой температурой.

Что искать: Adjustable Soldering Iron Tool
Сколько стоит: 442 руб.

Заключение

Набор получился довольно широким, для джентльмена готового к любой ситуации. Но если хотите попробовать сделать свой первый гаджет с Wi-Fi, то понадобится только модуль esp8266, usb-uart преобразователь и немного проводов. Такой набор будет стоить менее 500 рублей.

Отправляйте заказы в Китай, а пока почта России будет доставлять все необходимое, мы расскажем как все модули собрать воедино и запрограммировать.