Конструируем роботов на Arduino®. Да будет свет!

А. А. Салахова

2-е издание,
электронное

КОНСТРУИРУЕМ
РОБОТОВ

на Arduino®
Arduino

®

Да будет свет!

Лаборатория знаний
Москва
2021

УДК 373.167
ББК 32.97
С16

С е р и я о с н о в а н а в 2016 г.
Ведущие редакторы серии Т. Г. Хохлова, Ю. А. Серова
Салахова А. А.
С16
Конструируем роботов на Arduino

R
○. Да будет свет! /
А. А. Салахова. — 2-е изд., электрон. — М. : Лаборатория
знаний, 2021. — 52 с. — (РОБОФИШКИ). — Систем. требования:
Adobe
Reader
XI
;
экран 10". — Загл. с титул.
экрана. — Текст : электронный.
ISBN 978-5-93208-526-4
Стать гениальным изобретателем легко! Серия книг «РОБОФИШКИ» поможет вам создавать роботов, учиться и играть
вместе с ними.
Вы соберёте на платформе Arduino

R
○ устройство, умеющее
самостоятельно измерять освещённость в различных помещениях
и позволяющее узнать, соблюдены ли допустимые нормы.
Для
технического
творчества
в
школе
и
дома,
а
также
на занятиях в робототехнических кружках.
УДК 373.167
ББК 32.97

Деривативное издание на основе печатного аналога: Конструируем роботов на Arduino

R
○. Да будет свет! / А. А. Салахова. —
М.
:
Лаборатория
знаний,
2018. — 48 с.
:
ил. — (РОБОФИШКИ). — ISBN 978-5-00101-020-3.

В соответствии со ст. 1299 и 1301 ГК РФ при устранении ограничений, установленных
техническими средствами защиты авторских прав, правообладатель вправе требовать
от нарушителя возмещения убытков или выплаты компенсации

ISBN 978-5-93208-526-4
© Лаборатория знаний, 2017

2

Издание, которое вы держите сейчас в руках, — это не просто описание и практическое 
руководство по выполнению конкретного увлекательного проекта по робототехнике. 
И то, что в результате вы самостоятельно сумеете собрать своими руками настоящее 
работающее устройство, — конечно, победа и успех!
Но главное — вы поймёте, что такие ценные качества характера, как терпение, аккуратность, настойчивость и творческая мысль, проявленные при работе над проектом, 
останутся с вами навсегда, помогут уверенно создавать своё будущее, стать реально 
успешным человеком, независимо от того, с какой профессией свяжете жизнь.
Создавать будущее — сложная и ответственная задача. Каждый день становится открытием, если он приносит новые знания, которые затем могут быть превращены в проекты. Особенно это важно для тех, кто выбрал дорогу инженера и технического специалиста. Знания — это база, которая становится основой для свершений.
Однако технический прогресс зависит не только от знаний, но и от смелости создавать новое. Всё, что нас окружает сегодня, придумано инженерами. Их любопытство, 
желание узнавать неизведанное и конструировать то, чего никто до них не делал, и создаёт окружающий мир. Именно от таких людей зависит, каким будет наш завтрашний 
день. Только идеи, основанные на творческом подходе, прочных знаниях и постоянном 
стремлении к новаторству, заставляют мир двигаться вперёд.
И сегодня, выполнив этот проект и перейдя к следующим, вы сделаете очередной шаг 
по этой дороге.

Успехов вам!

Команда Программы «Робототехника:
инженерно-технические кадры инновационной России»
Фонда Олега Дерипаска «Вольное Дело»

Здравствуйте! 

Если ты добрался до платформы Arduino, значит, ты настоящий инженер! Ты прошёл 
большой путь в р обототехнике и решил перейти на новый уровень — создание роботов 
на Arduino! Теперь всё будет совершенно серьёзно! Тайны настоящего роботоконструирования ждут тебя!
Хочется сделать что-то по-настоящему полезное? Мы тебе поможем! Что может быть 
важнее твоего здоровья, особенно сегодня, когда мы постоянно используем различные 
гаджеты, мониторы, ноутбуки, телевизоры и другие приборы, которые портят зрение. 
Здоровье необходимо беречь! Быть может, ты слышал от родителей, учителей и грозных 
проверяющих о недостаточной освещённости помещений и встречал загадочные слова 
«требования СанПиН». Так вот, ты с помощью Arduino сможешь сделать рабочий инструмент, измеряющий площадь помещений и количество света в них, т. е. степень освещённости, а затем применить его на практике и узнать, действительно ли соблюдены 
необходимые нормы в школе и дома!

Дорогой друг!

Практически всё, что создавали люди, 
требовало измерений: без замеров нельзя построить дом, отрезать брус нужного 
размера для стола, перекинуть через реку 
мост, не зная её ширины. 
Геометрия (от греч. — «земля» и
μ— «измеряю») — наука об из мере ниях всего, что окружает человека. 
Изначально геометры занимались измерением наделов для будущих полей и 
домов, а также помогали архитекторам с 
расчётами. Для этого они использовали 
разные средства, самое простое из которых — палка или брус фиксированной 
длины, т. е. эталон. Ты наверняка знаешь 
какие-нибудь старинные меры длины. 
Почти все они основаны на размерах частей тела. Например, в Древней Греции 
использовался дактиль — мера длины, 
равная фаланге одного пальца (примерно 

1,85 см), палайста — длина ладони (около 7 см), пехий — расстояние от локтевого сустава до конца вытянутого среднего 
пальца руки (примерно 46,3 см) и другие. 
Позднее на Руси стали применять свои 
единицы измерений, например, пядь 
(расстояние между концами расставленных пальцев руки), маховую сажень (расстояние между концами средних пальцев 
раскинутых в сторону рук).
Проводить измерения с помощью эталона было неудобно и долго. Представь, 
что египетскому архитектору нужно 
было отмерить надел земли площадью 
30 000 кв. м для строительства храма 
рядом с городом Луксор. Сравни размер руин центрального храма фараона 
Амона Ра и поднятые в небо воздушные 
шары (рис. 1). Маленькие тёмные точки 
под 
воздухоплавательными 
средства
Рис. 1. Вид на руины храма Амона Ра в Луксоре

История измерений 
помещений и освещённости

ми — это корзины с людьми (пилотами 
и пассажирами).  
Для замера такого надела с помощью 
измерительной доски потребовались бы 
десятки лет, не считая времени на само 
строительство. Следовательно, был найден более простой способ. 
Например, люди придумали использо вать верёвку: её протягивали от одного конца будущего здания до другого, 
а затем наматывали на эталон. Этот способ был намного быстрее и удобнее, но 
и его можно упростить, используя верёвку с узлами, завязанными на расстоянии 
эталона длины. Для определения длины оставалось посчитать количество отложен ных узлов. Позднее узелки заменили отметками. Сегодня этот прин цип 
заложен в обычных линейках и измерительных рулетках.
Чтобы сократить затраты времени 
и сил, придумывали и совершенствовали дистанционные способы измерения. 
До сих пор одним из самых популярных 
способов является, конечно же, зрение. 
Например, «на глазок» человек может 
определить приблизительную высоту дерева или расстояние до него. Именно на 
основе работы собственного зрения люди 

и придумали различные измерительные 
приборы, например оптический дальномер. А если измерения надо провести 
при недостаточном или выключенном 
свете? Или, наоборот, когда солнечные 
лучи слепят глаза или яркий цвет объекта сбивает показания оптических приборов?
На помощь приходит природа. Если 
человек совершенствовал собственные 
инструменты всего лишь несколько тысяч лет, то живая природа трудилась миллионы лет! Многие животные научились 
определять расстояние до объекта. Как 
же они это делают? 
Прежде всего с помощью эхолокации — способа, основанного на отправке 
ультразвука (высокочастотного сигнала, не слышимого человеческим ухом) 
и при ёме его отражения. Время, затрачиваемое на издание звука, его отражение 
и возврат эха, позволяет животному измерить расстояние. Для ориентации 
в пространстве эхолокацию используют, 
например, летучие мыши и дельфины. 
У летучих мышей применение эхолокации обусловлено активным образом жизни в ночное время, когда недостаточно 
света (рис. 2, взят с сайта hngn.com).

СОНАР       
ВОЗВРАЩЁННАЯ ВОЛНА (ЭХО)

Рис. 2. Эхолокация животных