Конструируем роботов на Arduino®. Экостанция

А. А. Салахова
КОНСТРУИРУЕМ
РОБОТОВ

на Arduino®
Arduino

Экостанция

2-е издание,
электронное

Лаборатория знаний
Москва
2022

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
○.
Экостанция
/
А. А. Салахова. — 2-е изд., электрон. — М. : Лаборатория
знаний, 2022. — 67 с. — (РОБОФИШКИ). — Систем. требования:
Adobe
Reader
XI
;
экран 10". — Загл. с титул.
экрана. — Текст : электронный.
ISBN 978-5-00101-967-1
Стать гениальным изобретателем легко! Серия книг «РОБОФИШКИ» поможет вам создавать роботов, учиться и играть
вместе с ними.
Вы соберете на платформе Arduino настоящую компактную
переносную экостанцию, позволяющую контролировать в помещении качество воздуха, температуру, освещенность и другие
параметры.
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
○.
Экостанция
/
А. А. Салахова. —
М.
:
Лаборатория
знаний,
2018. — 64 с.
:
ил. — (РОБОФИШКИ). — ISBN 978-5-00101-111-8.

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 978-5-00101-967-1
© Лаборатория знаний, 2018

Здравствуйте!

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 создают 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»

Дорогой друг!

Если ты добрался до платформы Arduino, значит, ты настоящий будущий инженер! Ты прошёл большой путь в робототехнике и решил 
перейти на новый уровень — роботов на Arduino! Теперь всё будет 
совершенно серьёзно! Тайны настоящего роботоконструирования ждут 
именно тебя!
Надоело, что проекты по робототехнике напоминают игрушки? Сделай по-настоящему полезное устройство! А что принесёт больше пользы, чем забота о здоровье? Большую часть времени ты проводишь 
внутри различных помещений: дома, в школе, центре творчества, технопарке, в гостях у друзей. Их стены и крыши спасают тебя от холода 
или жары, дождя или снега. Но знаешь ли ты, что внутри них тоже существуют собственная погода и микроклимат? Они оказывают сильное 
влияние на твоё здоровье. Что ж, пришло время изучить, что под этим 
подразумевается и как факторы «домашней погоды» связаны с твоим 
самочувствием. С помощью Arduino ты соберёшь и запрограммируешь 
настоящую компактную переносную экостанцию, позволяющую взять 
под контроль качество воздуха, температуру, освещённость и другие не 
менее важные показатели. Результаты измерений будут передаваться в 
реальном времени на экран твоего смартфона или планшета, где ты 
сможешь их сохранить в файл и составить подробный отчёт настоящего эколога! 

Экология жилища

В эфире телеканалов, на различных мероприятиях и на уроках в школе ты часто можешь слышать о важности экологии и благоприятной 
экологической обстановки. Прежде чем думать об обстановке и решать, 
где же она должна быть благоприятной (где-то снаружи или в доме), 
необходимо разобраться, что же это за наука — экология. Экология —
наука о взаимодействиях живых организмов и их сообществ между собой и с окружающей средой. Под живыми организмами чаще понимают 
сообщества людей, однако не стоит забывать и о домашних животных, 
а также микробах и прочих существах, которые, хотим мы этого или 
нет, проживают вместе с нами в домах и на всей планете. Слово «экология» произошло от древнегреческого — «жилище» или «дом» 
и — «учение», «наука». Дословно название науки можно перевести как «учение о доме». Конечно же, под домом понимается вся 
Земля. Но всё большое начинается 
с малого!
Большую часть времени мы проводим внутри помещений, которые 
защищают нас от пагубного влияния 
окружающей среды. Существует высказывание, что одежда — наша вторая 
кожа, а дом — третья. Но, как и наш 
собственный кожный покров, наружные стены и крыши жилищ подвергаются влиянию ветра, дождя, солнца. 
Все 
неблагоприятные 
воздействия, 
которые оказываются на помещение 
извне, при отсутствии должного ухода 
и несоблюдении определённых правил влияют на человека, многократно усиливаясь. Тогда говорят о не благоприятных 
факторах 
жилища, 
или факторах риска.
На качество среды внутри дома 
влияют:

Кстати! Несмотря на использование древнего 
языка, 
термину 
«экология» 
всего 
полтора века. Он был предложен немецким естествоиспытателем и философом 
Эрнстом Геккелем в труде «Общая морфология организмов» (1866 г.).

Современная домашняя метеостанция

• состояние воздуха снаружи;
• вещества, возникающие при приготовлении пищи (жир, испарения, гарь и т. д.);
• продукты неполного сгорания газа (например, сажа);
• электромагнитное загрязнение (в том числе от работающих бытовых приборов);
• различная пыль;
• наличие комнатных растений;
• проведение регулярной влажной и сухой уборки;
• испарения от бытовой химии и средств гигиены;
• продукты табакокурения (курение вредно и для окружающих!);
• наличие домашних животных и уход за ними;
• интенсивное отопление
и другие факторы.
Среди важных следует также отметить те, что обычно применимы 
в повседневной речи к состоянию окружающей среды. Ты помнишь 
слова из известной песни: «Важней всего — погода в доме»? Погода 
в доме — это комплекс метеорологических условий внутри здания. 
К ним относятся температура воздуха и окружающих поверхностей, относительная влажность, воздухообмен, скорость движения воздуха, содержание в воздухе пыли (твёрдых частиц) и другие. Вместе они называются микроклиматом помещений. Он регламентируется в стандартах 
и утверждённых санитарных нормах, специальных для производственных (например, российский ГОСТ 12.1.005 «Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны»), общественных и жилых 
помещений (межгосударственный ГОСТ 30494-2011 «Здания жилые 
и общественные. Параметры микроклимата в помещениях»). Оптимальные (рекомендованные) показатели зависят не только от назначения 
помещения, но и от времени года и географического расположения здания. Факторы, которые влияют на микроклимат, образуют две большие 
категории: нерегулируемые и регулируемые. К первой категории относятся факторы, обусловленные особенностями климата данной местности, например длительные холодные 
полярные ночи. Регулируемые факторы — это особенности строительства, 
интенсивность теплового излучения 
от приборов отопления, воздухообмен, повышенная влажность из-за 
просушки белья в доме и прочие. 
Нарушение норм приводит к ухудшению самочувствия, напряжению, 
усталости, раздражительности, вялости и даже серьёзным заболеваниям.

Кстати! В начале 1970-х годов немецкие 
учёные в ходе исследований обнаружили, 
что в 90% обследованных домов микроклимат выходил за пределы нормы! Одной 
из причин оказалось применение дешёвых 
строительных материалов. Они не сохраняли тепло и способствовали запылению, 
накапливанию излишней влаги.

Сохранить здоровье поможет отслеживание показателей составляющих микроклимата и влияние на регулируемые факторы. Так, например, в холодное время температуру воздуха можно повысить с помощью систем отопления (централизованное 
водяное, печи, электрообогреватели), а влажность — уменьшить 
с помощью проветривания или увеличить с помощью специальных приборов. 
Итак, давай разберёмся, какие показатели должны быть, 
чтобы чувствовать себя дома здоровым. Как уже было сказано, ГОСТ регламентирует отдельные нормы для холодного 
и тёплого времени года. Холодным называется период года, характеризующийся среднесуточной температурой окружающей 
среды на отметке ниже 8по Цельсию. Тёплым же временем —
с температурой выше или равной 8по Цельсию. 
В следующей таблице представлены оптимальные значения 
температуры в жилых и общественных помещениях согласно 
ГОСТ 30494-2011 «Здания жилые и общественные. Параметры микроклимата в помещениях». Для измерения используют специальный 
прибор — термометр, который может быть как электрическим, так 
и спиртовым.

Помещение 
Холодное время года, C
Тёплое время года, C

Жилая комната
20–22
22–25

Детская комната
23–24

Комната для учёбы, 
умственного труда
20–22

Ванная, совмещённый 
санузел
24–26

Кладовые
16–18

Температура в комнате младенца должна быть в пределах 18–21 С. 
Это связано с тем, что малыши тратят много энергии, когда двигаются, 
у них теплоотдача намного выше, чем у взрослых. Для пожилых людей 
ситуация обратная: им комфортно при 24–27 С.
Температура — самый понятный и легко регулируемый фактор. Кроме перечисленных показаний, следует соблюдать лишь одно правило: 
разница температур по горизонтали от окон до противоположной стены не должна превышать 2 С, а от потолка до пола 1 С на 1 метр 
высоты. 
Намного сложнее дело обстоит с влажностью воздуха. Её измеряют с помощью гигрометра (от греч. слов — влажный 

Домашний 
термометр