این پروژه های الکترونیکی برای دانش آموزانی که به دنبال راهی برای توسعه مهارت های خود هستند ایده آل است.
اگر قیمت سیستم های امنیتی و سایر دستگاه های الکترونیکی خاص را بررسی کرده باشید، می دانید که ارزان نیستند. اما آیا می‌دانستید که می‌توانید بیشتر این دستگاه‌ها را تنها با تعداد انگشت شماری ابزار، مدارهای الکترونیکی، یک میکروکنترلر و مهارت‌های اولیه رایانه ایجاد کنید؟
ما فهرستی از ایده‌های ساده و نوآورانه را گردآوری کرده‌ایم که پروژه‌های سخت‌افزاری عالی برای دانشجویان مهندسی یا هر کس دیگری است که از سرهم‌بندی با الکترونیک لذت می‌برد.
1. مدار شکن با استفاده از رمز عبور
اگر تا به حال به این فکر کرده اید که آیا کنترل خطوط برق با استفاده از رمز عبور امکان پذیر است، این پروژه برای شما جالب خواهد بود. با استفاده از یک میکروکنترلر 8051 (Intel MCS-51)، می توانید هر مداری را طوری تنظیم کنید که دکمه روشن/خاموش با رمز عبور وارد شده در صفحه کلید 4×4 جایگزین شود. در این مثال، یک ماژول رله چهار کانال برای روشن و خاموش کردن برق با ولتاژ بالاتر برای چهار لامپ استفاده می شود.
مفهوم نشان‌داده‌شده در این پروژه می‌تواند یک ویژگی ایمنی عالی برای هر کسی که کار برقی را انجام می‌دهد، مانند متخصصانی که خطوط برق را از یک پست نگهداری می‌کنند، باشد. کارگر باید برای هر خط یک رمز عبور وارد کند تا منبع تغذیه را روشن و خاموش کند و این فرآیند را بسیار ایمن تر می کند.
2. ردیاب خورشیدی خودکار
یکی دیگر از پروژه های سخت افزاری مناسب برای دانشجویان مهندسی، این ردیاب خورشیدی خودکار است. پنل های خورشیدی هر روز برای چند ساعت حداکثر در معرض نور خورشید قرار می گیرند. شما می توانید ردیاب های خود را بسازید که از صبح تا عصر جهت خورشید را دنبال می کنند تا اطمینان حاصل شود که پانل شما حداکثر تابش را در طول روز دریافت می کند. این پروژه مبتکرانه با برد میکروکنترلر آردوینو Uno، سروو و چند مقاومت وابسته به نور کار می کند.
3. کنترل کننده نور اتاق خودکار
توانایی روشن یا خاموش کردن چراغ ها بدون فکر کردن به سوئیچ واقعی کاملاً آینده نگر است. با استفاده از یک میکروکنترلر آردوینو، یک ماژول رله 5 ولت و حسگرهای اولتراسونیک، می‌توانید به‌طور خودکار وقتی شخصی وارد اتاق می‌شود، چراغ را روشن کنید. تعداد افراد اتاق را ردیابی می کند، بنابراین اگر همه از اتاق خارج شوند، چراغ خاموش می شود.
این پروژه علاوه بر اینکه یک پروژه سرگرم کننده برای آزمایش مهارت های شماست، راه حلی عملی برای افرادی است که اغلب فراموش می کنند قبل از خواب چراغ های خود را خاموش کنند، اما بعداً با قبض های هنگفت برق مواجه می شوند. اگر نگران این هستید که چگونه لامپ های هوشمند می توانند شبکه خانگی شما را در معرض خطر قرار دهند، این ایده پروژه الکترونیکی DIY جایگزین خوبی است.
4. سیستم قفل بی سیم از طریق OTP
استفاده از رمز عبور یکسان برای قفل های دیجیتالی شما امن ترین راه برای دور نگه داشتن مزاحمان نیست زیرا آنها فقط یک بار باید آن را ضبط کنند. با این حال، سیستم‌های OTP (گذرواژه‌های یک‌بار مصرف) یک راه‌حل امنیتی هوشمند ارائه می‌دهند که پس از استفاده، هر رمز عبور را دور می‌اندازد.
برای ایجاد این پروژه به یک میکروکنترلر Arduino Uno، ماژول بلوتوث HC-05، سروو و PCB Veroboard نیاز دارید. بقیه اجزاء قطعات معمولی یک مدار هستند که از سایر هک های الکترونیکی با آنها آشنا خواهید شد.
برای اینکه این پروژه الکترونیکی با اطمینان از تلفن شما کار کند، باید میکروکنترلر را برنامه ریزی کنید و یک برنامه اندرویدی ساده در MIT App Inventor ایجاد کنید. هر زمان که نیاز به باز کردن یک در ایمن داشته باشید، از شما خواسته می شود رمز عبوری را وارد کنید که فوراً به تلفن شما ارسال می شود.
5. اتوماسیون خانگی مبتنی بر کامپیوتر
اگر ساعت‌های زیادی را روی رایانه شخصی خود می‌گذرانید، احتمالاً آرزو کرده‌اید که کاش می‌توانستید کارهای خاصی را در خانه با کلیک ساده ماوس به طور خودکار انجام دهید. با میکروکنترلر 8051، آی سی های رله، PCB، LCD و Keil μVision IDE، می توانید اکثر لوازم الکتریکی اطراف خود را خودکار کنید.
سیستم را می توان به گونه ای تغییر داد که بتوانید وضعیت هر جزء متصل را روی دسکتاپ نظارت کنید. این راه‌اندازی در وقت شما صرفه‌جویی می‌کند زیرا می‌توانید پنکه، چراغ‌ها، دوربین‌های امنیتی و سایر تاسیسات را بدون ترک میز کنترل کنید.
6. کنترل دسترسی درب مبتنی بر RFID
ایمن کردن محل خود احتمالاً یکی از بزرگترین دغدغه های شما در هر زمان که نیاز دارید صبح از خانه خارج شوید، به انجام وظایف خود بروید یا به تعطیلات بروید. برای ایمن سازی درب های خود می توانید از میکروکنترلر 8051 همراه با سیستم مدیریت دسترسی RFID استفاده کنید.
یکی از جالب ترین جنبه های چنین پروتکلی این است که می توانید مجوزهای دسترسی را در حال حرکت اعطا یا رد کنید. این یکی دیگر از پروژه های الکترونیک عالی برای دانشجویان مهندسی است زیرا این فناوری را می توان در بسیاری از برنامه های کاربردی واقعی یافت. حتی ممکن است راه‌حل‌هایی را برای مشکل نحوه هک کردن RFIDها ارائه دهد.
7. پروژه دسترسی به درب پیشرفته RFID
یکی از امن ترین سیستم های دسترسی که می توانید روی درهای خود نصب کنید RFID است که از فرکانس های رادیویی در بردهای کوتاه برای شناسایی برچسب یا کارت استفاده می کند. برای راه اندازی این پروژه به تگ های RFID، یک خواننده، یک فرستنده گیرنده، یک میکروکنترلر آردوینو و تعدادی آنتن نیاز دارید. پس از تکمیل، این مکانیسم به شما امکان می دهد با اسکن اعتبار RFID یک کارت یا برچسب برای یک مسابقه، به خانه یا اتاق خود دسترسی پیدا کنید.
برخلاف سیستم بارکد، پس از نزدیک شدن به در ایمن، نیازی به بیرون کشیدن کارت ندارید زیرا RFID به طور خودکار کار می کند تا در وقت شما صرفه جویی کند. اگر می خواهید آن را امتحان کنید، می توانید آموزش کامل پروژه RFID را در YouTube پیدا کنید.
8. شارژر تلفن همراه خورشیدی
شارژ گوشی هوشمند احتمالا یکی از ناخوشایندترین اما ضروری ترین کارهای روزمره شماست. شارژر خورشیدی تلفن همراه می تواند این را تغییر دهد زیرا می تواند شما را از دردسر رقابت با همه برای پورت ها و کابل ها رها کند. این پروژه از یک مینی پنل خورشیدی 6 ولت، یک مدار افزایش دهنده و یک شارژر تلفن معمولی استفاده می کند.
هنگامی که همه چیز تنظیم شد، باید پانل را طوری قرار دهید که در معرض نور خورشید قرار گیرد. مزیت داشتن چنین سیستم کوچکی این است که همیشه می توانید آن را حمل کنید. برای مثال، اگر ساختمانی جلوی خورشید را بگیرد، می‌توانید دور آن بچرخید و به شارژ کردن ادامه دهید. این یکی دیگر از پروژه های الکترونیکی عالی برای دانش آموزان است، به خصوص زمانی که پورت های شارژ در مدارس و دانشگاه ها تقاضای زیادی دارند.
9. سیستم امنیتی مبتنی بر اثر انگشت
کنترل دارایی‌هایتان، خواه خانه، تجهیزات یا سایر اقلام، یکی از ساده‌ترین راه‌ها برای حفظ آرامش بدون توجه به جایی است که هستید. هک سیستم امنیتی مبتنی بر اثر انگشت می تواند دقیقاً همان چیزی باشد که شما نیاز دارید اگر نمی خواهید بیش از حد نگران ایمنی وسایل خود باشید.
برای ایمن سازی درها و سایر ورودی های مهم، این پروژه از مدار میکروکنترلر آردوینو جفت شده با صفحه نمایش LCD، حسگر اثر انگشت و چند موتور استفاده می کند. نکته جالب این است که درب تنها زمانی باز می شود که اثر انگشت اسکن شده با هر یک از موارد ذخیره شده مطابقت داشته باشد. با پشتیبانی چند کاربره، حتی می توانید اثر انگشت بیشتری برای عزیزان خود اضافه کنید.
10. بازوی رباتیک
اگر تا به حال به ایجاد یک بازوی رباتیک برای استفاده در خانه یا آزمایش خلاقیت خود فکر کرده اید، این هک برای شما مناسب است. این پروژه از یک میکروکنترلر آردوینو و چند قطعه پلاستیکی پرینت سه بعدی برای ساخت بازو استفاده می کند. شما همچنین به یک برنامه اندروید سفارشی نیاز دارید که به عنوان رابط با میکروکنترلر عمل کند.
پس از تکمیل، می‌توانید مفاصل و گیره بازوی ربات را کنترل کنید تا به موارد مختلف در اتاق خود برسید. بازوی ربات را می توان طوری برنامه ریزی کرد که چیزهای خاصی مانند نوشیدنی ها را تحویل دهد.
11. تولید برق از طریق پا
می توانید رد پای خود را به جریان الکتریکی تبدیل کنید که قادر به روشن کردن یک لامپ یا شارژ یک باتری کوچک است. با استفاده از یک میکروکنترلر متصل به یک مدار پیزو و یک دیود، می‌توانید بارها و بارها روی راه‌اندازی برای ایجاد نیروی الکتریکی قدم بگذارید. این هک را می توان با یک تردمیل خانگی ترکیب کرد تا شدت تمرین شما توسط دیود درخشان نظارت شود.
اگر قطعات و ابزار لازم را دارید که خرید آنها در eBay ارزان است، می توانید تقریباً تمام این پروژه های الکترونیکی را در کمتر از 24 ساعت تکمیل کنید. به یاد داشته باشید، هر هکی که روی آن کار می کنید، تفکر انتقادی، برنامه نویسی و مهارت های عملی شما را بهبود می بخشد، بنابراین این پروژه های سخت افزاری عالی برای دانشجویان مهندسی هستند.
