15 промтов для IoT и Embedded: Arduino, ESP32, Raspberry Pi — от сенсоров до MQTT-автоматизации

Напиши код для Arduino, который подключает датчик DHT22 к пину D2, читает температуру и влажность каждые 2 секунды и выводит данные в Serial. Добавь проверку ошибок (если датчик не отвечает — выводи сообщение "Sensor error"). Используй библиотеку DHT sensor library by Adafruit.

#include <DHT.h>
#define DHTPIN 2
#define DHTTYPE DHT22
DHT dht(DHTPIN, DHTTYPE);

void setup() {
  Serial.begin(115200);
  dht.begin();
}

void loop() {
  float h = dht.readHumidity();
  float t = dht.readTemperature();
  if (isnan(h) || isnan(t)) {
    Serial.println("Sensor error");
  } else {
    Serial.print("Temp: "); Serial.print(t); Serial.print("°C, Humidity: "); Serial.println(h);
  }
  delay(2000);
}

Напиши программу для ESP32, которая считывает аналоговое значение с пина GPIO34 (ADC1_CH6), отображает его в диапазоне 0-4095, а также переводит в напряжение (0-3.3V) и процент поворота (0-100%). Выводи всё в Serial.

#define POT_PIN 34

void setup() {
  Serial.begin(115200);
}

void loop() {
  int raw = analogRead(POT_PIN);
  float voltage = (raw / 4095.0) * 3.3;
  int percent = map(raw, 0, 4095, 0, 100);
  Serial.printf("Raw: %d, Voltage: %.2f V, Percent: %d%%\n", raw, voltage, percent);
  delay(500);
}

Создай код для ESP32, который подключается к Wi-Fi (SSID и пароль заданы константами), затем подключается к MQTT-брокеру test.mosquitto.org по порту 8883 с TLS (используй WiFiClientSecure). Подпишись на топик "test/topic" и выводи полученные сообщения в Serial. При подключении опубликуй сообщение "ESP32 connected" в топик "test/status". Используй библиотеку PubSubClient и WiFiClientSecure.

#include <WiFi.h>
#include <WiFiClientSecure.h>
#include <PubSubClient.h>

const char* ssid = "your_SSID";
const char* password = "your_PASS";
const char* mqtt_server = "test.mosquitto.org";
const int mqtt_port = 8883;

WiFiClientSecure espClient;
PubSubClient client(espClient);

void callback(char* topic, byte* payload, unsigned int length) {
  Serial.printf("Message on %s: ", topic);
  for (int i = 0; i < length; i++) Serial.print((char)payload[i]);
  Serial.println();
}

void reconnect() {
  while (!client.connected()) {
    if (client.connect("ESP32Client")) {
      client.publish("test/status", "ESP32 connected");
      client.subscribe("test/topic");
    } else delay(5000);
  }
}

void setup() {
  Serial.begin(115200);
  WiFi.begin(ssid, password);
  while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) delay(500);
  espClient.setInsecure(); // для тестового брокера
  client.setServer(mqtt_server, mqtt_port);
  client.setCallback(callback);
}

void loop() {
  if (!client.connected()) reconnect();
  client.loop();
}

Модифицируй код для ESP32: читай данные с DHT22 (пин D4) и публикуй их в топик "sensor/temperature" и "sensor/humidity" в формате JSON каждые 5 секунд. Используй брокер broker.hivemq.com порт 1883 (без TLS). Выводи ошибки подключения.

// ... (аналогично промту 3, но без TLS и с JSON-пакетом)
char json[100];
snprintf(json, sizeof(json), "{\"temp\":%.1f,\"hum\":%.1f}", t, h);
client.publish("sensor/data", json);

Напиши приложение на Flask для Raspberry Pi, которое запускает веб-сервер на порту 5000. Реализуй GET-эндпоинты: /led/on (включает светодиод на GPIO17), /led/off (выключает), /led/status (возвращает JSON со статусом). Используй библиотеку RPi.GPIO.

from flask import Flask, jsonify
import RPi.GPIO as GPIO

app = Flask(__name__)
LED_PIN = 17
GPIO.setmode(GPIO.BCM)
GPIO.setup(LED_PIN, GPIO.OUT)
GPIO.output(LED_PIN, GPIO.LOW)

@app.route('/led/on')
def led_on():
    GPIO.output(LED_PIN, GPIO.HIGH)
    return jsonify(status='on')

@app.route('/led/off')
def led_off():
    GPIO.output(LED_PIN, GPIO.LOW)
    return jsonify(status='off')

@app.route('/led/status')
def led_status():
    state = GPIO.input(LED_PIN)
    return jsonify(status='on' if state else 'off')

if __name__ == '__main__':
    app.run(host='0.0.0.0', port=5000)

Напиши скрипт на Python для Raspberry Pi, который использует библиотеку smbus2 для чтения данных с датчика BME280 по I²C (адрес 0x76). Выведи в консоль температуру в °C, влажность в %, давление в гПа. Предварительно включи I²C через raspi-config.

import smbus2
import time

# Адреса регистров BME280 (из datasheet)
BME280_ADDR = 0x76
bus = smbus2.SMBus(1)

# Инициализация: записать 0x2C в регистр 0xF4 (ctrl_meas)
bus.write_byte_data(BME280_ADDR, 0xF4, 0x2C)
time.sleep(0.1)

# Чтение калибровочных коэффициентов (упрощённо)
# В полной версии нужно скомпенсировать по формуле
raw_temp = bus.read_i2c_block_data(BME280_ADDR, 0xFA, 3)
temp = ((raw_temp[0] << 16)

| (raw_temp[1] << 8) | raw_temp[2]) / 100.0
print(f"Temperature: {temp:.2f} °C")

Создай код для ESP32, который читает аналоговый датчик влажности почвы (пин GPIO36). Если влажность меньше 30% (значение ADC < 1200), включи реле на GPIO25 для насоса на 5 секунд. Выводи состояние в Serial. Используй задержку 10 секунд между проверками.

#define SOIL_PIN 36
#define RELAY_PIN 25

void setup() {
  Serial.begin(115200);
  pinMode(RELAY_PIN, OUTPUT);
  digitalWrite(RELAY_PIN, LOW);
}

void loop() {
  int moisture = analogRead(SOIL_PIN);
  Serial.printf("Moisture: %d\n", moisture);
  if (moisture < 1200) {
    Serial.println("Soil dry, pump ON");
    digitalWrite(RELAY_PIN, HIGH);
    delay(5000);
    digitalWrite(RELAY_PIN, LOW);
  }
  delay(10000);
}

Напиши код для ESP32, который раз в 60 секунд отправляет POST-запрос на http://example.com/api/data с JSON-телом: {"device":"ESP32","temp":25.3,"hum":60}. Используй библиотеку WiFiClient и HTTPClient. Обработай ошибки соединения.

#include <WiFi.h>
#include <HTTPClient.h>

void sendData() {
  HTTPClient http;
  http.begin("http://example.com/api/data");
  http.addHeader("Content-Type", "application/json");
  String payload = "{\"device\":\"ESP32\",\"temp\":25.3,\"hum\":60}";
  int httpCode = http.POST(payload);
  if (httpCode > 0) Serial.printf("HTTP %d\n", httpCode);
  else Serial.println("Error on HTTP request");
  http.end();
}

Напиши код для ESP32, который измеряет температуру с DS18B20 (пин GPIO4), публикует по MQTT, а затем переходит в deep sleep на 30 минут. Используй RTC-память для хранения счётчика измерений. Потребление должно быть менее 10 мкА в sleep.

#include <OneWire.h>
#include <DallasTemperature.h>
#include <WiFi.h>
#include <PubSubClient.h>

RTC_DATA_ATTR int bootCount = 0;

void setup() {
  // ... инициализация DS18B20 и MQTT
  bootCount++;
  // публикация
  esp_sleep_enable_timer_wakeup(30 * 60 * 1000000); // 30 мин
  esp_deep_sleep_start();
}

Напиши код для Arduino, который использует прерывание на пине D3 с подтяжкой к VCC (INPUT_PULLUP). При нажатии кнопки (LOW) переключай встроенный светодиод (LED_BUILTIN). Реализуй программный дебаунс с задержкой 50 мс. Используй volatile переменную для флага.

const int BUTTON_PIN = 3;
volatile bool buttonPressed = false;

void IRAM_ATTR isr() {
  static unsigned long lastInterrupt = 0;
  if (millis() - lastInterrupt > 50) {
    buttonPressed = true;
    lastInterrupt = millis();
  }
}

void setup() {
  pinMode(BUTTON_PIN, INPUT_PULLUP);
  pinMode(LED_BUILTIN, OUTPUT);
  attachInterrupt(digitalPinToInterrupt(BUTTON_PIN), isr, FALLING);
}

void loop() {
  if (buttonPressed) {
    buttonPressed = false;
    digitalWrite(LED_BUILTIN, !digitalRead(LED_BUILTIN));
  }
}