Сергей Фролов - Embedded Systems Engineer

Сергей Фролов

Embedded Systems Engineer

Я ценю книги, которые не просто учат мигать светодиодами. Хорошая книга по Arduino должна учить инженерному подходу: планировать проект, выбирать питание, рассчитывать нагрузку, обрабатывать ошибки, думать в терминах сигналов и тактов. Если она учит мыслить, как embedded-разработчик — это полезное издание. Все остальное — инструкции из интернета, только на бумаге

Содержание:

Меня зовут Сергей, я Embedded Systems Engineer, и уже более 9 лет занимаюсь разработкой прошивок, систем управления, сенсорных платформ и встроенных решений на базе Arduino и других микроконтроллеров. Работаю на стыке аппаратной и программной инженерии: пишу код, собираю схемы, отлаживаю логику и оптимизирую энергопотребление.

Я люблю книги по Arduino и микроконтроллерам. В своих обзорах я оцениваю не только содержание, но и инженерную применимость: насколько понятен язык, даны ли реальные схемы, покрыты ли принципы ШИМ, I2C, SPI, таймеров, энергосбережения и взаимодействия с сенсорами. Arduino часто воспринимают как игрушку, но я покажу, как этот контроллер может стать основой для профессиональных embedded-проектов.

Мой образовательный и технический бэкграунд

Я получил профильное образование в сфере автоматизации и микроэлектроники. С тех пор регулярно прохожу специализированные курсы по электронике, RTOS, C/C++ и микроконтроллерам. Arduino — мой основной инструмент для быстрых прототипов и обучения.

  • Инженер по специальности «Автоматизированные системы управления» — НТУУ «КПИ», 2010
  • Курс «Embedded Systems: Shape The World» — University of Texas at Austin (edX)
  • Курс «Arduino для инженеров» — Coursera / МФТИ
  • Стажировка в Embedded R&D Lab при [AnaviTech]
  • Слушатель Embedded Dev Conference Kyiv (2021–2023)

Инженерная практика: от макеток к продакшену

С Arduino я работал как с платформой для прототипов, так и в реальных коммерческих устройствах: системах мониторинга, умных замках, RFID-решениях. На уровне прошивки писал взаимодействие с датчиками, модулями связи (Bluetooth, GSM, LoRa), управлял энергопитанием и писал код под ограничения по памяти и тактовой частоте.

Примеры проектов:

SmartGreenBox. Спроектировал прошивку на базе ESP32 для сбора и анализа климатических параметров. Использовал DHT22, MH-Z19, насосный модуль и UV-реле. Управление на основе расписания + автоматизация через пороговые значения. Логика прописана на FreeRTOS, а данные отправляются на сервер через MQTT.

LockPi. Разработал компактную систему доступа с RC522, SMS-оповещениями и защитой от подбора. Управление реле замка через логическую схему, журнал событий сохраняется на EEPROM. Поддержка мастер-карты, перепрошивка через USB/UART, автономность питания от LiPo.

LabSense. Проект для образовательной лаборатории: читал значения с нескольких K-type термопар, конвертировал в °C и сохранял на SD-карту в CSV. Использовался MAX6675, а также экран на I²C для текущего отображения данных. Ввел калибровку и временную синхронизацию через RTC.

StatusPanel. Реализовано на ESP32 + SSD1306. Управление через Android-приложение по BLE, отображение состояния устройств, уведомлений и иконок. Внедрил OTA-обновление через HTTP, энергосбережение через deep sleep. Логика написана на PlatformIO + Arduino core.

Благодаря этим проектам я:

  • работаю с реальным железом и протоколами нижнего уровня
  • умею отлаживать прошивки по UART/Serial и через лог-анализ
  • пишу надежный и компактный код с учетом ограничений по памяти
  • понимаю электронику на уровне схем и сборки прототипов

Технологии и интерфейсы, с которыми я работаю

Я пишу код на C/C++, глубоко понимаю работу с регистрами, прерываниями и периферией. Использую Arduino IDE, PlatformIO и собственные Make-сборки. Регулярно отлаживаю проекты логическими анализаторами, мультиметрами и программаторами.

Технология / Инструмент Работаю с... года Где и как применяю
Arduino Uno / Nano / Mega с 2012 года Прототипы, управление, обучение
I2C / SPI / UART с 2016 года Подключение дисплеев, сенсоров, модулей
ШИМ / Таймеры / Прерывания с 2016 года Управление моторами, подсветкой, событиями
C / C++ (AVR/GCC) с 2014 года Низкоуровневое программирование контроллеров
PlatformIO / Arduino IDE с 2018 года Сборка и деплой проектов
ESP8266 / ESP32 с 2019 года Связь с интернетом, OTA, IoT

Часто задаваемые вопросы про Arduino (отвечаю как инженер)

С чего начать изучение Arduino?

Начните с самой простой платы — Arduino Uno. Освойте основы: подключение компонентов, работа с digital/analog портами, чтение с датчиков, управление светодиодами. Важно не просто читать код, а понимать, как работает loop, что такое delay, и как правильно считывать входные сигналы. Я рекомендую книги с реальными схемами, пошаговыми экспериментами и объяснением “почему”, а не только “как”. Отличный старт — “Arduino. Полный учебный курс. От игры к инженерному проекту”.


Насколько Arduino применим в промышленности?

Arduino в продакшене используется редко, но для прототипов, тестирования идей и обучения инженеров — это отличный инструмент. Быстрый старт, большая экосистема, простота в использовании. В некоторых low-cost проектах можно использовать Arduino Pro Mini или Nano на постоянной основе — особенно, если вы прошиваете через ICSP и отключаете загрузчик. Но в серьезных продуктах чаще выбирают STM32, ESP32, или пишут на чистом C под AVR.


Нужно ли знать электронику, чтобы работать с Arduino?

Да, хотя бы на базовом уровне. Вам нужно понимать что такое резистор, транзистор, реле, как работает питание, что такое pull-up/pull-down, как рассчитывается ток и напряжение. Без этого вы рискуете сжечь компоненты или получить нестабильную схему. Arduino — отличный способ начать изучать электронику вживую, особенно если вы совмещаете книги с практикой. Я рекомендую книги, где схемы объясняются пошагово, а не просто “вставьте это туда”.


Какой язык используется для программирования Arduino?

Arduino использует язык, основанный на C++, но сильно упрощенный. По сути, это обычный C++ с готовой оберткой вокруг функций setup() и loop(). Вы пишете код в Arduino IDE или PlatformIO, а под капотом используется AVR-GCC. Можно использовать классы, наследование, шаблоны — но важно помнить о ресурсах контроллера: памяти мало, стек ограничен. Поэтому книги, которые учат думать в контексте ограничений микроконтроллеров, всегда актуальны.

Книги, которые дали мне максимум пользы