SAMSUNG_052022 Advertisement SAMSUNG_052022 Advertisement SAMSUNG_052022 Advertisement

Micro:bit – posielanie údajov do cloudu

0

Populárna mikropočítačová doska BBC Micro:bit, ktorá je primárne určená na výučbu programovania a robotiky pre školy nepodporuje WiFi, takže neumožňuje priame pripojenie k internetu. Riešením je rozširujúci modul IoT:bit, ktorý v našich a českých e-shopoch stojí približne 18 €, Tento modul  je aj súčasťou stavebníc Smart Science IoT kit, Smart City Kit a Smart Agriculture kit od spoločnosti Elecfreak.

Postup je ukázaný vo videu

IoT: bit pre Micro:bit

Skôr než sa budeme venovať popisu tohto rozširujúceho modulu a možnostiam jeho využitia, je potrebné upozorniť, že tento modul je jeden z mála, kde je potrebné vybrať správnu verziu v závislosti od toho, či ho budete používať so staršou verziou  Micro:bit V1, alebo s novou verziou Micro:bit V2. Dôvodom je mechanická nekompatibilita, pretože nový Micro:bit má integrovaný bzučiak, ktorý však mechanicky koliduje s puzdrom na batériu pre hodiny reálneho času IoT:bit V1. Preto nová verzia IoT:bit V2 má toto puzdro batérie posunuté a nemá bzučiak, pretože by to bolo zbytočné, keďže nový Micro:bit bzučiak má priamo na doske. Pribudol tiež výrez v hornej časti dosky, ktorý umožňuje prístup k tlačidlu Reset.  

Vľavo: verzia 1.0, vpravo verzia 2.0

Modul IoT: bit umožňuje pripojenie k Wi-Fi, takže z Micro:bitu sa stane plnohodnotná platforma pre internet vecí. Budete môcť napríklad merať požadované veličiny pomocou senzorov a výsledky merania posielať do cloudu na ďalšie spracovanie, ovládať na diaľku rôzne zariadenia a podobne. Modul využíva integrovaný Wi-Fi blok s obvodom ESP8266, ktorý je predchodcom populárnej mikrokontrolérovej platformy ESP32. ESP8266 je výkonný a zároveň energeticky úsporný 32-bitový mikrokontrolér s jadrom RISC, ktorý je primárne určený na doplnenie konektivity Wi-Fi k existujúcim zariadeniam riadeným inými mikroprocesormi, ktoré komunikujú cez sériové rozhranie pomocou AT príkazov. To je presne náš prípad, keď ESP8266 zabezpečuje konektivitu Wi-Fi pre Micro:bit.

Iot:bit je aj súčasťou stavebníc Smart Science IoT kit, Smart City Kit a Smart Agriculture kit od spoločnosti Elecfreak

Už pri prvom pohľade na modul zistíte, že má držiak na miniatúrnu batériu CR1220. Tá nenapája Micro:bit, ale obvod hodín reálneho času DS1307 RTC. Tento obvod napájaný z batérie zachováva reálny čas aj pri prípadnom prerušení napájania Micro:bitu. Batéria je potrebná len vtedy, ak chcete zálohovať obvod reálneho času. Ostatné funkcie modulu vrátane pripojenia Wi-Fi fungujú aj bez nej.  Reálny čas je dôležitý u zariadení, ktoré merajú a posielajú, prípadne niekam ukladajú rôzne údaje. Senzormi nameraná hodnota či už teploty, intenzity svetla vlhkosti, atmosférického tlaku, koncentrácie plynov a podobne sa vždy ukladá spolu s údajom o čase, kedy bola daná hodnota nameraná. Ak sa údaje posielajú priebežne, tak IoT zariadenie nemusí udržiavať údaj o reálnom čase, pretože časový údaj je priradený na úrovni cloudovej služby. V mnohým prípadoch sa však údaje ukladajú, prípadne aj vyhodnocujú lokálne a do cloudovej služby sa posielajú buď len vtedy ak dôjde k nejakej anomálii, prípadne sa IoT platforma, v tomto prípade Micro:bit pripojí k WiFi len občas a pošle viac hodnôt súčasne - spolu s časmi kedy boli namerané. Komunikácia cez WiFi je totiž energeticky relatívne náročná a ak by zariadenie napájané z batérie bolo k WiFi pripojené stále, batéria by dlho nevydržala.  Pre zaujímavosť obvod ESP8266 keď nekomunikuje má prúdový odber 15 mA. Pri WiFi komunikácii prúd stúpne na 215 mA, čiže 15 x vyšší. V režime hlbokého spánku má tento obvod spotrebu len 0,5 uA.

Modul IoT:bit má taktiež konektor so 14-timi GVS (Ground Voltage Signal) portami. Pre každý port sú vyvedené tri farebne odlíšené piny. Na červenom pine (V) je kladné napájacie napätie, na čiernom (niekedy hnedom) pine (G) je zem a na žltom, alebo oranžovom pine je vstupný, alebo výstupný signál. Vez GVS rozhranie sa pripájajú aj servomotory. Na doske modulu je aj konektor zbernice I2C na pripojenie displeja, prípadne iných zariadení, ktoré využívajú toto komunikačné rozhranie. Montážne otvory na skrutky sú kompatibilné s platformou LEGO Technic 7 x 5.

Programová obsluha

Aby ste mohli využiť funkcie modulu IoT: bit pre Micro:bit, treba do online vývojového prostredia MakeCode doplniť rozširujúcu knižnicu Enviroment-and-Science-IoT. Táto knižnica obsahuje funkcie umožňujúce posielať údaje do cloudových platforiem KidsIoT alebo ThingSpeak.

Najskôr je iniciovať pripojenie tandemu Micro:bit + rozširujúci modul IoT:bit k sieti Wi-Fi. Musíte zadať porty priradené signálom RX a TX. Priradenie nájdete napísané v pravom hornom rohu dosky IoT:bit zo strany súčiastok. Signál RX je pripojený na port P8 a TX na port P12. Ako parametre funkcie connectWifi sa zadávajú identifikátor vašej WiFi siete a prístupové heslo. Nasleduje pripojenie do cloudovej platformy KidsIoT, alebo  ThingSpeak, vytvorenie správy a jej odoslanie.

Hodnoty môžete získavať buď pomocou rôznych externých senzorov, pripojených k doske IoT:bit cez GVS rozhranie, alebo môžete využiť interné senzory. Micro:bit priamo na doske má senzor pohybu čiže akcelerometer, snímač naklonenia, kompas čiže magnetometer a senzor teploty. Senzor teploty je integrovaný v procesore, takže de facto nemeria teplotu okolia, ale čipu, ktorá je podľa skúsenosti spravidla o 4 °C vyššia než teplota okolia. Maticový displej zložený z 25 LED diód je určený primárne na zobrazovanie, avšak v reverznom móde funguje aj ako snímač intenzity okolitého svetla. Aby ste mali prehľad o hodnotách nameraných veličín, odporúčame použiť aj OLED displej pripojený k doske IoT:bit cez rozhranie I2C.

Cloudová platforma KidsIoT

KidsIoT https://www.kidsiot.cn/ je špeciálna cloudová platforma spoločnosti Elecfreaks určená špeciálne pre deti a začiatočníkov, aby si čo najrýchlejšie osvojilo základné princípy IoT vrátane posielania údajov do cloudu a ich následného zobrazovania. Prvým krokom je vytvorenie používateľského účtu. Následne je potrebné pridať zariadenie. Môžete pridať až 10 rôznych zariadení. Zariadeniam je implicitne priradené označenie Equipment_n, takže prvé pridané zariadenie je implicitne pomenované Equipment_1.  Ak chcete, môžete samozrejme názov zmeniť. V programe vo vývojovom prostredí MakeCode pri vytváraní pripojenia zadávate váš identifikátor. Posielate len nameraný údaj.Cloudová platforma k nemu automaticky priradí poradové číslo a tiež dátum a čas, kedy bol údaj z Micro:bitu prijatý

Numerické a grafické zobrazenie nameraných hodnôt

Postup pre cloudovú platformu ThinkSpeak je podrobne popísaný v trojdielnom seriáli

IoT prakticky - BBC Micro:bit s WiFi modulom pre internet vecí

IoT prakticky – posielanie údajov z mikropočítača BBC Micro:bit s WiFi modulom do cloudu

IoT prakticky – posielanie údajov z BBC Micro:bit do cloudu a IFTTT akcie a reakcie

 

 

Zobrazit Galériu

Luboslav Lacko

Všetky autorove články
micro:bit iot:bit programovanie

Pridať komentár

Mohlo by vás zaujímať

Mohlo by vás zaujímať