Arduino_IoT_Lab1

1. Зертханалық жұмыс №1

• Arduino + датчиктерді біріктіру
• Температура, ылғалдылық, жарық

2. Мақсаты

• Сенсорлар мен контроллерлерді түсіну
• IoT схемасын құру
• Температура шегіне байланысты LED
басқару

3. Анықтама

Электрондық контроллерлердің ерекшеліктеріне
кіріспес бұрын, басқару жүйесінің не екенін түсіну
қажет. Басқару жүйесі - басқа құрылғылардың немесе
жүйелердің әрекетін басқаратын, командалайтын
немесе реттейтін құрылғылар жиынтығы. Қарапайым
тілмен айтқанда, ол қажетті нәтижеге дәйекті және
тиімді түрде қол жеткізуді қамтамасыз ете отырып,
алдын ала анықталған ережелер жиынтығына
негізделген процестерді автоматтандырады. Басқару
жүйелерін өнеркәсіптік машиналардан тұрмыстық
құрылғыларға дейін әртүрлі қолданбаларда табуға
болады
және
электрондық
контроллерлердің
функционалдығы үшін ажырамас болып табылады.

4. Басқару жүйесінің екі негізгі түрі бар:

• Ашық циклды басқару жүйелері: Бұл жүйелер
кері байланыссыз алдын ала анықталған
шарттарға
негізделген
әрекеттерді
орындайды. Олар қарапайым, бірақ дәлдігі
азырақ.
• Жабық циклды басқару жүйелері: Бұл
жүйелер нақты уақыт режимінде өнімділігін
реттеу үшін кері байланысқа сүйенеді, бұл
оларды дәлірек және бейімделгіш етеді.

5. Теориялық негіз

IoT жүйесі:
Сенсор – дерек жинайды
Сенсорлық деректерді жинау өндірістік автоматтандыру, IoT желілері немесе автономды
жүйелер болсын, нақты уақыттағы деректерді қажет ететін әрбір заманауи қолданбаның негізі
болып табылады. Сенсорға негізделген технологияларды пайдалану артқан сайын, сенсорлар
ауқымынан деректерді жинау және бағалау мүмкіндігі өте маңызды. Күрделі LiDAR және
оптикалық сенсорлардан бастап температура сенсорлары мен қозғалыс детекторларына дейін
әрбір деректер бит шешімдерді ақылдырақ ететін түсіну қабатын қосады.
Контроллер – өңдейді
• компьютердің жеке құрылғыларының жұмысын басқаратын электрондық схема;
• бір немесе бірнеше құрылғыны басқаруды, ал кейбір жағдайларда компьютерге қосылған
интерфейстердің сәйкес болуын орындайтын дербес компьютер блогы;
• оган қосылған құрылғылардың жұмысын басқаратын бағыныңқы жүйе, бірақ әдеттегідей
одан өтетін ақпараттар ағынын өзгертпейді;
• компьютерге қосылған құрылғыларды басқару қызметін атқаратын бағдарламаланатын
аралық құрылғы.
Атқарушы – әрекет орындайды

6. Құрал-жабдықтар

• ESP32 немесе Arduino UNO
Arduino - аппараттық құралдарды (микроконтроллерлер) және бағдарламалық жасақтаманы (Arduino IDE) пайдаланып жобаларды
әзірлеуді жеңілдететін ашық бастапқы коды бар электрондық прототиптеу платформасы. Arduino микроконтроллерлік тақталары жаңадан
бастаушылардан бастап кәсіби әзірлеушілерге дейінгі пайдаланушыларға жарамды ATmega чиптер сериясына негізделген. Arduino 2005 жылы
Ivrea Interaction Design Institute (Ivrea, Италия) студенттеріне физикалық есептеу құрылғыларын ұсыну мақсатында құрылған. Содан бері ол
қолжетімді және пайдалануға оңай платформаға айналды. Arduino мүмкіндіктері: (1) Пайдалану және оқудың қарапайымдылығы: Arduino IDE
жаңадан бастаушыларға қолайлы қарапайым C/C++ негізіндегі бағдарламалау ортасын ұсынады. (1) Жоғары модульдік және кеңейтілетін:
пайдаланушыларға функционалдылықты оңай өзгертуге және кеңейтуге мүмкіндік береді. (1) Бай қауымдастық қолдауы: Әлемде көптеген
оқулықтар, жобалар және форумдар бар, олар пайдаланушыларға оқу және тәжірибе алмасу үшін платформа ұсынады. Arduino әзірлеу тақталары
бірнеше түрлі чиптерге негізделген. Сондықтан, біз "Arduino" дегенде, әдетте Arduino жасаған және шығарған әзірлеу тақталарын айтамыз.
Arduino микроконтроллерлеріне Arduino Uno, Arduino Mega, Arduino Nano және басқалары жатады. Олардың ішінде Arduino Uno ең танымал
модель болып табылады, және бұл мақалада Arduino Uno мен ESP1 мүмкіндіктері салыстырылады.
ESP32 – Espressif Systems компаниясы әзірлеген арзан, қуатты аз тұтынатын, жоғары интеграцияланған қос режимді WiFi және Bluetooth
микроконтроллер чипі. Espressif Systems – микроконтроллерлерді әзірлеудегі тағы бір әлемдік көшбасшы. Штаб-пәтері Қытайдың Шанхай
қаласында орналасқан компания 2016 жылдан бері ESP32 және ESP2008 сериялы чиптерін, модульдерін және әзірлеу тақталарын бүкіл әлемде
жарнамалап келеді.
ESP32 мүмкіндіктері:
Екі ядролы процессор: Екі жоғары өнімді Tensilica Xtensa LX6 микропроцессорлық ядросымен жабдықталған.
Кіріктірілген сымсыз мүмкіндіктер: Wi-Fi (802.11 b/g/n) және Bluetooth (BLE және классикалық Bluetooth) қолдайды.
Көп тілді қолдау: C/C++/Python бағдарламалауды қолдайды.
Төмен қуатты режимдер: Батареямен жұмыс істейтін құрылғыларға жарамды, қуат тұтынуды азайту үшін әртүрлі ұйқы режимдерін қолдайды.
Arduino Uno және ESP32 параметрлерін салыстыру
• DHT22 сенсоры
• LED + резистор
• Serial Monitor

7. Схема қосылысы

• DHT22:
• VCC → 3V3
• GND → GND
• DATA → GPIO2
• LED → GPIO13

8. Бағдарлама логикасы

• • Температура мен ылғалдылықты оқу
• • Шекті мәнмен салыстыру
• • LED қосу/өшіру

9. Нәтиже

• • Деректер Serial Monitor-да көрінеді
• • Температура асса – LED жанады

10. Қорытынды

• IoT жүйесінің қарапайым үлгісі жасалды
• Сенсор + контроллер + атқарушы