Náplň predmetu

Tento predmet sa zaoberá oblasťou, ktorá v aktuálnych rokoch zažíva ohromný rozmach. Aj bežné domáce spotrebiče sa stávajú inteligentnými a prostredníctvom počítačovej siete- sú navzájom prepájané,prepojené ovládateľnécez počítačovú sieť, dajú sa ovládať na diaľku a vvďaka spojení s mnohorakými senzormisenzorom môže byť ich činnosť plne automatizovaná.

V prvej časti tohto kurzu, po úvodnom predstavení si najprv predstavíme „hotových“hotové“ smart technológií,technológie, no postupne sa postupne naučíme vytvárať sivlastné jednoduché smart zariadenia aj sami.zariadenia. Prepojíme svet počítačov s elektronikou, počítačovými sieťami a s programovaním. VyužijemeNaším khlavným tomunástrojom bude šikovné kompaktné zariadenie M5StickC Plus,. ktoréhoJeho srdcom je v súčasnosti už najpopulárnejší mikrokontrolér ESP32 s Wi-Fi, doplnený omnožstvom rôznevstavaných zabudované vstupné a výstupné prvkyprvkov - tlačidlá, displej, akcelerometer, bzučiak, LED, displej, bzučiak, či hodiny reálneho času. JeMá vybavenývlastnú malou batérioubatériu a umožňuje pripojiť aj mnoho ďalších externých vstupných,vstupných čii výstupných doplnkov, s ktorými sa tiežv priebehu roka zabavíme. PripojímeSamozrejme, sa,všetko samozrejme, ajpripojíme k internetu a získané údaje odošlemebudeme odosielať na náš server.

Podrobnejšia náplň jednotlivých kapitol 1. časti

1. Smart technológie a Internet vecí - Ponoríme sa do problematiky z hľadiska bežného domácehopoužívateľa. používateľa a naNa reálnych ukážkach si predstavíme open-source projektsystém domácej automatizácie inteligentnej domácnosti - Home Assistant. Na už nachystanompripravenom serveri (ktorým môže byť aj malý jednodoskový počítač) si predvedieme komerčné zariadenia pripojenévyužívajúce cezprotokol Zigbee, ktoré je bežne možné zakúpiť. Jedná sa o rôzne- senzory (teploty, pohybu a prítomnosti človeka, stlačenia tlačidla),tlačidlá, ale aj ovládateľné zariadenia (elektrickáako zásuvka).je smart zásuvka. Následne sa zoznámime so zariadeniami pripojenými cez Bluetooth Low Energy (BLE) - a to aj zakúpenými, aj vyrobenými - špeciálnepoužívajúcimi votvorený otvorenomformát formáte BTHome. Budeme z nich zbierať údaje a pozorovať grafy - každý už na svojom vlastnom serveri s Home Assistant. OboznámimeVyskúšame sasi saj možnosťouplatformu jednoduchejESPHome prípravyna rýchlu prípravu vlastných zariadení s ESP32 cezbez ESPHomezložitého programovania a vyskúšame si aj automatizáciu - reakciu na stlačenie tlačidla, či zmenu teploty, ovládanie intenzity a farby svetla. Po všetkých skúsenostiach sa v závere oboznámimesi szhrnieme prehľadomteoretický prehľad technológií internetu vecí po teoretickej stránke.vecí.

2. Programovanie mikrokontroléra s MicroPython - TátoTouto kapitolakapitolou sazačína užskutočný zaoberá prípravouvývoj vlastného zariadenia. Predstavíme si najpopulárnejší mikrokontrolér ESP32 v rôznych podobách, dostanemedo doňktorého programovanínahráme programovací jazyk MicroPython, aby sme ho mohli pohodlne a rýchlo programovať. Zoznámime sa so šikovným kompaktným zariadením M5StickC Plus a spravímevytvoríme programy reagujúce na vstupy (tlačidlá, senzor PIR) a ovládajúce výstupy (LED, bzučiak). Naučíme sa využívať prerušeniaprerušenie a časovač, vytvárať vlastné triedy a knižnice.

3. Vnútorné vybavenie M5Stick - Využijeme,Využijeme čopotenciál námnášho našešikovného šikovnézariadenia zariadenienaplno. ponúka - naučímeNaučíme sa písať text a kresliť grafiku na displej, pracovať s displejomhodinami reálneho času (zobrazovať obrázky, kresliť útvaryRTC) a písať texty), bežiacimi hodinami RTC, cez Wi-Fipripojíme sa pripojímena kWi-Fi. sietiPre akomunikáciu budemevyužijeme komunikovaťprotokol cez MQTT., čo je štandard vo svete IoT. Pomocou zabudovaného akcelerometra zariadime nielen to,automatické žeotáčanie displeja, ale budeme sa budevenovať zobrazenieaj väčšiemu projektu - vytvoríme cyklopočítač. Ten umiestnime na displejibicykel, automatickyaby otáčať,mohol alesledovať vyrobímeotáčanie ajkolesa senzor otáčania kolesa, ktorý posielaa údaje na server, umiestnime hoposielať na bicykelserver. a v reálnom čase tak budeme môcť sledovať rýchlosť a dodatočne na grafe analyzovať zrýchlenia na každej z 3 osí.

4. Vonkajšie senzory M5Stick - Možnosti nášho zariadenia rozšírime rôznymi externými modulmi. Zoznámime sa so sériovými rozhraniami - digitálnymi zbernicami, predovšetkým so zbernicou I²C. Pohráme sa so senzorom svetla, laserovým a ultrazvukovým senzorom zmeriame vzdialenosti,vzdialenosti a budeme sledovať meteorologické údaje o vzduchu (teplotu, vlhkosť, tlak, či znečistenie). a využitímVyužitím A/D prevodníka vyskúšame aj analógové senzory. Postupne si vyrobíme rôzne merače, ktoré namerané hodnoty zobrazujú na displeji alebo posielajú na server, ktorý ich zobrazuje a ukladá do časozbernej databázy spolužiakov z predmetu Databázové systémy pre vytváranie grafov vvo vizualizačnom systéme Grafana.