Internet vecí na FRI ŽU v Žiline

V čase od 20.1. do 27.1.2020 sa dvaja pedagogickí zamestnanci našej školy, Ing. Lenka Balašová a Ing. Milan Čiljak, zúčastnili v poradí druhej aktualizovanej série vzdelávaní realizovaných za podpory národného projektu IT Akadémie zameranej na Internet vecí.

Internet vecí predstavuje relatívne nový a rýchlo sa rozvíjajúci segment IKT zameraný na prevádzku malých zabudovaných systémov, určených pre zber údajov a následné spracovanie agregovaných dát. Svoje uplatnenie nachádza pri budovaní inteligentných miest, precíznom monitorovaní technologických postupov výroby (priebežná kontrola dodržiavania teploty zvárania predpísaná technológom, logistických systémov), monitorovaním teploty v budove a následnom regulovaní vykurovacieho systému, sledovania intenzity prevádzky vozidiel, ….

Prvý deň si trochu netradične mohli vyskúšať osadenie dosky plošného spoja jednoduchého IOT zariadenia, pozostávajúceho z riadiaceho mikropočítača Atmel a wi-fi komunikačného modulu node MCU. Nakoľko práve jemná motorika nepatrí medzi domény mužov, asistencia šarmantnej kolegyne umožnila plnohodnotne reprezentovať školu a osadené zariadenie patrilo k jediným dvom plne funkčným a bolo vôbec zhotovené ako prvé .

Modul s nanesenou spájkou pripravený na rozmiestnenie smd súčiastok (technológia osádzania povrchovou montážou).

Na nasledujúcom obrázku vidieť finálne osadený, tepelnou vlnou zafixovaný, modul pred nahraním testovacieho demo programu na overenie funkčnosti.

Proces nahrania programu a overenia funkčnosti uvádza nasledujúce video >>> .

V nasledujúcich dvoch dňoch bolo vzdelávanie zamerané na prácu s tréningovým kitom programovateľného modulu arduino uno. Práve tento modul predstavuje pre širokú verejnosť cenovo dostupný polotovar pre vytvorenie širokého spektra riadiacich aplikácií. Na prácu sú potrebné: programovateľný modul, zvolené vstupné prvky (tlačidlá, snímače), akčné členy (display-e nahrádzajúce monitor PC, LED diódy, akustické generátory, motorčeky, servá, … ) a na stiahnutie voľne dostupné arduino IDE https://www.arduino.cc/en/Main/Software .

Pre našich žiakov sme pripravili krátke ukážky jednotlivých cvičení doplnené o slovný komentár. Ako malú ukážku uvádzame napr.:

• Indikátor osvetlenia s fotorezistorom – Internet vecí UNIZA 20-27.1.20
• Snímač výšky hladiny s arduinom – Internet vecí UNIZA 20-27.1.20
• Meranie napätia s podporou modulu arduino – Internet vecí UNIZA 20-27.1.20

Výuka prebiehala v moderne vybavených laboratóriách FRI ŽU v Žiline v učebni RB103. Pre každého študenta je k dispozícii PC, osciloskop, súmerný zdroj napájacieho napätia, mikropájka a na stole umiestnená antistatická podložka doplniteľná o antistatický náramok na zápästie.

Posledné dva dni sme svoju pozornosť presunili na numericky výkonnejší mikropočítač Raspberry PI. Oproti arduinu, pre ktoré vytvárame priamo firmware, bežiaci nad hw vrstvou zariadenia (pozostávajúci s bloku poštartovnej inicializácie a následnej obslužnej slučky), je mikropočítač Raspberry PI doplnený o medzivrstvu linuxového operačného systému.

Oblasť použitia je širokospektrálnejšia, ale aj samotné techniky pre jeho nainštalovanie a následné zavedenie behových programov je náročnejšie a spravidla pozostáva z vytvorenia programu v micropythone, jeho nainštalovania do prostredia linuxového systému a prípadnej periférie pripojenej cez GPIO piny modulu. Záujemcovia o prácu si môžu viac prečítať napr. na https://www.raspberrypi.org/ .

Nadobudnuté vedomosti plánujeme spolu s kolegami z predmetovej komisie IVT, ktorí už majú uvedené vzdelávania absolvované presne pred rokom, využívať na predmetoch základy techniky a informatika a výpočtová technika v prvom ročníku. Neskôr v samostatnom predmete pod názvom Internet vecí spravidla v treťom ročníku štúdia.

Úplnú fotogalériu z priebehu vzdelávania si môžete pozrieť na školskej fb skupine tu.

Ing. Balašová, Ing. Čiljak