Chiptron1

• chiptron1: úvod do octopusLab HW modulů
• chiptron2: ESP32 a Micropython – co dál po instalaci – od jednoduchých pokusů k pokročilejším projektům
• chiptron3: ESP32 – několik příkladů IoT/MQTT/…

úvod do octopusLab HW modulů

Nová generace kutilů, bastlířů (makerů a geeků)

Během několika posledních let jsme měli možnost setkat se s učiteli, vedoucími elektrokroužků i s mladými zájemci o elektroniku a moderní technologie. Cenově dostupné platformy Arduino nebo Raspberry Pi umožnily mnohým začínajícím vyzkoušet si jednoduché i složitější projekty.
Registujeme pár společných znaků „skupinové výuky“:

• V kroužcích je méně „žáků“, než tomu bylo dříve, a znalosti těch, co do kroužků chodí, jsou nezřídka na extrémně rozdílných úrovních (pokud se tomu někdo věnuje doma a má možnosti, vedení, chuť… je schopen zvládnout velkou část sám, a koho to moc nebaví nebo je pomalejší, nemá šanci udržet krok).
• Možností a příležitostí je více – ale to zřejmě i v jiných oborech. Mám na mysli součástky, zařízení či dokumentaci a ukázkové návody.
  Dostupnost zařízení (e-shopy – i velmi levné zahraniční) a také přístupná dokumentace (stačí se zeptat Google nebo Wikipedie) a spousta ukázkových open source programů a projektů (například na github.com a tisíce instruktážních videí na youtube.com a inspirativních obrázků na instagram.com, pinterest.com) nebo 3D-tisknutelných modelů na thingiverse.com.
• Jeden z projevů či důsledků předchozího bodu je fakt, že většina zájemců chce všechno hned a okamžitě. Nechce nic pájet, nic zapojovat, co nejméně se „učit“ – ale chtějí si hrát. Jasně, hrát si asi chce každý kutil a ten, co něco tvoří – ale objem informací narostl do takové míry, že projít základy na úrovni padesátých let a v tomto duchu pokračovat i s novinkami 21. století je takřka nemožné. To si zřejmě starší lektoři neuvědomují. Oni totiž sami často nemají o novinkách hlubší znalosti – a tak učí to, co si myslí, že je nejlepší. Možná před deseti-dvaceti lety ještě bylo, ale vývoj jde kupředu rychleji – a tak pokud neudržíme tempo s pokrokem, model, kdy starší generace učí tu mladší v nejnovějších technologiích, začíná pokulhávat.

Vývojové a experimentální moduly

Pochopit do hloubky všechny funkce „obyčejného“ chytrého mobilního telefonu, to vyžaduje nespředstavitelný objem znalostí – od mikroelektroniky, radiokomunikace, síťových struktur, moderních čidlel a senzorů (např GPS nebo AI v telefonu je na samostatný studijní obor).

Pro začátečníka je důležitý odstup a porozumění, že i nejsložitější (zdánlivě nepochopitelné) přístroje se skládají z jednoduchých částí.

Začali jsme hardware představovat na analogii počítačového programu. Podobně – jako se komplexní robustní software skládá z menších modulů, knihoven, podprogramů – my navrhujeme, oživujeme a testujeme jednotlivé bloky, které propojujeme do větších celků. Začínáme od testovacích pokusů: „jak by něco mohlo fungovat“ a snažíme se urychlit vznik funkčního prototypu, který v důsledku může být i finálním amatérským produktem.

Námi navržené vývojové a experimentální desky slouží i jako finálně zapojitelné moduly pro projekty nebo jejich části. Jednoduché (nebo částečně zapojené) projekty mohou výborně pomoct i při výuce elektroniky a programování.
Občas je při vývoji použijeme v kombinaci s nepájivým polem, ale pro urychlení vývoje složitějších a větších systémů (hlavně firmware a propojitelnost s dalšími moduly) jsme si chtěli ulehčit a hlavně urychlit práci. Zaměřujeme se i na mechatronické projekty – roboty, manipulátory, drawBot – polaroGraph…), kde se nepájivé pole moc neosvědčilo. Hlavně, když už hardwarové řešení je hotové a my víc ladíme software, chceme mít železo pokud možno co nejjednodušeji sestavené a nejlépe i v nějaké krabičce, aby se po každém drobném otřesu nerozpojil jeden z desítek propojovacích drátků.
Podobně pro zařízení IoT – Internetu věcí už daný modul po oživení dále nerozebíráme, maximálně provádíme drobné modifikace a „hackování“.

Stručný obrázkový přehled octopusLAB modulů

Novinky 2019

LAN board – Deska s ESP32 pro propojení s LAN8720 modulem. Plánujeme PoE (Power over Ethernet) a další rozšíření o datový USB port, pro připojení klávesnice, myši nebo externí flash paměti.
Dá se z toho vytvořit i jednoduchý AP (access point) pro domácí použití (Bridge) nebo monitorovací či řídící modul mimo WiFi.

ESP32 board – naše desky ROBOTboard a IoTboard využívaly buď LoLin nebo Wemos moduly – ale pro naše specifické pokusy jsme se rozhodli vyvinout vlastní modul s ESP32-wroom „známkou“ – co nejjednodušší, takže zatím používáme i externí programátor a zkoušíme jen základní funkce.

EDUshield1 – pro výše uvedenou desku s ESP32 jsme navrhli jednoduchý „shield“ do patra – se dvěma tlačítky, ledkami, I2C sběrnicí pro přímé připojení OLED displeje 128×64 pixelů, s možností dvou analogových vstupů i s děliči – pro fotoodpor nebo termistor.

---

Stručné shrnutí – a trochu o nás:

• Baví nás přivádět vědeckou fikci do reality
• Chceme vzbudit zájem o technické obory i programování
• Navrhujeme jednoduché moduly – od testovacích pokusů
  „jak by něco mohlo fungovat“ – až po funkční prototyp,
  který je i finálním produktem
• I nejsložitější (zdánlivě nepochopitelné) přístroje se skládají
  z jednoduchých částí
• Naším krédem je tvoření a spolupráce s využitím
  nejmodernějších technologií, kam řadíme například tyto oblasti:

*) octopusLAB je projekt společnosti Octopus engine.

Zdrojové kódy: https://github.com/octopusengine/octopuslab
Obrázková galerie: https://www.instagram.com/octopusengine/
3D modely ke stažení: https://www.thingiverse.com/octopus_lab/designs

Autor:
Ing. Jan Čopák – spoluzakladatel společnosti Octopus engine s.r.o.