Sdílejte nás



RSS feeds

Úvod do octopusLab HW modulůTisk

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.


Vlevo IoTboard a vpravo ROBOTboard – vizualizace a 3D model na thingiverse

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




FIRSTboard je vpravo, s osazenými LED diodami malého projektu: „házecí kostka“,
mohl by běžet i na ATtiny – ale zde je využito ESP32 pro ukázku
Micropythonu a komunikace po I2C sběrnici



FIRSTboard – vpravo dole: „světelný had“
Máme i verzi „semafor“ nebo „indikátor vybuzení“
a různá základní zapojení s elektronickými součástkami





Vlevo UNIboard – s klonem Arduina, vpravo DEVboard a Arduino Nano




DEVboard byla první verze – jejíž prototyp sahá do roku 2016
Propojení RaspberryPi s Arduinem (jako I2C slave pro AD vstupy a ochranu I/O…)
a experimenty s ESP8266





IoTboard – v první verzi automatického řídícího a monitorovacího systému hydroponie – Parallel garden, na kterém pracujeme s Paralení Polis


IoT – různé testovací verze a ukázka možnosti 3D tisknutelné krabičky
– námi navrhované modely jsou volně k dispozici na: https://www.thingiverse.com/octopus_lab/designs





Na ROBOTboard se dá připojit celá řada různých motorů,
které jsme schopni ovládat najednou!


Novinky 2019

LAN board ve třetí verzi, kdy se z Alfa pomalu stává Beta. Někdy jsou cesty vývoje spletité,
jak vidíte – i zde mám pár „hacků“ a testovaných vychytávek


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.


ESP32 i EDUshield – v menší verzi 68×50
Nerezový kryt displeje, hledání modulárního konceptu „krabiček“


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
Zatím nikdo nekomentoval. Buďte první kdo vloží svůj komentář.

Přidat komentář

Pro přidání komentáře musíte být přihlášený.

Upozornění

Administrátor těchto stránek ani autor článků neručí za správnost a funkčnost zde uvedených materiálů.
Administrátor těchto stránek se zříká jakékoli odpovědnosti za případné ublížení na zdraví či poškození nebo zničení majetku v důsledku elektrického proudu, chybnosti schémat nebo i teoretické výuky. Je zakázané používat zařízení, která jsou v rozporu s právními předpisy ČR či EU.
Předkládané informace a zapojení jsou zveřejněny bez ohledu na případné patenty třetích osob. Nároky na odškodnění na základě změn, chyb nebo vynechání jsou zásadně vyloučeny. Všechny registrované nebo jiné obchodní známky zde použité jsou majetkem jejich vlastníků. Uvedením nejsou zpochybněna z toho vyplývající vlastnická práva.
Nezodpovídáme za pravost předkládaných materiálů třetími osobami a jejich původ.
4,971,952 návštěv