Conrad 10180 Operation Manual [sl]

SLO - NAVODILA ZA UPORABO IN MONTAŽO Kat. št.: 13 65 865 www.conrad.si

NAVODILA ZA UPORABO

Adventni koledar Conrad

Internet of Things 2015

Kataloška št.: 13 65 865

Kazalo

Pred sestavljanjem .................................................................................................................. 2

1. dan: Prvi koraki ................................................................................................................... 3

2. dan: Pinganje Googlovega strežnika .................................................................................. 6

3. dan: Pošiljanje UDP-ja ........................................................................................................ 7

4. dan: Dvosmerni UDP .......................................................................................................... 9

5. dan: Preklapljanje LED ..................................................................................................... 10

6. dan: UDP-tipkalo ............................................................................................................... 10

7. dan: Analogni senzor ........................................................................................................ 11

8. dan: Brskalnik ................................................................................................................... 12

9. dan: TCP-čas .................................................................................................................... 13

10. dan: Prikaz temperature .................................................................................................. 13

11. dan: Spletni strežnik TCP ............................................................................................... 14

12. dan: Avtonomen spletni strežnik ..................................................................................... 15

13. dan: Spletna stran z gumbi ............................................................................................. 16

14. dan: Spletni strežnik za RGB LED .................................................................................. 17

15. dan: Svetlobni senzor ..................................................................................................... 18

16. dan: GPIO-Control .......................................................................................................... 18

17. dan: IR-modul ................................................................................................................. 19

18. dan: Univerzalni daljinski upravljalnik ............................................................................. 20

19. dan: Spletna stran ThingSpeak ...................................................................................... 22

20. dan: Spletna stran Twitch ............................................................................................... 24

21. dan: Alarmna naprava ..................................................................................................... 25

22. dan: Aplikacija TalkBack ................................................................................................. 26

23. dan: Projekt Cheerlights .................................................................................................. 26

24. dan: Detektor požara za božično drevesce .................................................................... 27

Pomembne informacije ......................................................................................................... 30

Garancijski list ....................................................................................................................... 31

Pred sestavljanjem

Spodaj najdete nekaj pomembnih naznanil in napotkov za uspešno delo s koledarjem brez stresa.

Uporaba teh navodil za uporabo je samo ena izmed dveh možnih pristopov h koledarju. Druga možnost je, da obiščete spletno stran

www.conrad.de/iot-adventskalender

kot vir informacij. Obe navodili imata skoraj identično besedilo, vendar splet kot medij omogoča še večjo ponudbo informacij, ki vam lahko olajšajo pot do uspeha.

En primer za večjo količino informacij je dejstvo, da je možno na spletni strani vključiti nekaj dodatnih slik. Spletna stran ni vezana na omejitve kot so stroški tiskanja ali omejitev glede števila strani ter omogoča večplastno in pisano oblikovanje. Eden ali dva dodatna izdelka sta lahko prav tako koristna za razvoj in oblikovanje lastnih projektov.

Nadaljnja pomoč je funkcija komentarjev. Internet stvari je kompleksna, zanimiva in večplastna tema. Na poti do uspešnega projekta je veliko kamnov spotike. V tem primeru je seveda v pomoč, če lahko svojo težavo predstavite večji skupnosti. Iz tega razloga je pod vsakim izdelkom aktivirana funkcija komentiranja, kjer lahko postavljate vprašanja, predlagate izboljšave ali pa drugim udeležencem v projektu pomagate pri njihovih težavah.

Upam, da bom s tem zmanjšal frustracijo posameznikov na minimum in poskrbel za veliko veselja pri projektu čez daljše časovno obdobje, tudi če se kdaj kje kaj zatakne.

Tretja prednost spletne strani je lahko faktor presenečenja. Čar adventnega koledarja je v tem, da ne veste, kaj se nahaja za naslednjimi vratci. Pri navodilih za uporabo pogosto že vidite preizkus na naslednji strani, s čimer si pokvarite presenečenje. Na spletni strani pa se vsak dan pojavi samo poglavje za posamezni dan. Iz tega razloga vam svetujem: Ko preberete to poglavje, položite navodila za uporabo na stran in jih zaenkrat še ne prebirajte. Namesto tega obiščite spletno stran www.conrad.de/iot-adventskalender in si naredite zaznamek na svojem računalniku, pametnem telefonu ali tabličnem računalniku. Tako lahko vsak dan, ne glede na to, kje se trenutno nahajate, npr. na vlaku na poti v službo, preberete poglavje trenutnega dne, kasneje, ko se vrnete domov, pa se lotite eksperimentiranja s praktičnim delom dnevnega projekta.

Če pa sodite med tiste, ki imajo vseeno raje klasična navodila za uporabo, seveda obdržite navodila v roki. Seveda je lahko nadvse udobno, da vam ni treba držati v rokah digitalne naprave, ko si ustvarjate prvi pregled nad trenutnim preizkusom. Vendar pa se obisku spletne strani ne morete izogniti, saj si morate še prenesti trenutni program. Najdete ga pod opisom posameznega izdelka pod točko ''Program''.

Za katerikoli način dela se že odločite pri sestavljanju koledarja, pri tem vam želim veliko veselja ter vesel in zanimiv predbožični čas.

Vaš Fabian Kainka

1. dan: Prvi koraki

Danes je prvi dan v decembru in s tem čas, da odprete prva vratca. Za vratci se nahaja najpomembnejša komponenta tega koledarja, in sicer matična plošča NanoESP z vgrajenim WLAN-modulom, ki je združljiva s programsko opremo Arduino™ in ki je tudi tema tega koledarja.

Kot lahko dobro vidite na tiskanem vezju, je matična plošča sestavljena iz dveh komponent. Pri levi polovici gre za mikrokrmilniški sistem, ki je združljiv s programsko opremo Arduino™ in ga je možno primerjati z Arduino™ Nano. Desni del je WLAN-modul z oznako ESP8266. Ti dve komponenti komunicirata med seboj prek serijskega vmesnika, ki ga generira programska oprema. Pri tem ima stran Arduino™ bolj funkcijo šefa, ki posreduje ukaze na WLAN-modul. Nekatere izmed teh ukazov boste preizkusili že danes ob prvem dnevu.

Matična plošča NanoESP

Program

Program posameznega dne si lahko prenesete, tako da obiščete spletno stran

www.conrad.de/iot-adventskalender

izberete svoj jezik in prikličete izdelek za današnji projekt. Pod naslovom ''Program'' najdete možnost za prenos s spleta (Download). Kot razvojno okolje se bo uporabljala programska oprema Arduino™. Trenutno različico najdete na spletni strani

arduino.cc

Pri pripravi preizkusov sem delal z različicama Arduino™ 1.6.4 – 1.6.5. Starejše različice lahko povzročajo težave. Vendar pa je za nekatere različice operacijskega sistema Linux trenutno na voljo samo zelo stara različica. Napotke, kako lahko rešite to težavo in druge težave, najdete na spletni strani. V programski opremi Arduino™morate kot matično ploščo izbrati Arduino™ Nano in serijska vrata. Nato lahko naložite program.

Pri današnjem prenosu s spleta gre za zelo enostaven program, ki ne počne nič drugega, kot da vse podatke, ki se sprejemajo prek serijskega strojnega vmesnika mikrokrmilnika, posreduje na ESP-krmilnik prek lastno definiranega programskega vmesnika. Vse skupaj deluje tudi v obratni smeri. Kot je razvidno iz izvorne kode, gre pri obeh priključkih programskega vmesnika za pin 11 in 12. Teh priključkov v lastnih projektih ne smete uporabljati kot GPIO-pine. Poleg tega potrebujete programsko opremo SoftwareSerialLibrary. Programska oprema Library je pri večini različic Arduino™ že nameščena, če pa temu ni tako, potem si jo prenesite s spleta prek upravitelja.

Potem ko naložite program, lahko zaženete serijski monitor vmesnika Arduino™. Preden se lahko lotite dela, je treba izvesti še dve pomembni nastavitvi na serijskem monitorju (Serial Monitor); V spodnjem desnem kotu je treba nastaviti baudno hitrost na „19200“, v okvirčku levo zraven pa je treba izvesti nastavitev „CR in NL“.

Ko opravite nastavitve, se že pojavi sporočilo, in sicer napis AT, nekaj vrstic spodaj pa napis OK. Ukaz AT je na ESP-modul poslal mikrokrmilnik, modul pa je odgovoril z OK. Po tem lahko vidite, da modul deluje in je pripravljen na uporabo.

To lahko ponovno testirate, tako da sami pošljete ukaz

prek serijskega monitorja. Naložen program ponovno posreduje ukaz na ESP-modul, ki ponovno odgovori z OK. Naslednji ukaz, ki ga lahko testirate, se glasi:

AT+GMR

S tem ukazom prikličete trenutno različico strojno-programske opreme in številko različice. Z ukazom

AT+RST

lahko modul ponastavite. Nato v terminalu najprej vidite nekaj neberljivih znakov, na koncu pa se pojavi napis ready, ki signalizira, da je modul pripravljen na uporabo. Z ukazom

AT+CWMODE

lahko določite WLAN-način. Na voljo imate tri možnosti: Način 1 je način postaje. To pomeni, da se lahko z modulom povežete z obstoječim WLAN-omrežjem. Način 2 je način dostopne točke. To pomeni, da se lahko z napravo, ki je združljiva z WLAN-om, povežete z WLANomrežjem, ki ga da na razpolago modul. Način 3 je dvojni način. Lahko se torej z modulom povežete v obstoječe WLAN-omrežje ali vzpostavite neposredno povezavo z dodatno napravo. Testirajte način dostopne točke, tako da določite način 2 z ukazom

AT+CWMODE = 2

in nato z ukazom

AT+CWSAP=”MyNanoESP”,”MyPassword”,5,3

nastavite parametre, ki so primerni za dostopno točko. Nato lahko npr. z računalnikom, ki je združljiv z WLAN-om, poiščete omrežje MyNanoESP in se povežete z geslom MyPasswort. Ko je povezava uspešno vzpostavljena, lahko z ukazom

AT+CWLIF

prikličete prikaz povezane naprave z IP- in MAC-naslovom.

AT-ukazi v serijskem monitorju

Nato lahko testirate tudi način postaje, tako da najprej z ukazom

AT+CWMODE=1

spremenite način. Prikličete lahko seznam vseh razpoložljivih WLAN-omrežij na dosegu z ukazom

AT+CWLAP

Nato z ukazom

AT+CWJAP=“MySSID“,“MyPassword“

vzpostavite povezavo s svojim omrežjem, pri čemer MySSID in MyPassword nadomestite s svojim imenom omrežja in geslom. Vzpostavljanje povezave lahko kar nekaj časa traja, vendar se na koncu pojavi napis OK kot potrditev. Prvo vzpostavljanje povezave je s tem torej uspelo.

2. dan: Pinganje Googlovega strežnika

Z današnjim projektom bomo testirali, če lahko dosežete Googlov strežnik. To služi kot test, če je na voljo načelna povezava z internetom ali če na primer požarni zid blokira matično

ploščo NanoESP.

Za današnjimi vratci najdete preizkusno ploščico. Preizkusna ploščica bo kasneje služila kot eksperimentalna platforma, na katero boste lahko priključili senzorje in druge elemente. Najbolje je, če krmilnik nataknete na preizkusno ploščico tako kot prikazuje spodnja slika. Tako imate na voljo največ prostora za preizkuse, medtem ko WLAN-modul zadaj štrli čez preizkusno ploščico. Kabel Micro USB v tem primeru visi med stranmi kontaktov in moti samo minimalno.

Matična plošča NanoESP na preizkusni ploščici

Program

V vzorčnem programu s spletne strani so postopki, ki ste jih v prvem primeru tipkali ročno, v večji meri avtomatizirani. Krmilnik zaporedoma pošilja ukaze na ESP-modul in tako med drugim vzpostavi povezavo z WLAN-omrežjem. Različno dolgi časi premora modulu dajo dovolj časa za odgovor.

Preden pa lahko program pravilno deluje, morate za obema #defines SSID in PASSWORT že takoj na začetku izvorne kode programa vnesti svoje WLAN-podatke. Modul namreč potrebuje internetni dostop, da lahko izvede svoj zadnji ukaz. Z ukazom

AT+PING

lahko pingate druge naprave v omrežju. Pinganje pomeni, da povprašate, če je kak naslov načeloma dosegljiv. V tem primeru pingate Googlov strežnik z ukazom AT+PING=“www.google.de“. Ko dobite nazaj odgovor, se na serijskem monitorju pojavi sporočilo o uspešnosti ukaza, hkrati pa se aktivira LED z napisom D3, ki je priključena na pin D13 matične plošče. Prva komunikacija z internetom je tako uspešno opravljena.

3. dan: Pošiljanje UDP-ja

V današnjem projektu se bodo prvič izmenjevali podatki med matično ploščo in računalnikom s pomočjo WLAN-povezave. Pogoj za to je, da ima vaš računalnik WLAN-adapter. Uporablja se tako imenovani nepovezovalni protokol UDP (User Datagram Protocol). Dodaten program na računalniški strani skrbi za uspešno sprejemanje sporočil.

Za tretjimi vratci koledarja najdete izoliran kabel, ki je nepogrešljiv za sestavljanje tiskanih vezij. Kot pripravo za kasnejše preizkuse lahko napajalna kabla za maso in VCC položite na zunanje sledi.

Napajalna kabla na zunanjih sledeh

Program

Ko na krmilnik naložite program, se krmilnik konfigurira kot dostopna točka; V tem primeru bi morali videti odprto omrežje z imenom NanoESP. Preden pa se povežete z omrežjem, morate najprej s spleta prenesti še ustrezen program. Pri svojih preizkusih sem uporabljal program Packet Sender ponudnika Dan Nagle, ki si ga lahko prenesete z naslednje povezave:

https://packetsender.com/

Ko naložite in namestite program, lahko svoj računalnik povežete z odprtim omrežjem matične plošče NanoESP. Poskrbite za to, da požarni zid zazna omrežje kot domače omrežje, tako da ne blokira podatkov. Vaš računalnik mora nato dobiti IP-naslov 192.168.4.2. To lahko preverite, tako da pošljete AT-ukaz

AT+CWLIF

prek serijskega monitorja na modul. Ta ukaz prikliče prikaz vseh računalnikov, ki so povezani z dostopno točko, skupaj z IP- in MAC-naslovi.

Zaženite program Packet Sender, pod Settings (Nastavitve) -> Network (Omrežje) nastavite UDP-Server-Port (Vrata UDP-strežnika) na 90 in označite potrditveno polje „Enable UDP Server“ (Omogoči UDP-strežnik). Praviloma se mora nato spodaj levo prikazati UDP:90. Če se to ne zgodi, morate programsko opremo ponovno zagnati.

Program na računalniku nato služi kot UDP-strežnik, medtem ko je krmilnik nastavljen kot UDP-odjemalec. V UDP-protokolu razlikovanje med odjemnikom in strežnikom ni jasno, vendar v tem primeru pomeni, da s krmilnikom pošiljate podatke na svoj računalnik.

Za pošiljanje podatkov uporabite ukaz

AT+CIPSEND=7

Številka 7 predstavlja število znakov, ki jih je treba poslati. Pojavi se znak > kot povratna vrednost. To pomeni, da lahko sedaj posredujete svoje sporočilo. Vtipkajte Hello in potrdite vnos s pritiskom tipke Enter. Kot povratno vrednost modul pošlje SEND OK, in to čeprav ste vnesli samo pet znakov. Vzrok za to je, da se po vašem vnosu pošljeta tudi Carriage Return in New Line, torej dva znaka več, ki ju morate prišteti k dolžini svojega sporočila.

Ko ponovno preklopite na Packet Sender in tam pogledate pod Log Traffic (Beleženje prometa), lahko vidite, da je prispelo sporočilo. V pogledu ASCII vidite celo oba znaka, ki sta bila poslana s sporočilom in ki ju signalizirata \r in \n. Prva komunikacija med matično ploščo in računalnikom prek WLAN-povezave je bila torej uspešna.

Program Packet Sender je sprejel sporočilo

4. dan: Dvosmerni UDP

V včerajšnjem projektu ste testirali UDP-komunikacijo v eni smeri, torej od matične plošče do računalnika. V tem programu modul nastavite tako, da je možna komunikacija tudi v drugo smer, skoraj tako kot pri klepetu.

Za četrtimi vratci adventnega koledarja se nahaja upor z 1 kΩ (rjav, črn, rdeč). Komponente v današnjem preizkusu še ne boste potrebovali, vendar jo morate obvezno shraniti za kasneje.

Program Packet Sender je uspešno poslal Hi

Program

Današnji program v bistvu vsebuje samo minimalno spremembo, ki pa ima velik učinek na komunikacijo z UPD-protokolom. Ko naložite program, se ponovno ustvari dostopna točka, s pomočjo katere se lahko povežete z računalnikom. Tudi tokrat potrebujete Packet Sender ali primerljiv program. Zaženite program in izvedite enake nastavitve kot prejšnji dan (File -> Settings -> Network: Enable UDP Server, Port 90) (Datoteka -> Nastavitve -> Omrežje: Omogoči UDP-strežnik, vrata 90). Nato morate v glavnem oknu v polju IP-naslov vtipkati naslov modula (192.168.4.1), vrata nastaviti na 91 in v spustnem meniju, ki se nahaja bolj proti desni, izbrati točko UDP. Ko izvedete nastavitve in odprete serijski monitor, lahko pošljete prvo sporočilo na modul, tako da v polje, ki je označeno z napisom ASCII, vtipkate npr. Hi.

Ko nato kliknete na Send (Pošlji), se na serijskem monitorju pojavi

+IPD,2:Hi OK

Sporočilo je bilo torej sprejeto. Nato lahko tudi odgovorite, tako da ponovno uporabite ukaz CIPSEND, torej npr.

AT+CIPSEND=7 >Hello

Klepetanje prek dveh naprav je torej možno, čeprav je tudi zelo zamudno.

5. dan: Preklapljanje LED

V današnjem programu gre končno za krmiljenje strojne opreme prek UDP-protokola. V tem primeru se LED vklaplja in izklaplja z enostavnimi ukazi.

Za petimi vratci se nahaja LED. Ustrezen predupor ste našli že za včerajšnjimi vratci. Sestavite vezje tako kot prikazuje slika.

Tako priključite LED s preduporom na pin D9

Program

Medtem ko so prejšnji vzorčni programi potrebovali veliko vnosov s strani uporabnika, mora današnji program delovati avtonomno. Kljub temu so prek serijskega monitorja v namen razhroščevanja še naprej prikazane informacije.

Krmilnik nato čaka na podatke, ki jih sprejme modul in ki jih naznani sporočilo +IPD. Legitimna ukaza, ki ju lahko pošiljate prek programa Packet Sender, se glasita led1 in led0. Krmilnik ju interpretira in v skladu s tem vključi ali izključi LED. Prav tako se posreduje povratna informacija na oddajnik. Če pošljete kak drug ukaz, se na serijskem monitorju pojavi sporočilo „Wrong UDP Command“ (Napačen UDP-ukaz). Isto sporočilo se prek omrežja posreduje tudi na oddajnik.

6. dan: UDP-tipkalo

V včerajšnjem programu je krmilnik analiziral prve ukaze. Današnji program ohranja to funkcijo, vendar lahko dodatno samostojno pošlje ukaz v omrežje.

Za današnjimi vratci se skriva tipkalo. Tukaj služi kot enostavni senzor. Povežite ga s krmilnikom tako kot prikazuje slika sestava.

Stikalo, prostorsko varčno priključeno na D8

+ 21 hidden pages