Najważniejsze typy czujników używane w Internecie Rzeczy - IoT

IoT, to zdecydowanie najgorętsze hasło technologiczne ostatnich lat. Idea Internet of Things polega na gromadzeniu, udostępnianiu i analizowaniu danych oraz tworzeniu z nich wartości. Wszystko pięknie, ale nawet najbardziej wydumany system dzisiaj bez wnioskowania wiedzy z danych (podejmowania decyzji i wykonywania algorytmów w środowisku rzeczywistym) stanowi bezużyteczną stertę technologiczną.

Stąd też bardzo duże znaczenie mają czujniki i elementy wykonawcze w Internecie Przedmiotów (IoT), które umożliwiają mu pobieranie danych ze świata i działanie w ramach jego środowiska.

Znaczenie sensorów IoT i elementów wykonawczych w Internecie Rzeczy

Internet przedmiotów składa się z kilku warstw technologii, które umożliwiają zwykłym rzeczom udostępnianie danych, które gromadzą przez Internet, aby ostatecznie zapewnić inteligencję, autonomiczne działanie i wartość, które w dużej mierze zależą od jakości samych danych. Dlatego czujniki i urządzenia wykonawcze są nieodzowną częścią stosu technologicznego IoT i czynnikiem decydującym o rozwoju każdego systemu IoT.

Czujniki i elementy wykonawcze są ważne dla Internetu Rzeczy, ale czym one są?

Czujnik, zwany także przetwornikiem, to urządzenie, którego zadaniem jest wykrywanie zdarzeń lub zmian w jego bezpośrednim otoczeniu i przekształcanie tych zjawisk fizycznych (takich jak temperatura, światło, wilgotność powietrza, ruch, obecność substancji chemicznych i wiele innych) w impulsy elektryczne które następnie można w znaczący sposób interpretować. Z drugiej strony siłownik można postrzegać jako narzędzie działające odwrotnie niż czujnik. Interpretując impulsy elektryczne wysyłane z układu sterowania i przekształcając je w ruch mechaniczny, w rzeczywistości wprowadza zmiany w jego fizycznym otoczeniu za pomocą szeregu prostych czynności, w tym między innymi otwierania i zamykania zaworów, zmiany pozycji innych urządzeń lub kąt, aktywowanie ich lub emitowanie dźwięków lub światła. Mówiąc prościej, siłownik nazywany jest „napędem”.

Podczas gdy zwykłe czujniki elektryczne i siłowniki istnieją od dziesięcioleci i są wszechobecne we współczesnych zastosowaniach przemysłowych, pojawienie się Internetu przedmiotów otworzyło zupełnie nowe możliwości zastosowania czujników IoT nie tylko w sektorze przemysłowym, ale także w dziedzina użytku komercyjnego i domowego. Jako niezbędny czynnik IoT czujniki i urządzenia uruchamiające pomagają monitorować, kontrolować i usprawniać operacje w prawie każdym sektorze, od inteligentnych pojazdów po ochronę lasów deszczowych. Internet rzeczy zrewolucjonizował sposób ich stosowania i rozszerzył zakres ich zastosowania, dzięki czemu czujniki działają w potężnym, opartym na chmurze oprogramowaniu analitycznym do opracowywania inteligentnych rozwiązań dla maszyn, ludzi i środowiska.

Biorąc powyższe pod uwagę, nie ma wątpliwości, że aby utrzymać szybką ewolucję, której doświadcza, Internet Rzeczy potrzebuje coraz bardziej wydajnych (a najlepiej tanich) rozwiązań czujnikowych. Niezawodny system czujników i urządzeń wykonawczych stanowi podstawę każdego udanego inteligentnego wdrożenia, dlatego konieczne jest, aby zdawać sobie sprawę z rodzajów dostępnych rozwiązań czujników IoT. Przyjrzyjmy się najpopularniejszym typom czujników używanych w IoT.

Rodzaje czujników IoT

Czujniki mogą być albo samodzielnymi urządzeniami, albo wbudowane w zwykłe obiekty lub maszyny, aby uczynić je inteligentnymi, i można je podzielić na kategorie pod względem zjawiska fizycznego, które mają być mierzone. Poniższa lista zawiera przegląd niektórych typów czujników najczęściej stosowanych w IoT.

Czujniki temperatury

Ten najbardziej podstawowy typ czujnika znajduje zastosowanie w każdym rodzaju zastosowania Internetu Rzeczy, w którym niezbędne jest śledzenie warunków termicznych powietrza, środowiska pracy, maszyn lub innych obiektów. Czujniki temperatury są szczególnie przydatne w zakładach produkcyjnych, magazynach, systemach raportowania pogody i rolnictwie, gdzie temperatura gleby jest monitorowana, aby zapewnić zrównoważony i maksymalny wzrost.

 

Czujniki IoT wilgoci

Choć ich najbardziej oczywiste i powszechne zastosowanie znajduje się w stacjach meteorologicznych do raportowania i prognozowania pogody, dość zaskakujące jest to, że czujniki wilgotności i wilgotności są również szeroko stosowane w rolnictwie, monitorowaniu środowiska, łańcuchu dostaw żywności, HVAC i monitorowaniu zdrowia.

Lekkie czujniki IoT

W zależności od natężenia światła otoczenia inteligentne telewizory, telefony komórkowe lub ekrany komputerowe mogą regulować jasność dzięki czujnikom światła, jednak czujniki do wykrywania światła otoczenia są nie tylko powszechne w elektronice użytkowej, ale także w aplikacjach inteligentnego miasta. Są coraz częściej stosowane do dostosowania oświetlenia ulicznego lub oświetlenia miejskiego w celu zwiększenia oszczędności.

Akustyczne i akustyczne czujniki IoT

Inteligentne czujniki akustyczne pozwalają monitorować poziom hałasu w danym otoczeniu. Będąc w stanie mierzyć i dostarczać dane, które pomagają zapobiegać zanieczyszczeniu hałasem, akustyczne czujniki IoT zyskują popularność w rozwiązaniach inteligentnych miast.

Czujniki IoT poziomu wody

Aby zapobiec klęskom żywiołowym, dane gromadzone przez czujniki monitorujące poziom wody mogą być wykorzystywane w systemach ostrzegania przed powodzią do analiz i prognoz. Oprócz ochrony środowiska czujnik ten znajduje zastosowanie w różnych aplikacjach przemysłowych do kontroli i optymalizacji procesów produkcyjnych.

Czujniki IoT obecności i bliskości

Emitując elektromagnetyczną wiązkę promieniowania, ten typ czujnika jest w stanie wykryć obecność obiektu docelowego i określić odległość, która dzieli oba te obiekty. Dzięki wysokiej niezawodności i długiej żywotności nie dziwi fakt, że szybko dotarli do tak wielu sektorów Internetu Rzeczy, takich jak inteligentne samochody, robotyka, produkcja, maszyny, lotnictwo, a nawet inteligentne rozwiązania parkingowe.

Czujniki ruchu IoT

System inteligentnego budynku jest prawdopodobnie najbardziej banalną aplikacją IoT dla czujnika ruchu, jaką można sobie wyobrazić. Chociaż ta oczywistość jest w dużej mierze prawdziwa, oprócz pomagania w monitorowaniu prywatnych lub publicznych przestrzeni przed włamaniem i włamaniem, zastosowanie czujników ruchu obejmuje także rozwiązania do zarządzania energią, inteligentne kamery, urządzenia automatyczne i wiele innych.

 

Żyroskopowe czujniki IoT

Zadaniem tego rodzaju czujnika jest wykrywanie obrotu i pomiar prędkości kątowej, co czyni go idealnym do systemów nawigacyjnych, robotyki, elektroniki użytkowej i procesów produkcyjnych obejmujących obrót. W celu codziennej aplikacji IoT czujniki żyroskopowe są coraz częściej instalowane w urządzeniach IoT używanych przez sportowców do dokładnych pomiarów ruchów ciała w celu analizy i poprawy wyników sportowych.

 

Chemiczne czujniki IoT

Czujniki wykrywające związki chemiczne (ciała stałe, ciecze i gazy) są niezbędnymi elementami w przemysłowych systemach bezpieczeństwa, rozwiązaniach w zakresie ochrony środowiska i, co oczywiste, badaniach naukowych. Co więcej, zdobyli już wsparcie w zakresie monitorowania jakości powietrza wspieranego przez Internet Rzeczy, który pomaga miastom i stanom w walce ze szkodliwym wpływem zanieczyszczenia powietrza i wody.

Czujniki IoT obrazu

Przetwarzając dane optyczne na impulsy elektryczne, czujnik obrazu umożliwia podłączonemu obiektowi oglądanie otaczającego go środowiska i działanie na nim z wykorzystaniem inteligencji uzyskanej z analizy dostarczonych danych. Czujniki obrazu są używane, gdy zachodzi potrzeba, aby inteligentne urządzenie „zobaczyło” swoje bezpośrednie otoczenie, w tym inteligentne pojazdy, systemy bezpieczeństwa, sprzęt wojskowy, taki jak radary i sonary, urządzenia do obrazowania medycznego i oczywiście aparaty cyfrowe.

Typy siłowników IoT

Siłowniki, jak sama nazwa wskazuje, mogą działać w swoim bezpośrednim środowisku, aby umożliwić poprawne działanie maszyn lub urządzeń, w które są wbudowane. Choć są małe, rzadko są widoczne podczas pracy, ale efekty ich pracy można odczuć w pojazdach, maszynach przemysłowych lub innym sprzęcie elektronicznym wykorzystującym technologie automatyzacji. Można je podzielić na cztery główne kategorie w zależności od modelu konstrukcji i roli, jaką odgrywają w określonym środowisku Internetu Rzeczy: 

Siłowniki liniowe

Służą do umożliwienia ruchu obiektu lub elementu w linii prostej.

Silniki

Umożliwiają precyzyjne ruchy obrotowe elementów urządzenia lub całych obiektów.

 

Przekaźniki

Ta kategoria obejmuje siłowniki elektromagnesowe do obsługi przełączników mocy w lampach, grzejnikach, a nawet inteligentnych pojazdach. 

Elektrozawory

Najczęściej stosowane w sprzęcie AGD jako część mechanizmów blokujących lub wyzwalających, działają również jako sterowniki w systemach monitorowania wycieków gazu i wody na bazie Internetu Rzeczy.

Czujniki IoT to mały, pozornie nieistotny sprzęt, który przekazuje dane do systemów IoT, które są prawdziwą tkaniną, na której zbudowana jest inteligencja maszyny. Z drugiej strony siłowniki stanowią (dosłownie!) siłę napędową każdego inteligentnego przedsiębiorstwa. W obu przypadkach Internet przedmiotów interesuje nie tylko to, co wyczuwają i jak działają, ale także rzeczy, które pozwalają nam robić szybciej i lepiej.

Internet Rzeczy ( IoT ) w magazynie z Google Cloud - przykład systemu

"Internet of Things" to temat wiodący również na konferecji Google Cloud Next ’19. Postaram się wyjawić kilka szczegółów o tym, dlaczego i jak robotyka oraz IoT stają się na serio produkcyjnym standardem.

Wracając do IoT, zastanawiacie się pewnie, co ten temat robi na konferencji Google o chmurach? Rozjaśnię pytanie, w tym roku jeszcze nie rządzi :-)

Jak wiadomo powszechnie, wiele tematów jest wchłanianych przez Google, także temat zwany partnerstwem z największymi producentami Open Source i wielkimi firmami od spraw bankowych, logistycznych, magazynowych i baz danych. Google chce mieć konkurencję pod kontrolą, a wiadomo, że to jest w pewnym sensie win-win, bo partnerzy mogą sprzedawać swoje usługi w wersji "enterprise" w koloejnej z kilku największych chmur publicznych.
Aby nie umniejszać firmie Amazon, w chmurze AWS istnieje również taki market, na którym Ci sami partnerzy sprzedają swoje wersje płatne rozwiązań.

Następnym wchłanianym tematem jest nagłaśniany coraz bardziej aspekt dotyczący masowego zastosowania robotów w produkcji. Temu tematowi został poświęcony m. in. poniższy temat wystąpienia.

Connected Robots: IoT in the Warehouse (Cloud Next '19)

 

 

Jak się domyślacie magazynier, to jeden z pierwszych zawodów, który znika po ponad 150-latach z naszego rynku pracy. Na ten moment zastąpiony jest robotami w wielkich fabrykach, ale kwestią czasu jest zanim zawód magazynier to będzie historia. W opasłych centrach magazynownia już ludzie nie biegają za paczuszkami, a stanowią jedynie nadzorców procesów, sortują niewygodne dla manipulatorów w robotach detale, wspomagają roboty w ich masowej pracy. Celowo wytłuszczam wspomagają, bo tak na prawdę, to kwestia powstania w miarę uniwersalnego manipulatora i pozamiatane :-)

Wracając do wykładu, to przedstawia on dziedzinę magazynowania odnosząc się do IoT jako konieczność w tych czasach i naturalny kierunek rozwoju dla  magazynów (ang. warehouses). Zaprezentowany jest jeden z przedstawicieli gatunku - robot wspomagający prace magazynowe. Przy okazji opowiadają, że do prototypowania i testowania nowych konceptów, nowego softu wspierają się też usługą Kubernates, gdyż jest wygodną formą stawiania infrastruktury na życzenie. Prowadzący wyjaśnia, że pokazany wyżej robot powstał w 9 miesięcy dzięki:

• platformie NVIDIA Jetson
• platformie ROS Open Source
• platforma Google Cloud

Na powyższym diagramie prowadzący wyjaśnia, że dzięki robotom zawód magazyniera może doznać znaczącej poprawy wydajności i roboty wyraźnie przyspieszają pracę magazynu. Da się to zmierzyć i można powiedzieć, że każdy człowiek współpracujący z robotem na magazynie jest 2/3-razy wydajniejszy.

Efektywność jest określana przez dane i decyzje. Roboty, które pracują na magazynie mają bardzo wiele danych z czujników i ciągle podejmują decyzje o kolejnych zadaniach. Prowadzący wyjaśnia, że dzięki pojęciu inteligencji operacyjnej oraz złożonym zapytaniom w czasie rzeczywistym, możliwe jest działanie bez przerw i znaczących awarii. Zamyka się to w slajdzie Data Driven Decisions:

Bardzo ciekawe jest też podejście do diagnostyki sieci WiFi, która służy do komunikacji z farmą robotów. Posiadają dedykowane dashboardy do tego:

Bardzo ważne podczas budowania robotów przemysłowych jest śledzenie tego co robot robi. Mam na myśli, czym się zajmuje w większości czasu. Oto jak prowadzący prezentują nam ten temat i coś przewidywalnego w takim zastosowaniu - robot po prostu w ~50% czasu jeździ :-)

Idąc dalej za metrykami, które w takim magazynie są istotne będzie to  efektywność pracy robota w magazynie. Co jest ciekawego w tym wystąpieniu? Okazuje się, że nie można uzyskać większej wydajności, kiedy zwiększamy prędkość przemieszczania się robotów w magazynie !!!

Z pomocą przychodzi AI i Machine Learning, dzięki któremu inżynierowie przygotowali/wytrenowali modele ML pozwalające uzyskać największą efektywność.
Poniższy slajd obrazuje na górze model podstawowy rozkładu prędkości jazdy, który nie zapewniał oczekiwanej efektywności i na dole, który zapewnia największą efektywność w pracy robotów CHUCK w magazynie. Jak widać model nie ma charakterystyki stałej w czasie (patrz na kolory), co tłumaczy fakt konieczności optymalizacji zależnie od miejsc, które przemierza robot.

Kolejnym zagadnieniem typowym dla powierzchni magazynowych jest orientacja w czasie rzeczywistym, gdzie i jak przemieszczają się zarówno roboty jak i ludzie po magazynie.
Dla prawidłowego działania magazynu niezbędny jest monitoring robotów, które mogą określone zadania. Niechcianym przypadkiem jest blokowanie drogi przez kilka robotów, które "zagubiły się" lub po prostu skończyło im się zasilanie. Monitoring pozycji w czasie rzeczywistym stanowi podstawę utrzymania infrastruktury magazynowej i zapewnia bezpieczeństwo ludziom.

Monitoring w czasie rzeczywistym jest związany z faktem działania magazynu produktowego przez 24h bez przerwy. Klienci oczekują dostawy w 2 dni, więc niezbędne okazują się metryki na temat tempa pracy maszyn i ich stanu. Co ciekawe monitorowanie odbywa się w znanej w świecie Internetu Rzeczy bazie serii czasowych InfluxDB, która spełnia właściwie swoją rolę.
Opowiadający wspomina, o tym, że monitoring CPU robotów jest super ważny, gdyż przegrzanie się procesorów na skutek uszkodzenia wiatraka to typowy przypadek i wówczas roboty zachowują się w nieprzewidywalny sposób.
Wspomina również o koncepcie Preventive Maintenence (PdM) (pol. konserwacja zapobiegawcza), zgodnie z którym można wymieniając w odpowiednich momentach części znając ich zużycie oszczędzić czas klientów. Jest to związane ze zmniejszeniem czasu potrzebnego na angażowanie inżynierów w utrzymanie. Po prostu w tym czasie programiści mogą wytworzyć kolejne ważne i cenne funkcjonalności.

Bardzo ważne okazują się dla utrzymania i weryfikowania optymalnych rozwiązań nagrania ścieżek  jazdy robotów CHUCK. Do tego celu inżynierowie stworzyli specjalne archiwum zapisujące to jak "widzi trasę robot" i mogą w dowolnym momencie "spojrzeć jego oczami"  bez konieczności przelotu osobiście samolotem do odległego o tysiące kilometrów magazynu.

Nadchodzi nowe wsparcie w IoT: NarrowBand dla internetu rzeczy - Nb-IoT + T-Mobile w hub::raum/Kraków

Wiele startupów tworzy IoT i niewiele wie o możliwościach jakie niesie przyszłość w temacie komunikacji urządzeń internetu rzeczy. Tzn. używają WiFi + Bluetooth, bo RaspberryPi i inne tanie płytki mające wsparcie społeczności ułatwiają dostęp do wiedzi i darmowego softu. To jest super z punktu widzenia przygotowania prototypu i uruchomienia PoC. Jednak takie rozwiązania nie spełniają często standardów automatyki: bezawaryjna praca ciągła, gwarancja działania do 5 lat, modułowa modernizacja/upgrade software/hardware, brak zakłóceń sfery dookólnej i niewielkie zużycie mocy.
Po prostu patrząc na IoT robione "na kolanie" widzę dużo ludzi, którzy po obejrzeniu YT tworzą swoje środowiska, natomiast robią to bez szerszej wiedzy z dziedziny elektroniki/sieci/informatyki. Takie prototypy najczęściej idą do szuflady i docelowy system wbudowany jest zamawiany w firmie znającej się na rzeczy a czasami też startupowcy uczą się elektroniki od podstaw i budują wiele prototypów dochodząc do wyznaczonego celu. Ale mimo wszystko sobie jakoś radzą na rynku systemów wbudowanych, bo jest to dość bogaty w "prawie gotowe" rozwiązania rynek.

Jeśli chodzi o startupy IoT oraz wsparcie urządzeń internetu rzeczy jest dla nich radosna nowina.
Otóż jak firma T-Mobile na swojej stronie IoT zadeklarowała, już niedługo obok internetu i transmisji danych 2G/3G/4G ujrzymy w ofercie nowa generację połączeń 5G o nazwie NarrowBand. Energooszczędne i dedykowane pasma dla transmisji danych z urządzeń M2M.

Prezentacja pochodzi ze stron T-Mobile - link do prezentacji na temat Internet rzeczy + Nb-IoT

Tak się składa, że lubię meetupy i trafił mi się jeden w tym temacie w Krakowie - na temat tej nieznanej wcześniej technologii NarrowBand (Bazyli, dzięki za zaproszenie). Jak to zwykle bywa spakowałem plecak, kupiłem bilety, aby spędzić 98% czasu w podróży i 4h na inspirującym spotkaniu z inżynierami skupionymi wokół hardware i transmisji danych. Jak się zorientowałem miejsce nazwane hub::raum to work place w Krakowie, gdzie swoje projekty rywalizują startupy zaproszone przez firmę T-MOBILE do pierwszej fazy testów wdrożeniowych dla technologii NarrowBand. Bardzo przyjazne miejsce i z unoszącymi się w powietrzu startupowymi tematami :)


Kiedy przybyłem na spotkanie zaskoczyła mnie spora ilość rożnych płytek prototypowych wspierających NarrowBand ( NB-IoT ). Zawierające różne marki modemów oraz podstawek dev. kits zwróciły moją uwagę - oto jak wyglądały:

Okazało się, że powyższe developerskie kity to nasze przedmioty ćwiczeń. Wow, od razu radość na inżynierskiej duszy, że praktyka a nie tylko teoria rządzi na tym spotkaniu.

Z rzeczy ważnych dowiedziałem się, że w Krakowie w okolicy warsztatów jest działająca aktywna stacja GSM/UMTS dla testów NarrowBand. Wdrożenia dla powszechnego użycia we własnych produktach jakie się zapowiadają na 2018 rok dotyczą wstępnie Krakowa i Warszawy.
Coś co Was ucieszy to fakt, że NarrowBand jest przeznaczony i zaprojektowany od początku dla IoT, zakłada małe pakiety danych nie więcej niż kilka mega bajtów na miesiąc. Jego szacowana cena rocznego abonamentu to ok. 20 USD :) i tutaj fąfary ; )
Nie ma na tą chwilę modemów wspierających protokół TCP natomiast są modemy wspierające UDP. Istotny fakt to niemożliwość podłączenia się z zewnątrz do urządzenia. Tzn. możemy tylko traktować modem jako klienta sieci i jeśli postawimy na nim aplikację to z założenia powinien to być klient do usługi a nie aktywny serwer.

Techniczna wartość jaka płynie z takiego rozwiązania to również oszczędność energii tzn. nasz produkt IoT może wysyłać rzadziej dane i przez to działać na akumulatorze dłużej. Producenci modemów NarrowBand wprowadzili specjalne tryby oszczędzania energii oraz wybudzania, aby nasze urządzenia działały dłużej.

A teraz nieco fotek i komentarzy do nich. Oto początek prezentacji ze spotkania.

Oto typowy deweloper kit jakiego używałem na warsztatach i zestaw komend AT stosowanych do niego.

Zasadniczo to działa po podłączeniu do USB. Pojawia się w systemie wirtualny port ttyUSBx (ew. kolejny COMx) i wystarczy otworzyć port i zrobić restart modemu. Przedstawia nam się od razu i możemy działać z ustawieniem trybu i zasad działania.

Oto zrzut ekranu z praktycznego terminala cutecom na Ubuntu i wspierającego wydawanie komend AT.

Wśród uczestników spotkałem fascynatow nowych technologii i hardware. Nie jest to spore grono fanatyków, ale dość konkretne jak to w inżynierskiem środowisku bywa. Jako gift otrzymałem od jednego gościa PCB zrobione w Chinach na którym można osadzić modem i kartę SIM w postaci układu scalonego. Dowiedziałem się, że w naszym kraju można kupić takie SIMy w T-Mobile, które wlutowuje się w PCB i przez to wielkość urządzenia znacząco maleje.
Oto jak prezentuje się taka płytka z dwóch stron. Może ktoś skorzysta i pobawić się tematem jak ja.

Moje zabawki, z którymi będę niebawem się bawił w podłączenie modemu GSM do sieci wyglądają tak:

Zamierzam kupić kilka kart rożnych operatorów i pobawić się w transmisję danych a jeśli będę miał NarrowBand w zasięgu to również wchodzi w grę :) ale szukam sponsora/dostawcy na modem SARA N21  na ten moment najwięcej urządzeń NB-IoT widziałem w u-Blox, ale z czasem się to napewno zmieni.


Gdybyście chcieli obejrzeć co n.t. NarrowBand planuje T-Mobile Polska - polecam ten cenny materiał o NarroBand IoT w odniesieniu do Polski:






Napiszcie o Waszych przygodach z IoT, GSM, modemami i ew. NarrowBand w komentarzach.

Linki

Narrowband-IoT: wsparcie Internetu rzeczy

T-Mobile Takes on IoT with New Network Tech & a Growing Product Family

Webinarium : INTERNET RZECZY – BUDOWANIE ROZWIĄZAŃ Z TECHNOLOGIĄ KOMUNIKACYJNĄ NARROWBAND-IO

T-Mobile reveals plans for nationwide Narrowband-IoT network by 2018, also intros SyncUp Fleet

Lua + Open Hardware = Mihini

Jak powszechnie wiadomo, każdy nowy standard, framework lub sprzęt potrzebuje wygrzewania. Np: język programowania Lua wygrzewa się w grach sieciowych tj. WOW jako język skryptowy. Skrypt w języku Lua miał swoje kilka minut jako potężny atak na reaktor jądrowy w Iranie. Są współcześnie projekty, które doceniają język Lua bardziej niżeli język Java. Zastanawiająy jest ten fakt powrotu na scenę tego 20-letniego języka programowania. Byćmoże dzięki możliwości bardzo łatwego osadzania Lua na innych platformach stał się on dość ciekawym kompromisem.

Tak się złożyło, że zainteresowali się nim autorzy projektu Mihini, który uznali, że jest to godny język do utworzenia API do komunikacji pomiędzy architekturami Open Hardware a światem zewnętrznym.

Oto główny nurt obrazujący cel projektu Mihini:

The Mihini project delivers an embedded runtime running on top of Linux, that exposes a high-level Lua API for building Machine-to-Machine applications.

Czyżby zabawa w amatorską automatykę np: bnudynków dopiero się rozpoczynała ... ;-)
Tak można obserwując rynek określić, bo minął równy rok, od publikacji przez Google projektu Droid@Home a nadal nowe standardy powstają i mają się dobrze. Można wybierać wśród ulubionych języków programowania: Java, JavaScript, Python, Lua.

Wracając do samego projektu Mihini chciałbym podkreślić, że mamy tutaj wsparcie dla najpopularniejszych i sensowych architektur Open Hardware t.j.:

• Raspberry Pi
• BeagleBone

Z niecierpliwością wyczekuje ciekawych aplikacji do pomiaru temperatury i innych robotycznych odkryć na tej platformie. Może przekona mnie to bardziej do użycia języka Lua w praktyce ;-)
Jak na razie doszukalem sie jednego zastosowania - pomiaru temperatury.

Linki: -

• Jak skompilować prj. Mihini na ulubionej platformie - dość jasny opis krok po kroku
• Mihini - strona główna peojektu

Open Hardware to pomyślny kierunek dla wynalazców

Podczas przeglądania materiałów n.t. Arduino natknąłem się na kilka dokumentów z linkami do stron autorów. Zamieszaczam je poniżej i życzę przyjemnej lektury. Niektóre wynalzki wykorzystujące współczene możliwości mikrokontrolerów są na prawdę niebanalne. Dla przykładu taka oto latająca platforma - kto by uwierzył, że kilka deseczek, dwa serwa, jakiś tani mikrokontroler zasilanie i możemy latać :-)



Kolejny przykładowy wynalazek, który może Was zainteresować dotyczy nietypowego lustra - złożonego ze sporej ilości silników i oczywiście kamery, która przetwarza obraz i steruje tym widowiskowym falującym lustrem:




Szczytem chyba jest BIOTICALS. Projekt, w którym roślina w doniczce podlega stałemu monitoringowi warunków i mikrokontroler, który ją monitoruje wysyła na dedykowanego bloga tej roślinki - nie żartuję sobie, hahaha - widomości w stylu Podlej mnie wreszcie :) W tym przykładzie do mikroblogowania wykorzystany jest twitter API .


Poniższe wartościowe materiały, które zawierają całą masę szalonych pomysłów:

Life Hacks Winner Arduino Security by MC. Rene Solis R. on Scribd

Arduino Lecture 2 - Interactive Media CS4062 Semester 2 2009 by eoinbrazil on Scribd

Tutorial Arduino 01 - presentaci%f3n by MC. Rene Solis R. on Scribd

Godne przytoczenia są również projekty Stefan Marti z MIT

Fritzing - elektronika i informatyka w jednym miejscu

Od jakiegoś czasu zastanawiałem się, czy ktoś czasem nie połączył Open Hardware z Open Source w jakiś zwinny sposób ... długo myślałem nad swoim rozwiązaniem coś a la PADS do projektowania obwodow drukowanych + autotouterek do tworzenia PCB + interfejsy do PC w jednym miejscu :-) Myśli nie zdążyłem przelałem na papier i tym razem także zasięgnąłem do Open Souce ;-) Znalazłem tak długo wyczekiwany produkt nie tylko mojej wyobraźni pod hasłem Fritzing. Zapewniam was, że teraz od prototypu do produktu jest zdecydowanie sprawniej z Fritzing.



Polecam filmowe wprowadzenie do środowiska, które znajduje się tutaj:




Okazuje się, że projekt Fritzing to nie tyle różne narzędzia desktopowe do projektowania i prototypowania układów elektronicznych, ale również budowanie społeczności, wokół Open Source & Open Hardware. Strona projektu posiada dział, w którym mamy dostęp do banalnie prostej opcji wymiany projektów pomiędzy użytkownikami. Już z poziomu aplikacji mamy możliwość klikając na wyodrębniony i widoczny przycisk share przekazać nasz schemat, kody źródowe oraz płytkę drukowaną do repozytorium społeczności Fritzing.


Zaskakuje również wbudowany autorouter do projektowania płytek drukowanych PCB. O ile ten w projekcie Eagle jest dość sprawny i wystarczający do większości drobnych projektow wykluczając wysokie częstotliwości, to ten we Fritzing nadaje się jak wynika z opinii użytkowników również do w.cz. Osobiście śmie wątpić, bo nie znalazłem żadnych symulatorów zjawisk w.cz. propagacji fal, wykresow sygnałowych oraz propozycji prowadzenia ścieżek z uwzględnieniem zjawisk w.cz. Cóż, byćmoże to są plany i całkiem realne patrząc na to dość praktyczne dzieło wykonane zupełnie nieodpłatnie w ramach otwartego oprogramwowania z pasją.

Kiedy przyjrzymy się bliżej źródłom widać przewagę języka programowania C++ oraz biblioteki Qt-4.6.1 firmy Trolltech. Warto spojrzeć na kod autoroutera z algorytmem optymalizacji wyszukiwania ścieżek Dijkstry



Materialy dodatkowe:
http://code.google.com/p/fritzing/
http://code.google.com/p/fritzing/w/list
http://hackaday.com/2009/08/25/fritzing/
http://www.piksel.no/tag/fritzing
http://geekswithblogs.net/kobush/archive/2010/01/04/137328.aspx
http://unknowndomain.co.uk/blog/2010/01/03/i-heart-fritzing/
http://www.golem.de/0902/65340.html
http://portal.acm.org/citation.cfm?id=1517735
http://robot-overlord.blogspot.com/2009/04/robot-overlord-recommends-fritzing.html
http://www.pixelsumo.com/post/fritzing
http://starter-kit.nettigo.pl/2009/09/arduino-gramy/
http://starter-kit.nettigo.pl/
http://fritzing.org/projects/blow-up-shield/
http://www.gosh2009.ca/wiki/index.php/About_Gosh!
http://www.gosh2009.ca/wiki/index.php/Workshop_Schedule
http://sebastiansobotka.blogspot.com/search/label/led%207-segmentowy

Targi Automaticon® 2009 - warto tam zawitać ...

Oficjalnie dzisiaj nastąpiło otwarcie targów automatyki przemysłowej i pomiarów Automaticon® 2009. Od ponad kilkunastu lat przez pryzmat asortymentu oraz licznych technologii prezentowanych na targach możemy obserwować rozwój automatyzacji w polskim przemyśle. Z jednej strony producenci i ich przedstawiciele z drugiej strony konstruktorzy i ich dzieła. Jest to dość poważne zestawienie w branży automatyki, gdyż konkurencja, która czycha wszędzie może stanąc twarz w twarz ze swoimi autentycznymi rywalami i używając sztuczek marketingowych oraz swojej marki wypromować indywidualny bądź też powielony pomysł na biznes.

A w automatyce dzieje się wiele na codzień, jak łatwo się domyślić podobnie jak w elektronice - wszak automatyka jest w trwałym związku z elektroniką :) Automatyzacja procesów przemysłowych, ich monitoring, badania nad wytwarzaniem dóbr w sposób wydajniejszy jest to dość prężnie rozwijająca się dziedzina. Sam fakt obecności rokrocznie kilkuset wystawców na targach AUTOMATICON tego dowodzi, jak również zainteresowanie ze strony osób bezpośrednio związanych oraz z dziedzin postronnych (robotyki, informatyki, ekektroniki, miernictwa, etc...).

Niniejszym artykułem chciałbym zachęcić wszystkich zaintereowanych do dyskusji n.t. automatyki oraz nowych technologii, protokołów komunikacyjnych oraz wszelkich wynalazków, które zainspirowały ich podczas tegorocznych targów. Jednocześnie pozwolę sobie zamieścić fragmenty relacji z targów AUTOMATICON® 2008 oraz do galerii tagrów. Więcej znajdziecie w artykule Automaticon 2009. Zakres tematyczny oraz katalog wystawców znacząco ułatwią zapoznanie się z ofertą targową.

Nie każdy może być elektronikiem/automatykiem, ale każdy może być wynalazcą

W ramach czytanki jaką były wypowiedzi ludzi na wykop.pl na temat Arduino - każdy może zostać elektronikiem/robotykiem! zrodziła mi się myśl zupełnie odmienna i przeciwstawna do tak zabarwionego pozytywnie nagłówkowego frazesu.
Najbardziej rozbawła mnie nieświadomość wrzucającego, cytuję "Cała europa i stany szaleją na jej punkcie, a w naszym rodzimym internecie cisza. Patrzcie jakie to proste!". Tak, czas na prostotę nastał już wiele lat temu, gdy pojawiły się pierwsze mikrokontrolery jednoukładowe :-). Cóż, w mniemanu wielu handlarzy arduino z polskich aukcji internetowych - wnioskując po cenie - niesamowicie skomplikowanym sprzętem jest ten Open Hardware Arduino!
Najpewnej cena ta może wynikać z założonego tytułu tego posta oraz ze świeżego tematu w naszym kraju. W sumie pisałem już w listopadzie na łamach tego bloga o Arduino i Freeduino oraz o Open Hardware tzn. kilka miesięcy temu, lecz obserwuję zarazem, jak działają mechanizmy rynkowe chciałbym się z Wami tym podzielić.

Na początek dobrze to mieć jako gotowiec na lokalnych aukcjach, nasi znajomi blogerzy powinni coś już w tym czasie zacząć pisać (ponad migającą diodę), na aukcjach musi pojawić się naturalnie konkurencja, powstają pierwsze kopie oraz interpretacje pomysłów już zrealizowanych poza granicami kraju, kilku poważniejszych projektantów systemów mikroprocesorowych uśmiechnie się i pokaże, że takie moduły otaczają nas od zawsze, ktoś pokaże i opowie w ojczystym języku na youtube, że zrobienie wielu gadżetów się upraszcza do minimum lutowana i wymaga wyłącznie weny przegrzebywana forumów w poszukiwanu nowych interfejsów, mój robiony na kolanie ;) moduł arduino powinen się nieco zakurzyć na biurku od braku nowego pomysłu na robota lub inną niebanalną zabawkę, ktoś zakupi lutownicę i zacznie powielać tanie moduły do arduino, bo niestać nas na LegoMndstorms ...

... i tak oto powolnie Panowie rozkręca się świat Open Hardware i Open Source. Uważam, że właśnie taka czeka nas przyszłość :-) bez wielokrotnego powielania zbędnie traconego czasu na uzyskane większej modularności w sferze konstrukci elektronicznych. To na czym nasi starsi koledzy i ojcowie budowali tzw. mikroprocesorówkę automatyki przemysłowej nie staje coraz bardziej zagrożone, przez to, że ludzie w wolnym czasie zaczną lutować jakiś open hardware. To właśnie jest podwalina do wielkich wynalazków w tej dziedzinie i otwartych rozwiązań elektroniczno-programistycznych. Czeka nas współdzielenie się kodem dla naszych modułów, aby były sprawniejsze, użyteczniejsze, wydajniejsze, niezawodne ...
Zaznaczę tylko, że w tej sytuacji elektronikiem lub automatykiem nie każdy może siebie ot tak nazywać, o ile nie widnieje w tej nazwie przydomek wynalazca amator. Jednakże każdego dnia, kiedy jakiś amator wynalazca publikuje kolejne rozwiązanie uwieńczone tygodniami prób i błędów mam cichą nadzieję, że niebawem wielkie korporacje zauważą, że tak na prawdę sprzedają zwyczajny szajs :-) Wznoszę węc wiwat dla epoki urządzeń wbudowanych - oby każdy potencjalny majsterkowicz mógł bawić się do woli!

Polecam również poniższe lektury zaczerpnięte z dyskusji zrodzonej na wykopie:
http://www.arduino.cc/playground/Projects/ArduinoUsers
http://www.phidgets.com/
http://www.roborealm.com/
http://hardware.processing.org/
http://processing.org/
https://www.silabs.com/products/mcu/Pages/ToolStick.aspx
http://www.sunspotworld.com/
http://pl.wikipedia.org/wiki/Colobot
http://www.colobot.yoyo.pl/
http://www.srodki-dydaktyczne.men.gov.pl/www/main-5.php?distributor=201&


Firma SUN zaprojektowałą i sprzedaje "alternatywny" do Arduino moduł, lecz o innej skali zastosowań, oto przykład filmu z realizacją ramienia robota ze sterowaniem rękawiczką zakładaną na dłoń operatora :-)



... przytoczę także porównanie, bo SunSpot steruje też rakietą !