Aktuality

Maker Faire 2022

OctopusLAB 70
Ohlédnutím za pražským Maker Faire.


Letošní ročník již tradičního veletrhu Maker Faire Prague se konal o víkendu 17.-18. 9. v Holešovické tržnici.
Maker Faire je festival plný workshopů, interaktivních aktivit a především nadšených a zvídavých lidí. Téměř vše si na něm lze ozkoušet na vlastní kůži a mnohé se dá také vyrobit. Své projekty a prototypy zde prezentují tzv. makeři.

Petr (hlavní vývojář Octopus LABu) a Michal (ten má i velkou zásluhu na korekturách článků). Díky za pomoc. Ještě nám pomohl i Vláďa, ten ale na obrázku není.

Návštěvníci většinou ocení, když si mohou něco sami vyzkoušet. Jelikož máme hotovou jednoduchou hru pro dva hráče, byla by škoda ji nevzít s sebou. Jednalo se PONG-1D, o němž jsme v už v Hamíkovi psali. Na obrázku můžete vidět i hlavního pořadatele celého veletrhu Josefa Průšu, jak si u nás chvilku také zahrál.

Na stánku jsme měli opět i celou řadu dalších ukázek z našich již starších projektů. V levé části fotky se nachází sekce mechatroniky (serva, převody, posuny, jednoduché robotické rameno s inverzní kinematikou). Uprostřed vidíte bitcoinové zátiší s ČUDEM a s Ligning automatem (LN ATM). A vpravo nahoře jsou rozhraní k historickému mikropočítači Atari portfolio (modem, připojení tiskárny a podobné).

Největší naší letošní novinkou bylo naše univerzální digitální rozhraní (Universal digital interface – UDI).
Skládá se z ESP32, ke kterému jsme přidali dva šesnáctibitové expandery, posilovače sběrnice a zobrazovací prvky (základ napsán v MicroPythonu).

Pár dnů před zahájením výstavy nás poprosili naši kamarádi z DT-Labu, zda by také nemohli předvést svou čerstvou novinku: DT-Box. Malá krabička speciálně určená pro výuku, jejíž jádro tvoří modul OctopusLAB DoIt adapter (s ESP32). Mám v plánu vám v některém z příštích čísel Hamíka celý projekt více přiblížit. Zatím jen stručná citace ze stránek:
DT-Box je tu pro vaše první projekty! Osvojte si Python, a objevte všechna jeho využití. DT-Box je pomůcka pro výuku programování.



Projekt automatizované zahrady

OctopusLAB 66
Projekty automatizované zahrady

V minulém díle jsme se zabývali měřením hladiny s následným spouštěním čerpadla, kdy jsme potřebovali odčerpávat nežádoucí vodu nebo jen monitorovali vodu ve studni. Jako další krok se nabízejí komplexnější projekty automatizované zahrady nebo skleníku. Ty šetří nejen čas, ale – pokud jsou navržené dobře – i vodu. A obojí je dnes stále více žádoucí.

Spolupracovali jsme na projektu automatizace závlahy velké zeleninové zahrady. Jako senzory vlhkosti jsme zkoušeli odporové i kapacitní (podrobněji se o nich zmíníme v dalším díle). Systém běžel na 24V, byl připojen k internetu přes modul LAN (kabelem). Využívalo se kapénkové závlahy, která byla pouštěná do jednotlivých okruhů pomocí ventilů (ve spodní části obrázku).

Na dalších dvou obrázcích je open-source FarmBot – „farmařící robot“. Koncept malé plně automatizované zahrádky. Robot je vybaven pohyblivým ramenem s výměnnými nástavci, které slouží k sázení, zalévání nebo k odstraňování plevele. Dále je zde kamera, která zaznamenává postupný růst a také je v plánu, že rozezná plevel od žádané rostliny. Plevel pak speciálním „kolíčkem“ už v zárodku zastrčí hlouběji do země. V aplikaci si můžete přesně definovat, kde co poroste. A stačí pak už jen občas zkontrolovat, zda vše běží, jak má.




Přiblížíme vám však ještě jeden trochu odlišný koncept. Před několika lety jsme se totiž podíleli na vývoji malého hydroponického systému Parallel garden. Hydroponické pěstování salátu a bylinek v interiéru bylo v té době velmi populární. Podobně pak i akvaponie (hydroponie spojená s chovem ryb), ale o té snad někdy příště.

Co je to hydroponie?
Wikipedie uvádí: „Hydroponie je pěstování rostlin bez půdy v živném roztoku. Nejvhodnějším substrátem je v tomto případě keramzit – expandovaný jíl. Hydroponicky je možné pěstovat téměř všechny pokojové rostliny, ovoce i zeleninu (meloun, okurky, rajčata apod.), nebo květiny (karafiáty, gerbery apod.) pro produkci řezaných květů. Užitkové rostliny ve sklenících se také pěstují hydroponicky buď v minerální plsti, nebo v roztoku na „tenké vrstvě“. V těchto systémech voda cirkuluje, mimo záhony se zpět vrácený roztok filtruje, doplní se živiny, upraví pH a teplota. Podle systému a účelu pěstování se přidávají hnojiva.

Na obrázku (nahoře) jsou vidět závlahové trubičky vedoucí k jednotlivým rostlinkám (zde saláty).
V dolní části je pak schematicky velmi zjednodušeně naznačeno provázání celého systému. Miniaturní počítač Raspberry Pi s kamerou posílá každou hodinu fotku do datového úložiště. Ze získaného časosběru je pak vidět, jak rostliny postupně rostou a jak se jim daří.
K ESP32 (s Micropythonem) je připojen senzor teploty a vlhkosti (postačí jediná sonda). pak je zde pomocí relé spínáno oběhové čerpadlo. Do cirkulující vody jsou přimíchány i potřebné živiny (speciální přírodní či syntetické hnojivo).


OctopusLAB 67
Automatizovaná zahrada – Parallel garden


Projekt Parallel garden byl v základu koncipován jako open source, to znamená, že v této fázi jsme dávali k dispozici většinu podkladů, podle kterých si podobný box můžete sami také zhotovit. Základ – „krabice a hadičky“ původní větší verze (autorem je Jakub Hamata):
https://github.com/ParallelGarden/Hydroponics-in-a-box

Záměrem bylo projekt co nejvíce rozšířit a zapojit tak další nové vývojáře z celého světa. Úplně se to nepodařilo, nevím jak v „mechanické“ části, ale za hardware a software nám nikdo nepomohl. Sice máme v Githubu několik hvězdiček a pár „forků“, ale až pull request a commit se počítá (viz díl o gitu).


Použili jsme opět naše oblíbené ESP32 a program je napsán v Micropythonu. ESP32 monitoruje a řídí celý systém. Měří intenzitu světla, vlhkost minerální vaty, ve které rostlinka roste, a okolní teplotu. Pak podle potřeby spíná osvětlení nebo malé čerpadlo. Raspberry Pi s kamerou pouze fotí a každou hodinu posílá fotku do cloudu. Bylo použito pouze pro pár vývojových prototypů. Jinak je jen jako volitelné zařízení. 

Využili jsme prototyp naší vývojové desky pro IoT (internet věcí). Nyní sice více využíváme specializované moduly (PLCshield nebo doplňkový FETboard s více spínanými kanály), ale základ propojení by zůstal v principu shodný:

Naše IoT elektronika, hw, sw, fw, db a web frontend – dnes už trochu zastaralá verze:
https://github.com/octopusengine/octopusLAB_parallel_garden


OctopusLAB 69
Automatizovaná zahrada – zobrazování hodnot a senzory

Základní verze elektroniky nebyla složitá. Pro jednoduché experimenty do začátku byla plně postačující.

Senzor světla BH1750

Rostliny pro svůj růst potřebují kromě vody a živin i světlo. I v případě venkovního skleníku se někdy při slabém osvětlení doporučuje dodatečné přisvícení. Dříve se používaly halogeny, ale dnes už to jsou výhradně světla LED, ideálně v plném spektru denního světla (nebo se mu alespoň co nejvíce přibližujícím). Podle určitých studií se pro vybrané rostliny používá jiné spektrum na list (salát, bylinky) či květ (květiny), jiné na plody (rajčata, jahody), ale nemáme zde dost prostoru to zde podrobněji to popsat.
Pro použití v interiéru je dodatečné svícení nezbytností. Záleží, zda pěstujeme rostliny někde v tmavém koutě nebo u okna. Senzor BH1750 nám dává měřené údaje přímo v luxech a tak nám pomůže určit, zda bylo světla dostatek a pomocné svícení spínat podle potřeby. Světelný výkon se přibližně rovná dodávanému příkonu. LED totiž tolik nehřejí. Právě ztrátové teplo bylo u halogenů či klasických starých žárovek překážkou pro větší rozšíření. Šetřit se musí nejenom vodou, ale i elektrickou energií.


Senzor vlhkosti – na obrázku ilustračně
Zkoušeli jsem různé varianty – nejběžnější byl odporový nebo kapacitní. Jednodušší je odporový, který funguje na principu měření odporu mezi dvěma elektrodami. (Vlhká půda vede elektřinu podstatně lépe než suchá.) Vlhkost pak měříme každých deset minut a napětí (napájení) do senzoru spínáme pouze při měření (na 1-2 vteřiny). Jinak elektrody vlivem elektrolýzy rychle degradují. Senzor na obrázku vlevo, kdy jako elektrody sloužily pocínované plošky na plošném spoji při trvalém zapojení byl už po dvou měsících nepoužitelný (plošky byly zoxidované a z části „odleptané“). Kapacitní čidla kupovaná v Číně mají mnoho neduhů. Téměř 90 % z nich má odhalenu a zdoukumentovánu nějakou chybu (od variant, kdy to nefunguje moc dobře až po verzi, kdy to nejde vůbec).

Senzor teploty DS18B20

Především pro hydroponii v prostorech, kde může teplota výrazně kolísat – tedy v kanceláři, chodbě či garáži – je teploměr důležitý. Intenzivnější vyvětrání či průvan, kdy se rostliny octnou ve prostředí pod 5-7 stupňů, to může mít nežádoucí vliv na jejich další zdravý růst. Nižší teploty pak rostliny mohou i zahubit. Podobně pak nevětraný skleník v parném létě se na úrodě podepíše neblaze.
Použili jsme senzor DS18B20 od firmy Dallas. Opět doporučujeme koupit od ověřeného dodavatele nebo lépe, čidlo chvíli testovat (vedle důvěryhodného a zkalibrovaného). Odchylka 1-2 stupně se dá dokorigovat, ale měli jsme pár čidel, které měřily i 5 stupňů rozdíl a s časem se to měnilo na 1-10 nahoru i dolů).

Údaje ze senzorů jsem si posílali pomocí MQTT do Influxu a hodnoty pak mohli průběžně sledovat. Na grafu je vidět kolísání teploty (červená), postupné vysychání substrátu (klesající modrá), a zelená je zaznamenání sepnutého LED osvětlení. Špička na horní úrovni je ostré polední slunce, které se do okna dostalo a přesvítilo tak i LED osvětlení..



Vybrané měřené údaje jsme mohli sledovat i na malém OLED displeji. Ale máme zkušenost, že po několika dnech testování se na displej už skoro nikdo nedíval. V další verzi jsem ho chtěli mít trvale vypnutý a hodnoty zobrazit pouze po stisku tlačítka.


Raspberry Pi s kamerou nám každou hodinu vytvořilo fotku. Fotky jsme si nechali posílat pouze během dne nebo když se svítilo. Následně se z několika obrázků týdně daly vybrat záběry, ze kterých jsme pak složili animovaný gif nebo vytvořili časosběrné video. Cílem bylo porovnat, jak se daným rostlinkám daří v různých podmínkách (jiná prostředí, druh a doba svícení, typ hnojiva a podobně). Při delším období pozorování a větším vzorku dat by se dalo pěstování optimalizovat.












co se asi nevejde – a být to tam nemusí

SAMSUNG

Projekt jsme byli představit Zahradnické fakultě (MENDELU) v Lednici.
Zde je fotka z 3D kamery, protože celý koncept jsme pojímali více futuristicky. Například i jeden z prvních salátů byl na speciální akci v pražské Paralelní Polis vydražen za Bitcoin a výherci doručen dronem. Ale šlo spíše o marketingový krok a nevšední podívanou. Zatím nás čeká ještě hodně vývoje – ale nejsme sami, po celém světě je hydroponické pěstování stále více populární, tak se můžeme i inspirovat a poučit od druhých.





vodní hospodářstvíčko

OctopusLAB 66
Vodní hospodářstvíčko – tři malé projekty.


Voda je vzácná. Bez vody by na planetě Zemi neexistoval život. Voda je důležitá, a tak jistě znáte pojem vodní hospodářství. V tomto díle chce představit tři drobné projekty, které mají vodu, jako základní „problém“.

Projekt 1 – přečerpávání nežádoucí vody z dřevníku

Po renovaci opěrné zdi ve svahu se po desítkách let změnily podmínky spodních vod. Podlaha dříve suchého dřevníku se zaplavila a já musel hledat řešení. Vyhloubil jsem v rohu odčerpávací jímku – studánku.

Výšku hladiny jsem měřil jednoduchým plovákovým spínačem. Lepší by byly dva: při sepnutí horního se spustí čerpadlo a při rozepnutí spodního se zastaví. Také jsem změřil čas potřebný k odčerpání napuštěného množství vody. Vždy (zhruba každé dvě hodiny) když voda sepne plovák, zapne se na čas pumpa a vypustí přebytečnou vodu. Nakonec jsem ale chtěl znát rychlost napouštění i odčerpávání, tak jsem na měření vzdálenosti od hladiny použil ultrazvukový senzor.

Použité čerpadlo: karavanové 12V, 50W (10l/min.) Necelý den jsem zkoušel i 12V akumulátor, ale nakonec přepojeno na adaptér.

Na grafu je vidět, jak rychle se jímka vypouštěla (cca každé tři hodiny). Je také zaznamenán čas sepnutí relé. Hladinu jsem reguloval od 10ti cm (plná jímka) až po necelých 28 cm.


Projekt 2 – studna, monitoring hladiny vody

Petr Kracík řeší u sebe v Lomici nad Popelkou monitorování hladiny vody ve studni. Po pár experimentech použil nakonec ponorný senzor na přesné měření hydrostatického tlaku (s korekcí na atmosférický tlak). Tlak vodního sloupce nad čidlem je přímo úměrný s výškou hladiny. Studnu má kousek od domu, a tak použil externí baterie a zařízení provozoval v režimu deepsleep s využitím úžasného rychlého protokolu ESPnow. Díky tomu vystačí jediná baterie i na několik týdnů.

Měření hladiny: hydrostatický senzor (stříbrný váleček na obrázku vlevo nahoře). Čerpadlo: domácí vodárna Darling. ESP32 připojené na jednu LiFePo baterii. ESP s čidlem posílá data přes ESPnow protistraně, kde je také ESP32, ale s LAN (připojená k Internetu kabelem).


Projekt 3 – dočasné „řešení“ kapající vody

Vašek Chalupníček se projevil jako opravdový geek, když mi v pátek odpoledne volal, že jede na víkend pryč, ale že mu kape voda ve spodní části stoupačky. Několik dní sháněl instalatéra (byl nutný větší zásah, závada byla u vypouštěcího ventilu stoupačky) a voda kapala tak, že musel ráno a v podvečer vylít kýbl plný vody. Jak ho „vylívat“ automaticky? Vzal čerpadlo z akvária (spínaného pomocí relé) a hladinu také měřil externím ultrazvukovým senzorem, který používáme na robotech. Data o výšce hladiny si zaznamenával přes httprequest do Influxu (a také zobrazoval v Grafaně).

Měření hladiny: ultrazvukový senzor. Čerpadlo: miniaturní akvaristické.


Společným znakem všech projektů je využití ESP32 s posíláním dat pomocí WiFi a MQTT do Grafany. Realizace v Micropythonu, kde už jsou všechny knihovny připravené a odzkoušené může být opravdu rychlá. Celý systém funguje spolehlivě. Největší slabinou může být kolísavé lokání WiFi připojení. Obyčejné ultrazvukové senzory by také asi neměly dlouhou životnost, protože nejsou určeny dlouhodobě do vlhkého prostředí.

LNATM



Verze našeho LN-ATM vychází částečně z Bleskomatu, ale především z našeho ČUDA.
Na obrázku je hlavní vývojář Petr Kracík s Máriem Havlem (v pražské Paralelní Polis).



Zdrojové kdy ESP32 + Micropython: https://github.com/agama-point/lnatm

Ligtning automat – poznámky k open source verzi

#RFID
hardware_setup.conf.set("rfid_tx", 17)
hardware_setup.conf.set("rfid_rx", 16)

2022/03 – koncept – displej + RFID:
čudo – https://www.octopusengine.org/octopus-crypto-device/




2022/07:

  1. Přesunutí UARTU (pro mincovník) z levé strany na samostatný JST konektor z druhé strany

2022/09:
finální opensource verze krabičky – modely STL ke stažení:

Základní model kostry krabičky je ke stažení na https://www.thingiverse.com/thing:5536399


Inspirace a další odkazy:
https://www.bleskomat.com/

Cyber clock

OctopusLAB 65
Cyber (matrix) clock – velké digitálné hodiny.


Jelikož nás baví moderní technologie i jejich kulturní přesah, zkusili jsme se tentokrát zapojit i do poněkud netradičního projektu. Měli jsme možnost spolupracovat na několika „atrakcích“ prvního ročníku CyberTown 22. V minulém díle jsme popisovali PONG1D, který slavil na akci mimořádný úspěch. Dnes vám přiblížíme relativně jednoduché digitální hodiny, které jsme v duchu akce pojmenovali stylově cyber clock.
Na následujícím obrázku jsou snad trochu vidět (čas 22:12).

Cybertown je postcyberpunkový multižánrový festival zasazený do fiktivní dystopické budoucnosti. Odehrává se v kulisách postapokalyptického městečka na bývalé raketové základně. Uvádějí stručně pořadatelé na stánkách www.cybertown.cz/.

Základem zadání bylo navrhnout a vyrobit „retro digitání hodiny na bránu u radnice“. Pokud možno zadarmo a pokud možno včera. Požadované rozměry byly zhruba 120×50 cm. Tak velké segmenty nemáme. Ano, šlo by to složit z jednotlivých LEDek nebo žárovek, ale tolik času na to nebylo.

Už při tvorbě PONGU jsem si vzpomenul, že sériové „programovatelné“ LEDky se dají propojovat v prostoru do jednotlivých řad, které pak tvoří plochu, na které půjdou hodiny snadno naprogramovat. A protože jsem to chtěl hned rychle zkusit, LED pásek jsem jen cik-cak smotal do požadovaného tvaru, aniž bych musel něco stříhat a drátkama složitě propojovat. Použil jsem ESP32 v DoIT adapteru a již popisovaný modul reálného času ds3231 a hlavně „programovatelný“ LED pásek (s ws2812).
A hrubý základ pro hodiny byl velmi rychle hotový.

Na obrázku vidíte, jak je pásek „smotán“. Určili jsme si „mezery“ (zelené body), které se nevyužívají a slouží jen k propojení a zachování kompaktnosti. Je nutné odlišit sudé a liché řádky (1 až 5), jelikož se pro ně vykreslují body číslovek v opačném pořadí. V dolní části obrázku je vidět, kde jsou na kousku rozvinu pásku LEDky tvořící číslice „2“ a „3“. Sudý řádek je pak indexován reverzně.
Matice čísel pro jednotlivé číslovky se nachází v samostatném modulu assets/char4x7.py, kde je přesně definováno, které LEDky v daných číslech svítí. Máme náznak i pro jiné znaky a velikosti, ale pouze tato jedna knihovna je dokončená a odzkoušená.
Výsledný program včetně nových knihoven je opět na githubu:
https://github.com/octopuslab-cz/cyber-clock

import ds3231                # real time
from assets.char4x7 import * # matrix
....
ws = Rgb(27,WSMAX)           # 27 DEV3

""" ROW -----+ odd           ---o
          RX |               RXX  o
        +----+ even          ---o
"""
# --- LED strip --> 
WSMAX = 250
RX, RXX = 25, 3             # row, space
INTENSITY = 200             # intenzita

Opět jen seznámení s nejdůležitějšími konstantami používanými v programu:
WSMAX – celkový počet LEDek v pásku
RX – počet LEDek na jednom řádku (na našem obrázku by to bylo 10, 4+2+4).
RXX – počet nevyužitých LEDek (v ohybu) máme také 3 (na obrázku zelené).
INTENSITY – intenzita jasu, v šeru stačí 100, ale ve dne bylo lepší 200.

Pásek jsme přichytili k odřezku plastového parapetu a celý displej překryli vrstvou Miralonu (slouží jako difuzor pro rozplýlení světla). Finální ochranu tvoří dutinková polykarbonátová deska vsazená mezi dva odřezky z pozinkovaných profilů využívaných pro sádrokartony.

Pong-1D


OctopusLAB 64
Pong-1D – cyber ping-pong na počest výročí Atari.

Před padesáti lety (v červnu 1972) byla založena legendární společnost Atari. Mnozí na ní vzpomínají jako na firmu, která dala prvotní impulz hernímu průmyslu a tak v podstatě vytvořila fenomén videoher (dnes už se více používá termín počítačových her).


Jednou z prvních počítačových her byl PONG, který dokonce ani nevymyslela sama společnost Atari.
Automatová verze z historicky první komerčně vydané konzole/videohry se jmenovala Table Tennis a vyšla pod názvem Magnavox Odyssey v září 1972, pouhé dva měsíce předtím, než prý Atari umístilo první Pong do místního baru. Ale protlačit věc do světa je mnohdy záslužnější než ji vyvinout nebo nabídnout jako první (bohužel je to tak).

Credits: www.cdh.cz (česká databáze her)

Pong patřil dlouhou dobu mezi jednu z nejhranějších videoher vůbec. Je to jednoduchá počítačová hra s 2D grafikou pro dva hráče na principu tenisu nebo ping-pongu. Vytvořil jí Allan Alcorn jako cvičení, ve kterém použil černobílý televizor značky Hitachi, vložil ho do dřevěné skříňky a potřebné obvody připojil k deskám s elektronikou. Společnost Atari oznámila uvedení Pongu 29. listopadu 1972. První hry v poměrně velké žluté skříňce se sestavovaly velmi pomalu – v počtu několika desítek za týden. Až v roce 1975 byla představena domácí verze herní konzole Home Pong, která se dala připojit jednoduše přímo k TV. A v roce 1977 vyšla hra jako součást základního balíčku her zcela nové konzole Atari 2600.

Psát o zlaté éře Atari (tedy o 70. letech minulého století) z České republiky, je na každý pád trochu zvláštní. Jakkoliv už byla tato americká společnost ve světě proslulá, u nás jí téměř nikdo neznal. Že vymyslela novou formu zábavy, to se k nám za železnou oponu prakticky nedoneslo. Videohry samozřejmě jako pokleslý druh imperialistické zábavy nedostaly v socialistické společnosti ani ten nejmenší prostor. (Modrák – zkráceno)

PONG1D

Jelikož se pečlivě připravujeme na letošní první ročník Cyber town, přemýšleli jsme, s jakou atrakcí bychom se tam mohli blýsknout. Máme tam v ohni želízek více, ale vzpomněli jsme si i na jeden z prvních workshopů ESP + Micropython, kde nám Petr Viktorín připomenul zábavné hrátky s barevným LED páskem a inspiroval nás tak k napsání naší vlastní verze Pongu.
Zkoušeli jsme různé varianty délek, ale nejvíce se nám osvědčila velikost delšího stolu, kde hra připomíná stolní tenis (ping-pong) v rozšířené realitě se svítícím míčkem. Základem je tedy cca dva metry dlouhý LED pásek a řídící elektronika (s ESP32) ke které jsou připojena dvě tlačítka a případně i sedmisegmentový displej pro zobrazování skóre.



Hra oproti původní 2D verzi se hraje v 1D – na přímce (nebo křivce, chcete-li). Míček se hýbe ze strany na stranu a hráč musí míček odpálit (stikem tlačítka) na své straně když je dostatečně blízko začátku (tolerance). Podle toho, v kterém místě hráč míček odehraje, se zvyšuje nebo snižuje rychlost míčku.

Tlačítko je k centrále připojeno cca 150 cm dlouhým kabelem. Zkoušeli jsme opět různé druhy tlačítek a nejlepší jsou velká průmyslová nebo obyčejná domovní (tlačítko pro schodiště – ne přepínač).


Na podrobný rozbor kódu opět nemáme prostor, ale jako již tradičně je k dispozici na githubu:
https://github.com/octopuslab-cz/cyberpingpong.

Jedna z hlavních konstant je WSMAX, která udává celkový počet LEDek. Záleží na Vás, jak dlouhý pásek zvolíte, souvisí to i s hustotou ledek. Ale jistě si můžete pohrát i s ostatními parametry (rychlost nebo citlivost – tolerance, což je počet LEDek kde lze míček odehrát).

hamik-octopus63

OctopusLAB 63
Jednoduché letní projekty


Digitální hodiny s modulem ds3231

Projekt hodin s ESP32 jsme už v Hamíkovi popisovali, ale pro jejich nastavení jsme využívali připojení k internetu, ze kterého jsme si pro inicializaci stáhli aktuální čas. Toto řešení se ne vždy hodí (třeba na samotě u lesa bez internetu).
V dnes představovaném zapojení použijeme zajímavý (a zatím dostupný) modul reálného času ds3231.
Tento modul obsahuje:
– Obvod vysoce přesných hodin DS3231
– Paměťový čip: AT24C32 (kapacita EEPROM úložiště 32 KB)
(provozní napětí 3.3 – 5.5 V, teplotní rozsah 0 – 40 °C, přesnost 2 ppm.)

Modul připojte přes I2C k ESP vývojové desce (ROBOTboard, ESP32board nebo DoIt adapter, nově i modul většího displeje Big display). Dejte si pozor na pořadí pinů, často bývají „proházené“ a nedá se použít kabel 1:1. My preferujeme kabely dvoupinové, protože mají delší životnost a jsou spolehlivější. Jednopinový kabel se kroutí a po čase začne „zlobit“.

Základní práce s modulem je velmi jednoduchá – ukázka je v Micropythonu:

from time import sleep
from machine import RTC
from utils.octopus_lib import i2c_init
import ds3231

rtc = RTC()
i2c = i2c_init()
ds = ds3231.DS3231(i2c)

def ds3231_init(ds3231, rtc):
    now = (2022, 6, 21, 6, 16, 20, 0, 0)
    rtc.datetime(now)
    ds3231.save_time()

#ds3231_init(ds, rtc) #použijeme jen pro inicializaci

while True:
   hh = rtc.datetime()[4]
   mm = rtc.datetime()[5]
   print(hh,":",mm)  #vypisování času 
   sleeep(10)




Pro zobrazování na displeji doplníme kód podle typu displeje (OLED, LCD nebo náš oblíbený s osmi sedmisegmentovkami).

Pracovní verze je opět k dispozici na githubu:

https://github.com/octopuslab-cz/hamik_cz/tree/master/clock-disp7-ds3231

Novinkou letošního léta je také Big display. Deska, kterou jsme předělali pro ESP32 (původně byla pro ESP8266).

Pro osazení si můžete vybrat ze dvou velikostí displeje (na obrázku rámečkem označeno A nebo B).

Základem modulu je integrovaný řadič displeje MAXX7912. Pak už stačí jeden odpor (10k-20k) případně je zde místo i pro PIEZZO pípák. Displej pak funguje i samostatně – stejně jako známý čínský modul (menší – na obrázku nahoře).
Po zapájení dvou patnáctipinových konektorů můžete přímo připojit i ESP32 DoIt. A když si připojíte modul reálného času DS3231 přes I2C získáte skvělé digitální hodiny. Stačí jen vymyslet jim nějakou pěknou krabičku.

hamik-octopus62

OctopusLAB 56
Novinky a plány

Původně jsem připravoval článek o dalších našich projektech, ale vývoj většiny z nich je aktuálně v ohrožení. Situace související s celosvětovým nedostatkem některých elektronických součástek (především polovodičových čipů) se nezlepšuje a naopak se začíná nepříjemně projevovat i na skladových zásobách nebo cenách dříve běžně dostupných komponent. Například i náš oblíbený mikrokontrolér ATTiny buď skladem není nebo jeho alternativy se nabízejí i za desetinásobek původní ceny. Rapidně poklesla i nabídka vybraných operačních zesilovačů nebo komunikačních čipů (například FTDI, který používáme s ESP32 ještě nějaké jsou, no nestojí tři, ale deset dolarů!) a občas narazíme i na nedostupnost konektorů či pasivních součástek. Jak se se současnou krizí vypořádáváte vy? Také se vás nedostatek čipů nějak dotkl? Napište nám.


Modul čtyřznakového displeje

Náš kamarád z DtLabu, který používá desky octopusLAB s ESP odladil zapojení pro tento (zatím dostupný) modul displeje s obvodem tm1637. Hodí se pro jednoduchý teploměr nebo hodiny a práce s ním je jednoduchá. Uvedeme zde základní ukázku v našem oblíbeném Micropythonu:

from machine import Pin
import tm1637

# 4 digits display - dot is treated as middle digit
tm = tm1637.TM1637Decimal(clk=Pin(22), dio=Pin(21))
tm.show("1234")

Program po spuštění na displeji zobrazí číslo „1234“. Povšimněte si definování datových pinů, ke kterým je modul připojen.
Celý kód je již tradičně na githubu: https://github.com/octopusengine/octopuslab/blob/master/esp32-micropython/examples/tm1637_display_temp.py

Na obrázku je projekt termostatu, kde snímáme teplotu bezkontaktním infračidlem mlx90614, požadovanou hodnotu nastavujeme otočným potenciometrem (z druhé strany) a teplotu průběžně zobrazujeme na displeji.


Modul displeje s ESP32

Tuto desku jsme si navrhli už před třemi lety a vycházeli jsme z rozšířeného modulu max7219 pro dvě velkosti displejů, kdy se skládají dva čtyřsegmentové k sobě. Původní verze byla navržena pro ESP8266, který používáme pouze výjimečně (rozdíl ceny za lepší ESP32 je pro většinu projektů zanedbatelný), ale nakonec jsme i tento modul předělali na novější ESP (opět preferujeme náš oblíbený 2×15 pinů DoIt). Velkou výhodou je možnost řazení více displejů za sebou. (Máme vyzkoušeny tři kusy a speciálně jsme si upravovali i knihovnu.)

Ukázka použití dvou základních velikostí – moduly se segmentovkami jsou dostupné v různých barvách.

A co naše plány? V nadcházejícím období se začínáme připravovat na dvě větší akce. Již tradičně bychom byli rádi na pražském MakersFaire. A pár drobností chystáme i na CyberTown o kterém vám ještě napíšeme.

cudo21

57. díl – OctopusLAB
ESP32 – kouzelná krabička „ČUDo“


CUDo je zkratka pro Crypto Universal Device – octopus. Ale když se náš kamarád ze Slovenska zeptal, „čo je to za čudo“, měli jsme jasno, že to bude ČUDo!

Vycházeli jsme z poměrně čerstvého projektu postaveném na modulu s ESP32, ke kterému je připojena NFC čtečka, případně klávesnice nebo i akceptor na mince či bankovky. Ke komunikaci s uživatelem či zobrazování QR kódu slouží TFT displej.

V plánu je tradičně hned několik projektů. Například:
kalkulačka, centrála alarmu nebo chytré domácnosti, přístupový systém (na PIN nebo na kartu), výukové a prototypové moduly a podobně. Ale zaměřili jsme se především na některá speciálnější zařízeni pro práci s kryptoměnami (proto je i v názvu slovo crypto).
Využíváme druhou vrstvu bitcoinové sítě, takzvaný Lightning network. Elegantní řešení (LNURL) nám částečně poskytuje i lnbits.com, který provozujeme na vlastních serverech.
Krypto projekty:
PoS (Point of Sale) – obsluha na klávesnici zadá částku, zákazník platí „na“ QR kód zobrazený na displeji.
ATM (Automated Teller Machine) je anglická zkratka pro bankomat. Jedná se o zařízení, které po vložení hotovosti (do akceptoru mincí či bankovek) nebo bezkontaktním přečtení RFID „karty“ odešle jejímu majiteli požadovaný obnos v kryptoměně (formou „výběrového“ QR kódu nebo RFID v mobilu) a další.

Hardware

ESP32 board ¨- základní modul s ESP32
Displays Expander – deska připojení displeje a I2C 16ti bitový expandér
TFT 160×128 – grafický displej SPI
Keypad 4×4 / 4×5 – maticová klávesnice
NFC-RFID PN532 – čtečka RFID

Na hackathonu Hackatoshis flying circuit konaném v pražské Paralelní Polis https://flyingcircuit.com/ , jedné z posledních akcí loňského roku, jsme za naše ČUDo získali první cenu! Na hackathonu jsme měli hned několik prototypů a představili jsme koncept všech projektů, které porotce po právu zaujaly.

Základní koncept – open-source v Micropythonu:
https://github.com/octopuslab-cz/temporary-crypto-universal-device
Také 3D model krabičky ve formátu STL je zdarma ke stažení na Thingiverse:
https://www.thingiverse.com/thing:5142637





co se už asi nevejde nebo co už bylo:



Simple test and example

https://github.com/octopusengine/octopuslab/tree/master/esp32-micropython/examples/displays_expander
Keypad (LED 7segment display) “calculator”
NFC-RFID reader – UART2



Ohlédnutí

OctopusLAB 55
Ohlédnutí za několika roky tvoření

Blíží se konec roku a tak se pokusíme trochu zvolnit tempo. Na předvánočním setkání radioamatérů v NTM jsme se dozvěděli, že naše články jsou dost náročné. Proto si tentokrát jen nostalgicky zavzpomínáme na několik málo okamžiků z téměř pětileté činnosti naší malé tvůrčí laboratoře.

Jako nadšení elektrokutilové zaměření na číslicovou techniku jsme si v jistou chvíli začali vyrábět vlastní vývojové desky. Už jich máme více než deset druhů. Na obrázku je testovací modul FIRST board s I2C expandérem a binárním výstupem.

Velmi brzy jsme vyhověli žádostem o ROBOT board – desku pro robotická vozítka (lze připojit dva motory nebo tři serva).

Na Robotickém dni v Praze jsme předvedli hned několik našich robotických vozítek. Na robotické soutěži průjezd bludištěm (akce Kavárny naživo) jedno z nich skončilo na druhém místě!

Pražský Maker Fair v roce 2019 pro nás byl velmi úspěšný, obdrželi jsme totiž ocenění Maker of Merit, kterého si stále velmi ceníme.

Na hackathonu Hackatoshis flying circuit konaném v PP, jedné z posledních akcí letošního roku, jsme za naše ČUDO (crypto universal device Octopus ) získali první cenu!



Přejeme všem čtenářům především pevné zdraví, ať je příští rok úžasný a plný příjemných překvapení.