Maker Faire 2021

O víkendu (10-12/09) se v Praze konal další ročník Maker Faire. Po téměř dvouleté odmlce máme možnost potkat naživo celou řadu zajímavých tvůrců a jejich projektů. Aktivně jsme se minulých ročníků účastnili (i některých mimopražských) a letos se chystáme také. Vřele doporučujeme, přijeďte se podívat, stojí to za to.

Maker Faire je festival plný workshopů, interaktivních aktivit a především nadšených a zvídavých lidí. Své projekty a prototypy zde prezentují tzv. makeři. Maker je inovátor, vynálezce, kutil, designér i nadšenec. Každý, kdo se nespokojí s dostupnými věcmi a službami, vytváří si nové, ale zároveň si je nenechává pro sebe – sdílí je s ostatními. Je to zkrátka kutil 21. století.

Octopus LAB zde bude také. Děkujeme za hezký „medailonek“, který je k dispozici na Facebooku:
facebook.com/MFPrague/photos/a.399775593775823/1239372973149410/

Minulé ročníky:
Plzeň: octopuslab.cz/pilsen-mini-maker-faire-2019/
Mladá Boleslav: octopuslab.cz/2019/09/
Bratislava: octopuslab.cz/2019/11/
Praha: octopuslab.cz/maker-faire-2019/
OtopusLAB obdržel na Maker Faire Prague 2019 ocenění Maker of Merit

Některé projekty které bereme s sebou

  • Turingův stoj
  • Emulátor Intel 4004
  • MQTT teploměr
  • MQTT klávesnice a displej
  • E-ink displej
  • Robotická vozítka
  • Zdroje a měřící moduly
  • a řada dalších

Převažující většina projektů je realizována s ESP32 na vývojových deskách OctopusLAB.

Pokud se chcete i vy stát součástí úžasné komunity makerů v pražském Maker Faire, neváhejte a určitě doražte! Maker Faire Prague je největším kutilským festivalem v Česku. Akce pro celou rodinu, která spojuje kreativitu, umění, řemesla a technologie.


Maker Faire 2021 – jaké to bylo?

Jako vždy skvělé. Kutilové, tvůrci – prostě makeři – bývají zárukou skvělé atmosféry a pozitivní energie. Pro nás je zásadní, že máme možnost se ve dvou dnech potkat s velkým množstvím podobně smýšlejících nadšenců. A jak vystavovatelé tak i většina návštěvníků jistě ocenili skvělou přípravu organizátorů. Alespoň z našeho pohledu vzhledem k situaci proběhlo vše nadstandardně a i touto cestou všem dodatečně děkujeme.

Na našem stánku jste mohli vidět v provozu ESP32 s několika druhy displejů (segmentové LED, RGB maticové LED, e-ink a TFT dotykový). Zájem byl i o robotická vozítka, turingův stroj či emulátor i4004. Stihli jsme zprovoznit i Lightning Network automat s mincovníkem, kde si někteří pokročilejší uživatelé (Agama Point, General Bytes) mohli vyzkoušet druhou vrstvu bitcoinu nákupem za pár desítek korun.

Na naší plně osazenou desku RobotBoard s ESP32 jsme narazili u našich známých z pražského robodoupe.cz! Potěšil nás záměr použít jí v některém kroužku DDM (Domů dětí mládeže).

Na dalších expozicích nás zaujaly některé výborné nápady. Na obrázku vidíte modulární systém brickrknowledge.de/en, který vypadá opravdu zajímavě. Oceňuji možnost stavění i do prostoru a kreativní přístup k propojování, značení i celému konceptu.

Na stánku hwkitchen.cz nás zaujala kolekce několika stavebnic: MAKER BLOCK a Micro:bit TinkerKit od TINKERCADEMY. Vypadají velmi zajímavě a je dobře, že jsou většinou cíleny na úplné začátečníky od nejmenších dětí. Protože komplikované začátky mohou zájemce o moderní technologie poměrně rychle odradit.
Dále se nám líbila stavebnice Boffin magnetic (na stánku 3dsimo – Multilab), která skvělým způsobem vylepšuje původní myšlenku snadného spojování jednoduchých modulů. Domlouvali jsme se i o spolupráci na implementaci některých našich modulů. Bylo by to skvělé.
Samozřejmě jsme se zastavili i na stánku hamíka, kde byla k vidění plně „open-source“ stavebnice Hamík Baby (s pomocí dospělého už pro tříleté děti).

BOFFIN


Moduly octopus a stavebnice BOFFIN

Někteří naši známí používají v kroužcích elektroniky elektronickou stavebnici Boffin. Když nás oslovili s dotazem, jak by se dala tato stavebnice propojit s nějakým pokročilejším modulem připojeným k internetu, jednu jsme si vypůjčili a zkusili nějaké varianty zapojení. Během druhé poloviny prázdnin jsme se rozhodli trochu zvolnit v náročnosti a seznámit vás s i našimi jednoduchými pokusy.

Výrobce stavebnice uvádí:
Elektronické stavebnice Boffin přináší zcela novou úroveň zábavy pro všechny děti od 8 let. Pomůže pochopit základní principy fyziky i elektroniky, a to hravou formou.
Základem všech projektů je deska, na kterou se jednotlivé součástky jednoduše nacvakávají. V manuálu je popsáno, co by projekt měl dělat a co od něj očekávat. Po sestavení si můžete zkontrolovat, jestli všechno funguje.
Se stávajícími součástkami můžete vymyslet stovky dalších projektů, které nejsou popsány v manuálu nebo můžete kombinovat se součástkami a projekty v jiných stavebnicích.

https://www.agatinsvet.cz/recenze-elektronicka-stavebnice-boffin/

Připravili jsme si pár jednoduchých 3D modelů pro kompaktní mechanické propojení našich modulů se stavebnicí. (Postupně doplňujeme na github/octopusengine/hamik_cz…).
Větší oříšek bylo rychlé elegantní a hlavně spolehlivé připojení vodičů. Jelikož Boffin používá speciální patentky, zkusili jsme, zda neuspějeme v klasické galanterii. Měli jsme představu, že pomocí speciálního pájecího roztoku se nám podaří připájet vodiče, kterými bychom pak mohli připojovat naše moduly. Bohužel jsme zatím neuspěli. Ani přímo v podnikové prodejně Kooh-i-nooru se nám nepodařilo sehnat stejný rozměr, nejpodobnější je vyobrazený „knoflík stiskací nýtovací“ s vnějším průměrem 13,5 mm. Ale vyžadoval by trochu úpravy aby se dal použít. Napište nám, jakou máte zkušenost s rozšiřováním stavebice vy.
My jsme zatím využili mosazná očka a také šrouby M4. Lepší variantou by zřejmě bylo dokoupit si samostatně modré „vodičové“ moduly (například dvojici) a ty si podle potřeby upravit. Ale pro číslicovou techniku (například po komunikaci na sběrnici) patentky nemají úplně ideální spojení. V obvodu tlačítko – Ledka to asi nevadí, nějak s tím „zalomcujeme“ aby to šlo, ale pro připojení integrovaného obvodu s mnoha vývody by to určitě nefungovalo spolehlivě. Od toho jsou ale jiné stavebnice.

Jednoduchá zapojení stavebnice Boffin bývají hezky přehledná a pro úplné základy zřejmě postačí. Jednotlivé řady (100, 300, 500, …) na sebe navazují, dají se kombinovat a součástky se dají dokupovat i samostatně. Další výhodou jsou některé již hotové moduly (zvukové efekty, zesilovač a podobně). Sice údajně umožňuje vytvořit velké množství projektů, ale stále jen na poměrně jednoduché úrovni. Trochu mi také chybělo detailnější (nebo občas alespoň nějaké) vysvětlení, proč je něco zapojeno zrovna tak. I kdyby to bylo nepovinné drobným písmem. Domnívám se, že hlubší pochopení umožní nespoutanější samostatné tvoření.


Přímo jsme samozřejmě mohli využít svítivé diody, spínače či tlačítko, ale stejně jsme měli připojeno i nepájivé pole. Někdy totiž potřebujeme tranzistor nebo kondenzátor navíc a koncept úplně nemíří na číslicovou techniku (hradla, displeje a podobně). Propojení s ESP32, především pak možnost komunikace přes Bluetooth či po internetové síti bylo jistě přínosným rozšířením. Ale pro pokročilejší bastlíře mohou mít význam jen některé vybrané moduly. Stavebnice Boffin je tedy spíš pro mladší (kolem deklarovaných osmi let) nebo pro úplné začátečníky. Pokročilejší si potřebných šest součástek zapojí do nepájivého pole.

Zajímá to i úplně nejmenší 😉

Speciální řídící moduly

Speciální řídící moduly 1

V systému „chytrých“ projektů máme velmi často nějakou centrální řídící část. Někdy se ale využívají do jisté míry samostatné (autonomní) prvky. Může to být z důvodu spolehlivosti, bezpečnosti, rychlosti nebo z nějakého specifického jinými metodami velmi těžko realizovatelného zadání. Už jsme psali o obyčejném termostatu (například pro triviální regulaci pokojové teploty). Zde není přínosné, aby se nastavování teploty muselo trvale spoléhat na centrální prvek nebo internetové připojení.

V tomto a ještě v příštím díle si povíme o některých speciálních řídících modulech.

  • PLC (programmable logic controller)
  • PID regulátor
  • MLP – mutilayer percetron

PLC – programovatelný logický automat

PLC je relativně malý průmyslový počítač používaný pro automatizaci procesů v reálném čase – řízení strojů nebo výrobních linek v továrně.

OctopusLAB má ve svém portfoliu unikátní kompaktní model, jehož jádro tvoří námi oblíbený mikrokontrolér ESP32 a open-source firmware máme i ve verzi napsané v MicroPythonu. Zatímco hardwarová část je po roce vývoje už ve třetí verzi, software máme zatím na začátku. Naše základní PLC se vejde do klasické šestimodulové DIN krabičky, disponuje možností připojení k internetu pomocí LAN modulu (kvůli silněji rušeným průmyslovým provozům se nechceme spoléhat na WiFi).

Na desce máme čtveřici galvanicky oddělených vstupů a výstupů. Dále samostatnou zdrojovou část, modul reálného času, externí paměť EEPROM, komunikační 485 modul a možnost rozšíření pomocí sběrnice OCTOBUS.
Na samostatném LAN shieldu je možnost osazení POE modulu (Power over Ethernet – pro napájení po LAN síti).


PID regulátor v chytrém grilu

PID patří mezi spojité regulátory, složený z proporcionální, integrační a derivační části. Oproti jednoduchému zpětnovazebnímu regulátoru (který má jen složku P) při správném nastavení konstant P, I a D nedochází k nežádoucím překmitům, čehož jsme využili při regulaci elektrického grilu. Původní zapojení našeho grilu spínalo klasickým termostatem ale s nežádoucí hysterezí. Nastavovalo se „nějaké číslo“ 1-6 a například pro 3 se to nahřálo na 100, topení vypnulo, stejně se to ale setrvačností dotopilo na 120 a pak to chladlo na 80, než se to zase zapnulo.

Ovládací potenciometr, kterým nastavujeme přímo teplotu, je připojen ke kontrolnímu displeji. Pro vstup jsme použili dva teploměry (testujeme, jak se chovají): Termočlánek typ K a odporový PT1000 (v provedení pro použití na měření vyšších teplot). PLC shield s PID regulátorem řídí topnou spirálu grilu pomocí PWM (pulsně šířkové modulace) přes SSR (elektronické „relé“ – solid state relay).


Knihovna, kterou jsme používali: github.com/octopusengine…/lib/PID.py
Na vedle položením notebooku jsme si nechali vykreslovat jednotlivé PID složky, abychom viděli, jak regulátor pracuje. Vše se podařilo nastavit za poměrně krátkou dobu a gril pracoval už ve zkušebním provozu mnohem lépe, než v původní obyčejné verzi.




Speciální řídící moduly 2

Na obrázku je osazená a oživená „sendvičová“ sestava PLC. Úplně dole je PLC shield (zelená deska), následuje ESP32 board a LAN shield navrchu.
Na LAN shieldu je osazen i POE modul (Power over Ethernet – pro napájení po LAN síti).

Na tomto obrázku je vývojová sestava se dvěma PLC moduly pro kaskádové spínání až osmi stykačů (3 x 25 A, ovládací napětí cívky: 24 V). Počítač Raspberry Pi slouží pro dálkové nahrávání nového firmware (pouze ve vývojové fázi). Sériovou linku 485 využíváme pro odečítání dat z elektroměru.

PLC používáme i v domácí sestavě monitoringu malé solární elektrárny. Aktuálně máme na střeše dva panely o celkovém výkonu 500 Wp (Wattpeak, což udává nominální výkon za ideálních podmínek). Původní 12V olověné akumulátory (trakční 2 x 120 Ah) jsme letos nahradili technologií LiFePo (také 2 x 12V / 110 Ah). Dnes PLC modul slouží pouze k měření napětí a teploty na bateriích a tyto hodnoty následně přes WiFi posílá do naší databáze na cloudu. V plánu je doplnit systém i o řízení solárního regulátoru a distribuci akumulované enegrie.


Pokud vás zajímá beta verze programové část PLC:
github.com/octopusengine/octopuslab/…/components/plc

MLP – neuronová síť

Vycházíme z knihovny MicroMLP a micro artificial neural network multilayer perceptron – kde je trochu nadneseně zmíněn termín artificial (z AI – umělá inteligence) a neural network – což je neuronová síť.

Na jednoduchém příkladu s digitálními vstupy se neuronová síť „naučí“ požadované chování. V našem případě bylo vzorem logické hradlo (logical gate), jako jakási černá skříňka (black box), která má tři vstupy a jeden výstup. Dva vstupy vedou do klasického hradla a jeden slouží k přepínání (OR nebo AND). Toto jednoduché zadání se síť naučí za necelých 30 vteřin. Máme v plánu tento sw modul integrovat spolu s PID i do našeho PLC. Systém by se mohl sám učit a optimalizovat požadované hodnoty řízených procesů. Jsme na úplném začátku, ale doufáme, že dospějeme k nějakým v praxi použitelným výsledkům.

Pro zajímavost můžete prostudovat knihovnu, jak je to naprogramováno: github.com/octopusengine…/lib/microMLP.py
a vyzkoušet si popsaný příklad:
github.com/octopusengine/…/examples/neuronal_netw/and-or-ram.py
Naše MLP si velmi často odkládá data na persistentní paměť. Protože v embedded běžně používaná Flash paměť se při opakovaných zápisech poškozuje, není pro tento účel vhodná. Proto jsme v uvedeném případě testovali pro tento účel RAMdisk.





iot-mqtt-panel

IoT MQTT panel | MQTT explorer

MQTT nám umožňuje poměrně jednoduše nastavit a spolehlivě provozovat velký počet IoT zařízení. Jednou z dalších výhod protokolu MQTT je celá řada dostupných programů a aplikací pro konfiguraci i vlastní ovládání. Stačí si do „chytrého mobilu“ nebo tabletu nainstalovat některou z nich a během chvilky je můžete využívat pro své projekty.

Tentokrát vám představíme aplikaci (pro Android) s názvem IoT MQTT panel (obrázek představuje ikonu, pod kterou jí poznáte). Tato aplikace vám umožní snadno spravovat a vizualizovat jednoduché projekty IoT.
V mobilních aplikacích pro MQTT (a tato není výjimkou) se typicky nastaví přihlášení k brokeru a pak se vytváří množství kontrolních prvků (widgetů) – tyto využívají publish a/nebo subscribe na jednotlivé zprávy, pomocí nichž ovládáte nebo monitorujete jednotlivá zařízení.

Vybrané vlastnosti a funkce:

  • Aplikace běží na pozadí a znovu se připojuje automaticky. Může proto fungovat „24/7“.
  • Podporuje protokol MQTT (TCP) i Websocket.
  • SSL pro bezpečnou komunikaci (zabezpečený protokol).
  • Podpora JSON pro odběr i publikování strukturovaných zpráv.
  • Panely se k odběru přihlašují automaticky a proto se aktualizují v reálném čase.
  • Navrženo pro efektivní práci s veřejným brokerem (pomocí předpony zařízení).
  • Odeslané a přijaté časové razítko (timestamp) od brokera.

Připravili jsme dvě samostatná zařízení EDU_KIT1. Zatímco na jednom využíváme jen vestavěnou LED a displej (na obrázku vlevo), na druhém jsme připojili navíc RGB panel (4×4) a servo. Obě zařízení používají stejný kód:
github.com/octopusengine/…/examples/mqtt/mqtt-edu-kit.py
a ovládací prvky v aplikaci IoT MQTT panel jsme umístili do společného panelu:

Na obrázku vidíte použití některých vybraných komponent (ovládacích a zobrazovacích prvků). Aplikaci připojte ke stejnému MQTT brokeru, jako jednotlivá zařízení. Na základní experimentování můžete opět zkusit veřejně dostupného brokera, kde nastavíte: „mqtt_broker“: „broker.hivemq.com„, „mqtt_ssl“: 0. Připojení je pak signalizováno mráčkem v oranžovém poli nahoře.
Pro každý prvek si definujte takzvaný Topic, což je jednoznačná identifikace jednoho zařízení nebo skupiny zařízení a jejich komponent. Například pro EDU_KIT používáme komponety Led (vestavěná LED dioda), RGB (barevná WS dioda nebo panel 4×4), Button (tlačítko boot na modulu Do-It). Případně se dají přímo použít i Displ7 (pro připojený displej) nebo Servo (jako ve druhém modulu).


Pro lepší porozumění MQTT i snadnější práci a ladění doporučujeme vyzkoušet i desktopovou aplikaci http://mqtt-explorer.com/. Program je ke stažení pro všechny platformy (Linux, Mac i Windows) a práce s ním je poměrně intuitivní, (koukněte se na video z předchozího odkazu). Nejdříve si opět nastavíte MQTT brokera (třeba nějakého veřejného nebo ve vlastním počítači přes Node Red) a pak uvidíte veškeré probíhající „komunikace“. V ukázce jsme se připojili k zařízení (device) „…abb35“ (dáno svým jedinečným identifikačním číslem UID) a pomocí „příkazu“ (klíčového slova) rgb jsme poslali hodnotu #000032, čímž jsme na konkrétním zařízení rozsvítili RGB Led diodu modře. Celý topic je pak:
octopus/device/…abb35/rgb, kde „…abb35“ je celé UID, zde zkracujeme, aby se vešlo.

Máte už nějakou zkušenost s MQTT? Napište nám na info@octopuslab.cz, jaké projekty realizujete a jaké aplikace k tomu používáte. Ozvěte se i pokud vám něco nebylo jasné nebo vám něco nefungovalo.












co se už nevešlo:

Jednoduchá ukázka a uživatelská příručka: snrlab.in/iot/iot-mqtt-panel-user-guide/


Předchozí díly:
https://www.octopuslab.cz/mqtt/
https://www.octopuslab.cz/smart_home/

Intel 4004 slaví padesátiny!


46. díl – OctopusLAB
Intel 4004 slaví padesátiny!

Čtyřbitový mikroprocesor Intel4004 byl prvním komerčně dostupným procesorem a předchůdcem osmibitové řady 8080. A jelikož spatřil světlo světa v roce 1971, slaví letos kulaté výročí. Rozhodli jsme se proto vytvořit speciální emulátor na EDU_KIT1 (ESP32 + Micropython), který můžete naživo vidět na letošním Maker Faire Prague 21.

Tento velmi „primitivní“ procesor se používal v jednoduchých kalkulačkách, pro řízení tiskáren a v dalších (dnes již mnohdy zapomenutých) projektech. Princip mikroprocesoru však v základu zůstává stejný. Proto by si vážní zájemci o číslicovou techniku měli alespoň na chvíli pohrát s tímto úžasným kouskem z historie. Sehnat a zprovoznit originál nemusíte, protože základ emulátoru už máme skoro rok v provozu:
https://github.com/octopusengine/micropython_4004-emul

První verze měla čtyřbitový vstup (páčkové přepínače) a čtyřbitový výstup (Ledky, na kterých jsme zobrazovali obsah střadače).

Není snadné popsat fungování celého procesoru v krátkém odstavci. Ale zjednodušeně: Program tvoří posloupnost instrukcí. Prováděná instrukce se načte do Instrukčního registru a je dekódována na sled dílčích kroků, které se mají vykonat.

Základem bývá práce aritmeticko-logické jednotky (ALU), ve které provádíme operace se střadačem (A – Accumulator) a vybraným registrem (R0-R15). Registry jsou čtyřbitové a složení osmibitového „Byte“ se provádí jejich sdružováním do dvojic (register pair). Práce s externí pamětí je složitější, musíme vždy nastavit adresu a až pak číst nebo zapisovat data.

Strojový kód

V následujícím odstavci můžete vidět fragment přesného souboru instrukcí přímo určený pro procesor i4004. Na prvních mikropočítačích jsme takovéto bloky natvrdo přepisovali do stroje (například PMI80). Je to hexadecimální zápis (šestnáctková soustava 0-F), kde 0 = 00 a 255 = FF).

[000] 20 00 22 00 DC B2 21 E0 
[008] F2 71 06 60 72 06 20 00 
[010] 22 00 DC B2 21 E4 F2 E5 
... 

I pro zkušeného programátora je strojový kód obtížně čitelný a ani bezchybně ho přepsat nemusí být úplně snadné. Proto se používá takzvaný Assembler, kterému je rozumět podstatně lépe. Jedná se o nízkoúrovňový programovací jazyk symbolických instrukcí. Jeho základ tvoří symbolické reprezentace jednotlivých strojových instrukcí a konstant potřebných pro vytvoření strojového kódu programu pro určitý procesor.
První řádek výše uvedeného strojového kódu přepsaný do assembleru pak může vypadat takto:

20 00 22 00 DC B2 21 E0 
-------------------------
[000] 20 00   FIM P0, $00 ; (Fetch Immediate reg, data) P0:=0
[002] 22 00   FIM P1, $00 ;  P1:=0
[004] DC 12   LDM 12   ;    (Load Immediate data) A:=12 
[005] B2      XCH R2   ;    (Exchange reg) R2:=A
[006] 21      SRC P0   ;    (Send Register Control)
[007] E0      WRM      ;    (Write Main Memory)
...  

Celý článek (odkazy i instrukční sada) je na stránkách OctopusLAB: octopuslab.cz/intel-4004-slavi-padesatiny. Pokud si chcete vyzkoušet jednoduché základy, existuje i on-line simulátor: http://e4004.szyc.org/emu/. Principy, které si osvojíte, se jen v malých obměnách používají i v dnešních procesorech.


Co se asi už do papírové verze nevejde >


Instrukční sada

Mnemonic   Instruction              MODIFIERS
   NOP     No Operation             none
   JCN     Jump Conditional         condition, address   
   FIM     Fetch Immediate          register pair, data        
   SRC     Send Register Control    register pair
   FIN     Fetch Indirect           register pair         
   JIN     Jump Indirect            register pair        
   JUN     Jump Uncoditional        address    
   JMS     Jump to Subroutine       address    
   INC     Increment                register     
   ISZ     Increment and Skip       register, address
   ADD     Add                      register
   SUB     Subtract                 register
   LD      Load                     register
   XCH     Exchange                 register
   BBL     Branch Back and Load     data
   LDM     Load Immediate           data
   WRM     Write Main Memory  
   WMP     Write RAM Port     
   WRR     Write ROM Port     
   WR0     Write Status Char 0    
   WR1     Write Status Char 1    
   WR2     Write Status Char 2    
   WR3     Write Status Char 3    
   SBM     Subtract Main Memory   
   RDM     Read Main Memory   
   RDR     Read ROM Port      
   ADM     Add Main Memory        
   RD0     Read Status Char 0 
   RD1     Read Status Char 1 
   RD2     Read Status Char 2 
   RD3     Read Status Char 3 
   CLB     Clear Both     
   CLC     Clear Carry        
   IAC     Increment Accumulator  
   CMC     Complement Carry   
   CMA     Complement     
   RAL     Rotate Left        
   RAR     Rotate Right       
   TCC     Transfer Carry and Clear   
   DAC     Decrement Accumulator  
   TCS     Transfer Carry Subtract    
   STC     Set Carry    
   DAA     Decimal Adjust Accumulator 
   KBP     Keybord Process    
   DCL     Designate Command Line

[000] 20 00 22 00 DC B2 21 E0 
[008] F2 71 06 60 72 06 20 00 
[010] 22 00 DC B2 21 E4 F2 E5 
...  

Celý výše uvedený kód:

000 20 00 FIM P0,$00
002 22 00 FIM P1,$00
004 DC    LDM 12
005 B2    XCH R2
006 21    SRC P0
007 E0    WRM
008 F2    IAC
009 71 06 ISZ R1,$06
00B 60    INC R0
00C 72 06 ISZ R2,$06
00E 20 00 FIM P0,$00
010 22 00 FIM P1,$00
012 DC    LDM 12
013 B2    XCH R2
014 21    SRC P0
015 E4    WR0
016 F2    IAC
017 E5    WR1
018 F2    IAC
019 E6    WR2
01A F2    IAC
01B E7    WR3
01C F2    IAC
01D 60    INC R0
01E 72 14 ISZ R2,$14
020 40 20 JUN $020

Další odkazy

https://dbpedia.org/page/Intel_4004 (HW replika)
https://thehistoryofhowweplay.wordpress.com/2018/09/11/microprocessors/
https://www.4004.com/mcs4-masks-schematics-sim.html (kompletní souhrn)
http://www.vintagecalculators.com/html/busicom_141-pf_and_intel_4004.html (historické kalkulátory)
https://cs.wikipedia.org/wiki/Von_Neumannova_architektura


Další stavebnice jsou trochu pokročilejší:
EK1 roboti
EDU_KIT2
EDU_KIT3



Průběžně doplňujeme on-line dokumentaci pro projekty s ESP32. S popisem knihoven, ukázkami kódu a tutoriály.
Můžeme se domluvit na individuálním workshopu nebo konzultaci. V našem labu máme i většinu modulů, co používáme v ukázkách. Ozvěte se nám na info@octopuslab.cz.


3d-koncept

10. EDU_KIT1

Hlavní „stavebnice“ – pro výuku i rapid prototyping…
podrobnější popis: https://www.octopuslab.cz/edu-kit1/
Základem je Robot board: https://www.octopuslab.cz/vyvojove-desky/robot-board/

11

EDU_KIT basic – stavebnice – základní součástky (bez modulu ESP32 doit)

12

EDU_KIT1 v klasické elektroinstalatérské krabičce

13

15


20. EDU_KIT2

ESP32board + EDUshield1 + OLED displej:
Popis: https://www.octopuslab.cz/edu_kit2/

21

postanice do „racku“

22

Projekty: E-rouška,
Inteligentní pokojový Termostat
nebo Parallel garden – automatické hyroponie

23

zjednodušená varianta na ESP32boardu

30 – EDU_KIT3

zatím připravovaný koncept
ESP32board + externí RAM + barevný TFT displej

40 – CUBE

EDU_KIT1 + EDU_KIT2 + mechatronika
propojovací platforma

41

42

50 – BOXES – parts

51


60. Robotické vozítko


70. Mechatronika – kreslítka









90. Mertkur – Totem (metrické dírky)


(1) obecné maličké dílky

  • spojovací, pro Arduino, Raspberry, Merkur i Totem
  • distance (M3 výška 5/10/15..?)
  • spojka dist 10 + l20 + dist 10
  • rohová spojka na výrobu krabiček
  • propojovací dílky a redukce
  • rastrový prvek – záda, modul..
viz detailní spojení displej + deska (uprostřed obrázku)

2) krabičky – stavebnice Octopus BOX

  • dominantně octopus
  • modul 82×82, 1/3, 2/3

3) doplňková krabička

  • k transpaentní
  • nositelný náramek / ledvinka?

(4) sedmisegmentovky

samostané na nějaké podložce?
nebo celek 7 segmentů

(5) ovládání jeřábu

(možno 2/3) -> autíčko (6) a další (7)

  • obecná „příhradovina“? a dílčí prvky k motorům či servu

6) robotický podvozek – uchycení motorů / kol

  • modul uchycení DC motoru
  • modul celého podvozku – 2 motory
  • malý podvozek (MS)

7) mechatronika – servo dílky

  • pro kráčejícího robota nebo kreslítko
  • lineární posun

8) robotické ruka / rameno / klepeto

rozšíření bodu 7

9) co by se ještě mohlo hodit?

¨pomocná „ruka“ – držák


jak opracování?
vrtání?
samořezný vrut?
lepení?

100 let založení firmy Merkur

Spolu s Robodoupe 2.0 jsme přijali pozvání na oslavu kulatého výročí české legendární stavebnice Merkur. Proběhlo i krátké jednání o možnostech spolupráce a dalších možnostech využití moderních komponent.

OctopusLAB moduly si s Merkurem rozumí už od začátku, máme totiž za tímto účelem upravený zdvojený otvor, který splňuje „metrické“ rozměry (vzdálenost dírek je totiž 1 cm).

Několik ukázek z tradiční výukové „elektro“ stavebnice
Přednáška: Robotika a robotické soutěže.
Slavnostní zahájení – i za účasti pana starosty města a dalších osobností s Merkurem „spojených“.

První neformální část jednání – se spolumajiteli, úzkým vedením firmy a dalšími „zainteresovanými“.
České rodinné stříbro, národní poklad – tak nazývá kovovou stavebnici Merkur její největší sběratel a propagátor Jiří Mládek – na fotce vpravo (dole).
Jiří Rotta (Malostranské Robodoupě > @robodoupe20) je autorem některých výukových elektronických modulů a vyvíjí koncept robotických manipulátorů a dopravníkových pásů (#tovarnanastole)
OctopusLAB stručně nastínil možnost využítí ESP32 a Micropythonu. 

Jak se Merkur vyrábí? Dírky se do plechu „vyrazí“ na lisu raznicí
a některé další se pak i ohýbají a dále povrchově upravují.
Prohlídka „továrny“ se očividně líbila.

Rádi kombinujeme materiály a různé komponenty – Merkur (kov), Totem (plast) i 3D tištěné dílky. Naše stavebnice mají proto často řadu „metrických“ M3 dírek (1 nebo 2 cm od sebe), nejen pro vzájemné spojování, ale především pro možnost připojení dílků třetích stran.

10 let brmLABu

Brmlab je legendární hackerspace Prague – v komorní post Covid sestavě jsme se sešli, abychom oslavili kulaté desáté výročí. A byla to velmi příjemná geekovská akce:

stylové technologické „zádveří“
svého času nejspíš světový unikát – pivní automat na čip
jogurt s tekutým dusíkem – rychlá zmrzka
další příchozí
v každém koutě trochu retra
Představení našeho oslňujícího kroužku, ovládaného pomocí BLE a postaveného na open source shieldu – MOS-FET PWM

KiCad & Open hardware shields

K dispozici je několik komerčních programů pro kreslení schémat a návrh plošných spojů. Existují však i open source verze. Poslední dobou se stal velmi populární KiCad: https://kicad-pcb.org/ – a ten jsem se rozhodl otestovat a vytvořit v něm Open-hardware shield pro ESP32board.

K výstupním obvodům (relé a MOS-FET) jsem přidal i jednoduchou zdrojovou část s lineárním stabilizátorem (navíc je tam i ochranná a srážecí dioda D1).
Nejdříve si musíte nakreslené schéma převést do nově vytvořeného projektu. Po zhlédnutí základního tutoriálu by to mohl zvládnout každý.

Když se jednotlivým součástkám přiřadí „pouzdra“ (typ, druh, velikost), schéma se převede na desku plošného spoje. KiCad v základu neumí desku navrhovat automaticky, ale u jednoduchých zapojení se dá tzv. „routování“ velmi snadno dělat manuálně. Správně rozmístit součástky na desku, pohlídat si tloušťky čar, nebát se používat propojky… s každým novým návrhem určitě přijdete sami na dalších pár fíglů.

3D zobrazení je specialitou KiCadu. Máte možnost vidět, jak by mohl celý výsledek vypadat. A mohu potvrdit, náhled se shoduje.
Berte prosím ohled, že je to moje první práce v Kicadu, ale cílem bylo vytvořit i open-source hardware, takže i tento projekt je celý k dispozici na Githubu: https://github.com/octopusengine/kicad-iot-re-fet-shield1

Pokud víte, jak to upravit, doplnit, jak to navrhnout lépe, můžete se připojit k partě nadšenců a pomáhat některé projekty vylepšovat. To je jedním z cílů open-source, což je spolupracovat, učit se, postupně projekt vylepšovat a vzájemně si pomáhat.

A tady je výsledná realizace (k výrobě oboustranných PCB používáme „čínu“, konkrétně ALLPCB, často nám to doručí do týdne od zadání – a i s poštovným, clem a DPH vyjde pár prototypových kusů levněji, než kdekoli v Evropě). Stačilo jen osadit a můžeme zevrubněji testovat. Modul (shield) se dá připojit pomocí sběrnice OctoBUS na některou z našich specializovaných desek k mikrokontoléru ATtiny nebo k pokročilejšímu ESP32

hned následující den jsme mohli produkt otestovat (s ESP32 a BLE) a předvést na akci:
10 let brmlabu (prague hackerspace)

Next step: Electromobility

Aneb Kupujeme elektrický skútr.

Původě se příspěvek (stačil by tweet) měl jmenovat pouze „Máme elektrický skútr za Bitcoiny a dobíjíme ho ze solárních panelů“ a měl vyjít 22. 5. 2020 – na den přesně, kdy jsme si připomenuli desáté výročí „Bitcoin pizza day“: to byl den údajně první bitcoinové transakce za „zboží“, kdy si týpek z Floridy (Laszlo Hanyecz) koupil dvě pizzy za 10.000 BTC. Byl to průlom – místo 30USD někdo zaplatil pochybnými virtuálními penězi, které v té době prakticky NIKDO neznal.

V octopusLABu máme rádi moderní technologie. Někteří naši známí nás nazývají renesančními lidmi a influencery. S bezmála 15 tis. sledujícími na Instagramu na tom možná něco bude.
Pěstujeme zeleninu v autonomím hydroponickém systému, na střeše máme solární panely, longboard s LiOn packem má jen o něco menší motor a třetinovou baterii – ale to je jen sranda do parku.
Letos jsme zkusili používat elektrický skútr, jako „plnohodnotný“ dopravní prostředek po Praze – využíváním služby BeRider.


Teď budu už psát za sebe (Honza Č):
Motorky mě baví a pátým strojem se měl stát (stal? nevím) Ecooter.
Kdo by neznal Alzu – https://www.alza.cz/
Co na té společnosti oceňuji je, že má slušný sortiment v elektronice, že zafungoval hlídací pes (přišlo mi upozornění, že je zboží skladem), že přijímá Bitcoiny (nakonec jsem stroj kupoval na firmu a tam by bylo komplikovanější papírování, takže převod jsem si udělal externě a do firmy vložil už „fiat“). To je tak asi všechno. Snaha o info linku, kde pokaždé odpovídá jiný člověk (telefonem i mailem), kde je neexistující komunikační kanál přímo na prodejnu, a že zjevně skřehotavej zelenej skřet fakt motorky prodávat neumí. Proč? Aktuální stav nejlépe dopisem-popisem:

Otevřený dopis pro ALZA CZ:

Dobrý den –
další neznámé osobě, u které přistál jako horký brambor tento elaborát.

Upřímně – už mě to opravdu přestává bavit!

Za poslední týden jsem v Alze „komunikoval“ snad s tuctem lidí (telefony 5, maily 3, i osobně na pobočce 3) a zdá se, že můj požadavek dovolat se KOMPETENTNí osoby znalé problematiky Vámi prodávaného zboží ECOOTER – je nereálný.
Takový člověk v Alze zjevně neexistuje.

Usuzuji z předchozího toku informací, a především z toho, co jsem včera obdržel. Krabici, která přišla z Číny (o tom jsem věděl), ale krabici,
kterou v ČR – potažmo v Alze – zjevně NIKDO ani neotevřel, aby viděl její obsah? Motorka, ve stavu „postav si sám“ by mě možná bavila, kdyby to bylo ve stylu IKEA. (Tam totiž dávají hezké návody k sestavení)

V krabici nebyl ani náznak po návodu, natož českém.
Papírová bedna – uvnitř opevněná nerezovou docela těžko rozebratelnou konstrukcí, jejíž hrany se ukázaly jako ostré nože!
Taky si umím nechat poslat bednu z Číny – ale právě abych byl tohoto ušetřen, kupuju to v českém obchodě.

Uvnitř – zatím v nedobytné ocelové kleci – v igelitu (poctivě zabalený) polosestavený stroj. (nebudu přehánět, odmontovaná zrcátka, odpojené kabely – pouhé drobnosti za účelem transportu) A víc NIC?
Naštěstí mám telefon na technika prodejce (SK), který mi ochotně popsal, jak si otvevřít prostor pod sedadlem, kde je „dokumentace“ a tak nejspíš i anglický návod, jak si otvevřít prostor pod sedadlem. Otevírá se nezvykle u startování (většinou býval zámek u sedadla) a klíček šel dost ztuha (nechtěl jsem ho zlomit) a i teď, když už vím, jak na to, se otevření podaří na druhý-třetí pokus. Ale podaří, ok, to k Číně patří. Ono se to oběhá – snad.

Pod sedadlem: odpojená baterka, ok
Pytlík s dálkovým ovládáním, anglický stručný manuál, kde se píše, jak se k němu dostat (jak otevřít sedadlo) Výbornej vtip! Fakt, smějeme se tomu s kámošema už druhý den.


Jak uvést stroj do funkčního stavu?
Nějaké česky psané papíry?
Například slibovaný bianko technický průkaz?
Doklad o shodě? Záruční list? To si asi už moc vymýšlím. Začínám v duchu oceňovat úkol České obchodní inspekce (a to jsem z jisté části anarchista).

Je to má pátá motorka nebo skútr, ale tohle mi hlava nebere. Třeba předepsaná lékárnička (povinná a za pár stovek) o ní ani zmínka, že by bylo dobré si jí pořídit (jinde jí tedy dávají) – a já tu jednu mám, ale chtěl jsem psát obecně i pro jiné kupující – což by měl IMO ale zajistit prodejce.
Asi škoda slov. Co mě ale ve finále dostalo:
Podle postupu, který mi sdělil technik na dálku telefonem, jsem připojil baterku a otočil klíčkem – a NIC.
Ono to ani nepojede? Možná vybitá baterka.

Takže vydávám z krabice nabíječku, kde zase strohý anglicky psaný návod – s tím zásadní problém nemám. Tam se píše, že červená led svítí při nabíjení a zelená, když je nabito. Připojím – a oslní mě dvě stále svítící modré LED.
Legrace? Fakt ne. Na nabíječce se dočítám: „Flash light – charge“ – ok, při nabíjení to má tedy blikat, jinak je nabito, asi.
S baterkou se takto několikrát otočím ke skútru, aby byl výsledek stejný: NIC.


Zkusím jejich appku. Třeba uspěji tady, má to být smart a cool. Na účtence je jakési SN a na to ale appka hlásila, že číslo není dobře. Zase pár pokusů, hledám tedy jiné v/na motorce (sice nevím, proč mě to napadlo, ale už improvizuji). A tam tedy je malá ušmudlaná samolepka s nečitelným QR kódem, ale číslo se dá opsat, appka akceptuje, ale tím to končí. NIC.

Ilustrační foto ze stránek prodejce

Nacházím hned několik důvodů k odstoupení od smlouvy, hlavou mi bleskne i nemilá komunikace s ČOIkou? Nepatřím ale do této sorty lidí a ten skútr pořád chci (asi se mi divíte, prostě je to tak, svezl jsem se na něm u prodejce a chci ho – otázka jestli od Alzy)

Co mám tedy udělat pro to, abych byl spokojen – podobně jako ostatní vaši zákazníci, co si koupí varnou konvici, nabíjecí kabel nebo malé rádio? Nebo ti si to také musí sestavit a oživit sami? A to ani nemusí řešit povinné ručení, pojistky, získání SPZ… jsem ve fázi, že neznám ani správné VINko! Ale k čemu když to ani nejezdí, že.

Otázka do pléna:
Dát tomu ještě šanci?


EDIT 20.7.2020
Nakonec jsem to nějak zprovoznil, Alza a hlavní dovozce mi vyšli vstříc při nákupu druhé baterky, a po dvou měsících provozu mám najeto necelých 1500km. Chystám další článek, do kterého připravuji nějaké postřehy a pár grafů nabíjení a vybíjení (prvních deset cyklů)
.