{"id":3815,"date":"2023-10-10T14:41:24","date_gmt":"2023-10-10T12:41:24","guid":{"rendered":"https:\/\/cbrell.de\/blog\/?p=3815"},"modified":"2024-03-11T20:38:25","modified_gmt":"2024-03-11T19:38:25","slug":"internet-of-things-praxisorientiert","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/cbrell.de\/blog\/internet-of-things-praxisorientiert\/","title":{"rendered":"Internet of Things (IoT) praxisorientiert"},"content":{"rendered":"

Hier finden Sie die Lehr-Lernmaterial (Texte, Folien, Videos) f\u00fcr die Lehrveranstaltung MWI103 Internet of Things. Anlaufstelle f\u00fcr Studierende der Hochschule Niederrhein ist das Modul in der Lernplattform Moodle.<\/em><\/p>\n

Das Titelbild zeigt den Prototypen eines Vibrationssensors in einer Mittelwand, die Bienen zu Waben ausbauen. Damit sollen Bienenst\u00f6cke \u00fcberwacht werden, ggf. gelingt es, damit Schw\u00e4rme vorherzusagen.\u00a0<\/em><\/p>\n

11.03.2024<\/p>\n

Vorbemerkung<\/h2>\n

Dieses Modul ist anders. Die Studierenden lernen nicht, was der Dozent lehrt, sondern sie lernen durch tun. F\u00fcr Internet of Things gibt es kein (ab-)geschlossenes Theoriegeb\u00e4ude. Internet of Things ist vielmehr eine Sammlung von konzeptionellen Konstrukten und Best Practtices aus Bereichen wie Datenkommunikation (M2M), Elektrotechnik und Elektronik, Antennenbau (i.w. Erfahrungswissen), Client-Server, Cloud- Fog- und Edge-Computing, und einen ganzeMenge Physik.<\/p>\n

Kernpunkt ist daher die Einbindung des Digilab des Fachbereich Wirtschaftswissenschaften der Hochschule Niederrhein.<\/p>\n

Studierende erarbeiten sich Internet of Things in (geplant) 14 Missionen. Ideensteinbr\u00fcche sind die Sch\u00fcler- und Lehrerworkshops des Fachbereichs und die Erkenntnisse aus zwei Bienen-Digitalisierungsprojekten Biene40<\/a> und AI4Bee<\/a>.<\/p>\n

Die Folgenden Missionen sind ein Plan. Voraussichtlich wird sich der Plan w\u00e4hrend des Semesters \u00e4ndern. Insbesondere die Reihenfolge der Missionen ist wenig fix.<\/p>\n

1 Mission (Was ist IoT, Aktoren I)<\/h2>\n

18.10.2023<\/p>\n

Theorie: Was ist IoT<\/h3>\n

Blog Artikel<\/h4>\n

Was ist IoT (Internet of Things)?<\/a><\/p>\n

Vortragsfolien<\/h4>\n

IoT – was ist das?<\/a><\/p>\n

Praxis: Aktor-Experimente<\/h3>\n
Die Arduino IDE kennen lernen mit dem Arduino (Atmega328 P)\r\nBlinky (eine Leuchtdiode zum Blinken bringen)\r\neine Ampel (drei Leuchtdioden so ansteuern, dass sie als Ampel funktionieren)\r\ngro\u00dfe Lasten schalten (FET, Nur Vorf\u00fchrung)<\/pre>\n
2 Mission (Devices f\u00fcr IoT, Grundlagen Datenkommunikation)<\/h2>\n
25.10.2023<\/p>\n
Theorie<\/h3>\n
Microcontroller
\nSensoren: Wetter (Temp, Druck, Feuchte) Beschleunigung und Magnetfeld, Hall(Strom), Vibration und Sound, Kameras, Ultraschall, (https:\/\/tutorials-raspberrypi.de\/raspberry-pi-sensoren-uebersicht-die-50-wichtigsten-module\/<\/span><\/a> eine eigene Seite\/Kurzfassung wird noch aufgebaut) Lichtschranke.
\nAktoren: Motoren, Linearerer, Stellglieder (Modellbau) Lampen und Neopixel, Ventile, Relais,<\/p>\n
Blog-Artikel<\/h4>\n
cbrell.de\/\u2026\/konzept-des-hohlen-baumstamms-was-iot-und-drogendealer-gemein-haben<\/a><\/p>\n
ATMEGA168 mit der Arduino IDE programmieren<\/a><\/p>\n
Bodenfeuchtesensor webbasiert mit dem ESP8266\u00a0<\/a><\/p>\n
Topologie<\/a><\/p>\n
Shelly Vergleichstest Plug S, 1PM und Plus 1PM<\/a><\/p>\n
Vortragsfolien<\/h4>\n
Microcontroller im Vergleich<\/a><\/p>\n
Datenkommunikation Grundlagen<\/a><\/p>\n
Praxis:<\/h3>\n
Anleitung und Erl\u00e4uterung Internet-Ampel<\/a><\/p>\n
Umbau der Arduino-Ampel auf den ESP8266\r\n\r\nNutzung der Ampel als internetgesteuertes Stimmungsbarometer:\r\n\r\nHolen Sie einen Farbcode vom Internetserver und steuern Sie damit die LED\r\n\r\nStichworte: Webservice, Webclient, http, WLAN\r\n\r\nBoardverwalter:\r\nhttps:\/\/arduino.esp8266.com\/stable\/package_esp8266com_index.json\r\n\r\nPinbelegung\r\nESP8266 D1 Mini\r\nPinbelegung\r\n            Antenne\r\n          RST | TX \r\n           A0 | RX \r\n    GPIO16 D0 | D1 GPIO5 \r\n    GPIO14 D5 | D2 GPIO4\r\n    GPIO12 D6 | D3 GPIO0 \r\n    GPIO13 D7 | D4 GPIO2 \r\n    GPIO15 D8 | GND\r\n          3V3 | 5V\r\n        (RESET) UBatt<\/pre>\n
\n
Tipps & Hinweise:<\/div>\n
\/\/ WLAN Verbindung
\n#include <ESP8266WiFi.h>
\n#include <ESP8266HTTPClient.h><\/div>\n<\/div>\n
<\/div>\n
HTTPClient http;
\nWiFiClient wifiClient;<\/div>\n
<\/div>\n
\n
void verbinden() {
\nconst char* ssid = „xxxxxxx“;\/\/Setze SSID als Variable ein
\nconst char* password = „xxxxxxxxx“;\/\/Setze Passwort als Variable ein<\/p>\n
WiFi.begin(ssid, password);\/\/Verbinde mit WLAN
\nSerial.print(„Verbinden mit: „);
\nSerial.println(ssid);
\nWiFi.begin(ssid, password);<\/p>\n
while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) {\/\/Solange nicht verbunden schreibe Punkt, sonst WiFi verbunden
\ndelay(500);
\nSerial.print(„.“);
\nblinky(1,128,128);
\n}
\nSerial.println(„“);
\nSerial.println(„WiFi verbunden“);
\nblinky(1,1000,1000);
\nSerial.print(WiFi.localIP());\/\/Gib einmalig die IP-Adresse aus
\n}<\/p>\n<\/div>\n
\n
<\/div>\n<\/div>\n
3 Mission (Aktoren webbasiert ansteuern)<\/h2>\n
08.11.2023 (Feiertag 01.11.2023)<\/p>\n
Schwerpunkt: Fertigstellung des Internet-Stimmungsbarometers<\/p>\n
Erg\u00e4nzung: Wir bauen unvorhersagbare Systeme und denken \u00fcber Mountainbiker und Viehwirtschaft nach.<\/p>\n
Vortragsfolien<\/h3>\n
nicht erforderlich, im Bedarfsfall Tafelbilder.<\/p>\n
Praxis Teil 1: Stimmungsbarometer<\/h3>\n
Schlie\u00dfen Sie die 2. Mission mit dem Internet Stimmungsbarometer ab. Verwenden Sie Verzeichnis \/3\/ (wg. St\u00f6rung Teil 2).<\/pre>\n
 <\/p>\n
Praxis Teil 2: Deterministisches Chaos<\/h3>\n
Bauen Sie Ihren ESP zur Chaos-Maschine aus. Entscheiden Sie sich f\u00fcr\u00a0 eins von zwei Szenarien:\r\nSzenario 1: liest aus Verzeichnis \/1\/a.txt und schreibt in Verzeichnis \/2\/a.txt, zwei Sekunden warten\r\nSzenario 2: liest aus Verzeichnis \/2\/a.txt und schreibt in Verzeichnis \/1\/a.txt, drei Sekunden warten\r\nVerhalten des Programms:\r\n1. Liest Farbe aus a.txt, schaltet LED an, und schreibt dann Farbe in a.txt im anderen Verzeichnis nach folgenden Regeln:\r\nWenn ist     dann setze\r\nrot          gelb\r\ngr\u00fcn         rot\r\ngelb         gr\u00fcn\r\nnichts davon rot\r\n\r\nZwei\/Drei Sekunden warten, dann von vorn.\r\n\r\nVersuchen Sie zu beschreiben, was passiert ...\r\n\r\nSonderaufgabe \"St\u00f6rer-Team\": Ihr ESP macht nichts, setzt aber alle 10 Sekunden a.txt in beiden Verzeichnissen auf \"rot\".<\/pre>\n
Praxis Teil 3: Vorbereitung einfache Sensoren<\/h3>\n
Bauen Sie Ihren ESP zum \"Fernkontakt\" aus. \r\na) Recherchieren und Ausprobieren:\r\nI. Recherchieren Sie, wie man einen GPIO als digitalen Eingang nutzt. Wir simulieren einen Schalter gegen Masse einfach durch ein Jumperkabel, mit dem wir den GPIO gegen GND kurzschlie\u00dfen.\r\nII. Finden Sie heraus, ob Sie f\u00fcr den ESP einen Pull-Up-Widerstand ben\u00f6tigen.\r\nIII: Programmieren: Fragen Sie die GPIO zweimal pro Sekunde ab und geben Sie den Status (on\/off 1\/0 was immer Sie wollen) auf der seriellen Schnittstelle aus.\r\nIV: Programmieren: Steuern Sie mit dem Jumperkabel die Farbwahl \u00fcber den Webservice (on=rot, off= gr\u00fcn)\r\nb) Konzept:\r\nSzenario: F\u00fcr Mountainbiker gibts in den Alpen flexible \"Schranken\", die Sie durch gegenfahren \u00f6ffnen. Weidevieh geht durch diese Schranken nicht durch.\r\nFragestellung: Was w\u00e4re zu tun, um diese Schranke mit einem Durchgangsz\u00e4hler auszustatten? (Der Alpenverein k\u00f6nnte wissen wollen, wie oft die Schranke benutzt wird und an welchen Wochentagen die Nutzung h\u00e4ufig ist ...)<\/pre>\n
Elektrische Weidetore:<\/p>\n
https:\/\/www.patura.com\/App\/WebObjects\/XSeMIPSPatura.woa\/cms\/page\/locale.deCH\/pid.102.104.954\/agid.218.284.287\/ecm.ag\/Elektrisches-Durchfahrtstor.html<\/a><\/p>\n
https:\/\/www.weidezaun.info\/voss-farming-elektro-viehschranke-3-60-m-set.html?utm_source=google&utm_medium=shopping&utm_campaign=pla+free+shopping+DE&gclid=CjwKCAiA3aeqBhBzEiwAxFiOBnVieSCgqhVVAcWwQG7M1RwEZDLa2Mikh9ld6mDci2tNvKYNmsAPSxoCnpEQAvD_BwE<\/a><\/p>\n
… oder googeln (Bildersuche) nach\u00a0 „weide durchfahrt flexibel“<\/p>\n
4 Mission (Messen mit analogen und digitalen Sensoren)<\/h2>\n
15.11.2023<\/p>\n
Theorie Unterlagen<\/h3>\n
Was ist eigentlich Temperatur und wie misst man sie?<\/a><\/p>\n
Aus dem (meinem) Labortagebuch: Ideenentwicklung und Berechnungen eines Temperatur-Licht Kombisensors231029-Labortagebuch-Entwicklung-Kombisensor-Temperatur-Licht.jpg<\/a><\/p>\n
Foliensatz Temperatur und Licht<\/a><\/p>\n
\"\"<\/a><\/p>\n
Abb.: Zusammenhand der W\u00e4rmeentwicklung iim Bienenstock und der Sonneneinstrahlung. Was nicht durch Reflektion und Abstrahlung sowie Konvektion entzogen wird, gelangt durch W\u00e4rmeleitung in den Bienenstock.<\/p>\n
Vier Hinweise zur Dokumentation der Praxisversuche:<\/span><\/strong><\/p>\n