Výukový přípravek s tlakovými senzory

Abstract

Tato bakalářská práce je zaměřena na výrobu výukového přípravku pro práci s IoT technologiemi. Přípravek umožňuje studentům si vyzkoušet napojeni předpřipravených programů, nebo vlastních programu na protokoly MQTT a HTTP. Pomoci těchto protokolu je možné přípravek také vzdáleně ovládat. Pro tyto účely je přípravek dále osazen jednoduchými senzory v podobě potenciometrů, tlakových snímačů, tlačítek a fotorezistoru. Aktory zde zastupují LED diody. Tyto komponenty umožňují interakci s uživatelem. Důležitou součástí je dotyková plocha sestavená z tlakových senzorů, která umožňuje demonstraci využití více senzorů pro výpočet umístění břemene na ploše. Výpočetní část přípravku je postavena na výukové platformě Raspberry Pi, které byl přidán rozšiřující modul obsahující zmíněné senzory a A/D převodník, který v Raspberry Pi chybí. Pro zjednodušení přístupu k datům ze senzorů byl napsán ovladač pro rozšiřující modul ve formě modulu do jádra systému, který zpřístupní data ve formě souborů. To umožňuje čtení pomocí libovolného programovacího či skriptovacího jazyka bez potřebných znalostí senzorů. Výsledky a použité technologie v této práci jsou popsány v následujícím textu.

This bachelor thesis is focused on the production of educational kit for work with IoT technologies. The kit allows students to try to connect pre-programmed programs or custom programs to MQTT and HTTP protocols. Using these protocols, kit can also be remotely controlled. For this purpose, the product is further fitted with simple sensors in the form of potentiometers, pressure sensors, buttons and photoresistor. The actors are represented by LEDs. These components allows interaction with the user. An important part is a touch pad built up of pressure sensors that demonstrates the use of multiple sensors to calculate the load location on the surface. The computational part of the product is built on the Raspberry Pi learning platform, which has been added the expansion module containing the sensors and the A/D converter missing on Raspberry Pi. To simplify access to sensor data, an extension module driver has been written in the form of a kernel module, which makes data available in the form of files. This allows reading with any programming or scripting language without the necessary knowledge of the sensors. The results and technologies used in this work are described in the following text.