Raspberry Pi Pico Kit

Počas predmetu budeme pracovať na vlastnej implementácii chytrého teplomera/vlhkomera. Tento vývoj bude prebiehať počas cvičení a budeme používať prototypovaciu dosku Raspberry Pi Pico 2 WH, ktorú budeme programovať v jazyku MicroPython pomocou vývojového prostredia PyCharm.

Inštalácia editora PyCharm

Vývojové prostredie PyCharm je profesionálne vývojové prostredie pre programovanie v jazyku Python. Aby ste mohli v tomto prostredí programovať aj v jazyku MicroPython, nainštalujte si rozšírenie MicroPython. Ako študenti univerzity máte počas štúdia k dispozícii plnú verziu tohto prostredia.

V prípade, ak používate operačný systém Linux, tak:

• Pridajte sa do skupiny dialout:

  $ sudo usermod --append --groups dialout "${USER}"

  Po pridaní sa odhláste a znovu prihláste do systému.

Komponenty chytrého senzora

Túto dosku si môžete kúpiť kdekoľvek, ale odporúčame nákup urobiť na stránke RPishop.cz, ktorá je oficiálnym distribútorom pre produkty Raspberry Pi v Čechách a na Slovensku.

V prípade, že disponujete kufríkom s komponentami pre prototypovaciu dosku Arduino Uno z prvého ročníka, nemusíte si kúpiť nič viac. Pre zjednodušenie vývoja vám však okrem samotnej dosky odporúčame kúpiť aj tieto rozšírenia a komponenty:

• Raspberry Pi Pico 2 WH - Samotná doska Raspberry Pi Pico WH.

• Rozširujúca doska Robo Pico alebo Maker Pi Pico Base od spoločnosti Cytron - Obe dosky sú vybavené množstvom prvkov (napr. tlačítka, reproduktor, LED diódy pri každom pin-e, NeoPixel (RGB) LED diódy a pod.) a Grove konektormi, z ktorých vám pripojené súčiastky nebudú vypadávať. Doska Robo Pico je však lepšou voľbou, pretože obsahuje navyše aj H-mostíky pre pripojenie motorov a rovnako tak sadu štyroch prepojovacích káblov z Grove konektora na 4 pin samice, ktoré by ste si ináč museli kúpiť samostatne.

  

• Niektorý senzor z rodiny DHT senzorov, napr. DHT22 - Toto bude senzor, ktorý bude srdcom chytrého senzora. Odporúčame ho kúpiť ako modul, ktorý bude stačiť pripojiť bez nutnosti pripájania ďalšieho rezistora a kondenzátora.

  Poznámka: Ak si náhodou objednáte senzor DHT20, budete pre neho potrebovať externú knižnicu.

  

  Poznámka: V Arduino Uno Kit-e z prvého ročníka máte senzor DHT11, ktorý môžete použiť tiež.

• Prepojovacíe káble z Grove konektora na 4 pin samice - Pomocou tohto kábla budete vedieť do Grove konektora pripojiť akýkoľvek prvok, ktorý nemá Grove konektor - proste ho pripojíte pomocou samíc na druhom konci tohto kábla. V balení sa nachádza 5ks. Ak ste si však kúpili dosku Robo Pico, tak tieto prepojovacie káble sú súčasťou balenia.

  

• Hodiny reálneho času DS3231 - Napriek tomu, že mikrokontroléry RP2040 aj RP2350 disponujú interným modulom reálneho času (RTC), po odpojení dosky RPi Pico od zdroja napájania dôjde k strate informácie o aktuálnom čase. Preto chytrý senzor vybavíme aj externým RTC modulom, aby sme o aktuálny čas neprišli.

  

  Poznámka: V Arduino Kit-e z prvého ročníka sa síce nachádza hodinový modul DS1302, ale neumožňuje vyslať impulz na prebudenie mikrokontroléra. Preto je pre naše potreby nevhodný.

• Držiak na batérie - Chytrý senzor, ktorý vytvoríme, nebude napájaný trvale počas celých 24/7 z pevného zdroja. Budeme uvažovať, čo to znamená napájať ho z batérie. K tomu viete použiť tento držiak na 4xAA batérie, ktorý pomocou prepojovacieho kábla z USB-A na Micro USB pripojíte k doske RPi Pico. Doska Robo Pico však umožňuje aj ďalšie spôsoby napájania, takže tu je rozhodnutie na vás.

  

  Poznámka: V Arduino Kit-e sa nachádzal tiež držiak na batérie, ale s konektorom. Ak ho však odpojíte, môžete ho použiť a pripojiť k doske Robo Pico pomocou terminálu Vin (3,6-6 V).

• USB Multimeter - Pri vytváraní chytrého senzora nás bude zaujímať aj spotreba energie. A tú je dobré merať. A ako merač spotreby viete využiť USB multimeter, ktorý sa zapája pomocou USB portu medzi napr. počítač a váš chytrý senzor. Kúpiť vám v tomto prípade odporúčam o čosi drahšie merače z číny z rady UM, ako UM24, UM25, UM34 a podobne (okolo 15Eur). Samozrejme si môžete kúpiť aj iné, ale pri výbere si dajte pozor na toto:

  • Kúpte si taký, aby ste ho zapojili (ak máte len USB-C port, nekupujte si merač len s USB-A konektorom).
  • Budeme merať prechádzajúci prúd na úrovni jednotiek a desiatok mA Takže si vyberte merač, ktorý má min. 3 desatinné miesta pri meraní prúdu.
  • Ak si kúpite lacnejší merač, tak rátajte s tým, že bude nepresný. V princípe nám to až tak nevadí, pretože nám pôjde v prvom rade o rozdiel medzi spotrebou v normálnom režime a spotrebou pri šetrení v režime spánku.
  • Nepotrebujete nutne merač, ktorý vie komunikovať cez Bluetooth alebo WiFi.