Digitrode

Мы находимся в поколении Интернета вещей (IoT). Сегодня вы можете управлять своими домашними гаджетами и устройствами, такими как кондиционер, комнатный обогреватель, водонагреватель и т. д., удаленно из любой точки мира, и устройство для этого можно легко собрать или приобрести. Но для каждого устройства с поддержкой IoT на основе Wi-Fi вам необходимо бесперебойное подключение к Интернету. Но использование широкополосного соединения имеет свои ограничения, такие как падение сигнала Wi-Fi (особенно для диапазона 2,4 ГГц, занятого большим количеством помех) от комнаты к комнате или от пола к полу.

Именно по этой причине требуются ретрансляторы Wi-Fi или удлинители диапазона, но коммерческие репитеры Wi-Fi, доступные на рынке, очень дороги, что не является возможным вариантом для всех. Возникает необходимость в недорогих решениях (менее трети по сравнению с ценой любого коммерческого ретранслятора Wi-Fi) только для расширения диапазона. Итак, сегодня мы расскажем о решении, которое позволяет быстро создавать проекты выходного дня в течение получаса. Для этого вам не нужно создавать какие-либо аппаратные схемы, и вам не нужно быть экспертом в области электроники. Следуйте простым шагам, приведенным далее, чтобы создать свой недорогой ретранслятор Wi-Fi или расширитель диапазона.

В USB при передаче пакетов применяется метод кодировки данных NRZI. В этом методе логическая единица («1») представлена без изменения уровня, а логический ноль («0») представлен изменением уровня. На следующем изображении представлен начальный поток данных и эквивалентная ему последовательность NRZI. Последовательность нулей NRZI заставляет переключать каждый бит данных. Последовательность единиц вызывает длительные периоды без переходов нулей и единиц в наборе данных.

Интерфейс USB соединяет USB-устройства с USB-хостом. Физическое межсоединение USB по своей топологии является многоуровневой звездой. Концентратор или хаб находится в центре каждой звезды. Каждый сегмент линии представляет собой соединение точка-точка между хостом и концентратором или функцией или концентратором, подключенным к другому концентратору или функциональному узлу. Следующий Рисунок иллюстрирует топологию USB.

В любой системе USB есть только один хост. Интерфейс USB в системе главного компьютера называется хост-контроллером. Он может быть реализован в виде комбинации аппаратного обеспечения, встроенного программного обеспечения или программного обеспечения. Корневой хаб интегрирован в хост-систему, чтобы обеспечить одну или несколько точек подключения.

В прежние времена для подключения к компьютеру чего-либо (мыши, принтера, жесткого диска) требовалось множество кабелей. Для подключения таких устройств мог понадобиться разъем PS/2 или последовательный порт, шина Apple Desktop, возможно, параллельный порт или кабель SCSI, или же Firewire. Но лишь один интерфейс смог положить конец такому нагромождению средств подключения, имя ему – USB. Когда он был впервые анонсирован в 1996 году, идея его создания была уже понятна многим, кто прочитал расшифровку аббревиатуры – Universal Serial Bus, то есть Универсальная последовательная шина. И чтобы интерфейс был универсальным, он должен был работать просто.

USB был изобретен в отделе Intel в Орегоне, где инженеры стремились упростить использование ПК и позволить компании поставлять больше оборудования. Уже в 1998 году Apple, возглавляемая Стивом Джобсом, выпустила новаторский iMac, и этот компьютер в качестве интерфейса передачи данных предлагал только USB. Более высокие скорости следующего поколения USB (USB 2.0) также дали дорогу новым простым в использовании периферийным устройствам, таким как флеш-накопитель, который помог отправить в историю дискету, дисковод Zip и CD-R. За этими новыми накопителями последовал целый ряд вещей, которые можно подключить с помощью USB: диско-шары, массажеры для головы, ключи безопасности, зарядные устройства для мобильных телефонов. Сейчас в мире насчитывается более шести миллиардов USB-устройств.

В настоящее время подключение к Интернету стало необходимостью, поскольку сегодня уже многим электронным устройствам для правильной работы требуется активное подключение к Интернету. Хотя большинство устройств имеют опции подключения по Wi-Fi, но многие гаджеты и сетевые маршрутизаторы все еще используют порты Ethernet и кабели для подключения к проводной линии Интернет. Сегодня мы узнаем, как можно передавать энергию по линиям передачи данных в рамках PoE (Power over Ethernet).

Возможность получать данные в реальном времени из разных источников, хранить их и обрабатывать их для практического использования для преобразования и оптимизации процессов в режиме реального времени имеет огромное значение для проектов Интернета вещей (IoT). Это одна из причин, по которой облако устройств является одной из наиболее важной (а иногда и самой дорогой) частью архитектуры любого IoT-решения или проекта, поскольку данные должны храниться там, где к ним можно легко получить доступ для дальнейшего анализа.

Для людей, желающих развернуть пилотные проекты и прототипы масштабируемых проектов с ограниченным бюджетом, выкладывание огромных сумм, необходимых для хранения данных на платформах, таких как Azure, может оказаться довольно обременительным, и хотя существует множество бесплатных платформ IoT, которые они могут использовать, иногда есть одно ограничение или что-то другое, что делает их непригодными в определенных ситуациях. В сегодняшнем уроке мы рассмотрим дешевый/бесплатный альтернативный способ хранения ваших данных в облаке. Мы рассмотрим, как вы можете подключить свои устройства Интернета вещей к Google Sheet, чтобы иметь возможность регистрировать данные.

В последнее время для передачи данных на относительно большие расстояния все чаще используют связь LoRa (Long Range или связь на дальние расстояния). LoRa, по сути, является грамотным способом получить очень хорошую чувствительность приемника и низкую частоту ошибок по битам (BER) при использовании недорогих чипов. Это означает, что приложения с низкой скоростью передачи данных могут получить гораздо большую дальность, используя LoRa, а не другие схожие технологии радиосвязи.

На сегодняшний день на рынке представлено довольно большое количество микросхем и отладочных плат для сети LoRa, и сегодня мы поработаем с одной из них. TTGO LoRa32 SX1276 OLED – это плата разработки ESP32 со встроенным чипом LoRa и 0,96-дюймовым OLED-дисплеем SSD1306. В этом руководстве мы покажем, как отправлять и получать пакеты LoRa (соединение точка-точка) и использовать OLED-дисплей с Arduino IDE.

Разъем USB-C (официальное название USB Type-C) все чаще используется в современных смартфонах и других вычислительных устройствах. USB-C не похож на классические разъемы USB (включая разъемы microUSB и MiniUSB). Когда-то USB пришел в качестве замены для больших разъемов, чтобы заменить последовательные порты, параллельные порты, порт для мыши и клавиатуры ПК. USB Type B был разработан для больших настольных устройств. USB Mini-B был принят для гораздо меньших устройств. Он имеет два цифровых сигнальных контакта и контакты питания, заземления, которые мы находим на разъемах типа B.

В поколение Mini-B была добавлена функция USB On-the-Go (OTG). USB изначально был разработан как протокол типа Host/Target (Хост/Цель). Одно хост-устройство (ПК) может связываться с 127 устройствами через концентраторы. Но цели не могли общаться друг с другом напрямую. Этого было достаточно для ПК, для мыши или клавиатуры. Постепенно все стало меньше. Стандартный форум USB и производители небольших устройств разработали два улучшения. Одним из них является разъем USB Micro B, а вторым – протокол OTG.

При выполнении проектов с использованием Arduino нам всегда нужно подключать Arduino к ПК, чтобы загрузить в него программу. Но иногда очень неудобно всегда подключать плату к ПК, например, если бы это был робототехнический проект, тогда вам всегда нужно ставить робота рядом с компьютером или ноутбуком, чтобы перепрограммировать его. Эта проблема может быть решена путем использования беспроводного программирования Arduino или программирования «по воздуху». Поэтому сегодня мы создадим схему для беспроводного программирования Arduino с использованием модуля Bluetooth HC-05.

ESP32 имеет два интерфейса шины I2C, которые позволяют работать ему в качестве главного (Master) или подчиненного (Slave) на шине I2C. В этом руководстве мы рассмотрим протокол связи I2C с ESP32 с использованием Arduino IDE: как выбрать выводы I2C, подключить несколько устройств I2C к одной шине и как использовать два интерфейса шины I2C.