初探物聯網開放硬體

物聯網IOT概念

開放硬體(微處理器)概念與簡介

開發版(Arduino.ATtiny85.ESP32)概念

開發版(Arduino.ATtiny85.ESP32)實作

物聯網(IOT)概念

嵌入式系統(Embeded System)

圖片引用:梁文耀博士嵌入式智慧應用開源軟硬整合新趨勢

資料引用https://www.eettaiwan.com/20200109nt01-how-embedded-development-evolved-past-two-decades/

開放硬體(微處理器)概念與簡介

1.開放硬體及開源系統的價值

開放硬體的價值不是在學習哪一片電路板(不需拘泥在各種開發版硬體)而是學習自由軟體開源系統(Linux base)及參與社群

學習資源

https://www.youtube.com/watch?v=B4T8hzO0IYc&list=PLs9OF90VHRwFr6tp28re1Qn0LsnqiFx5S&index=2

https://sites.google.com/view/asuscso/%E5%A5%BD%E7%AB%99%E5%88%86%E4%BA%AB/%E9%9B%BB%E5%AD%90%E6%8E%A7%E5%88%B6

2.MPU及MCU

3.IOT學習脈絡地圖及資源

資料引用:MicroPython 陳會安老師

趙英傑老師

4.電路原理(基本迴路)

5.開發板硬體三核心

S = signal = 訊號

V = Vin = 輸入電壓(USB供電時為5V或3.3V)

G = GND = 接地

口訣:人要腳踩實地(G)先吃飯(V)，才能接受指令做事(S)

6.數位/類比訊號(Digital/Analog)

資料引用:https://hackmd.io/x3cd61mySQyJ9Op5iN3jeA?view&fbclid=IwAR1tQbVtawH58JlAmZ-_5QV2RMrP3yMRC5puHjUT23XiUIGtEizMwc5FdJ8

7.模擬器(simulator)

其實模擬器的定義十分廣泛，只要以不同於被模擬端的設備，提供擬真的環境，讓使用者可以去模擬特定的需求，那就可以算是模擬器。

舉個例子來說，航空公司會在訓練機師時，使用專業的飛行模擬器，讓訓練中的機師在絕對安全的情況下模擬駕駛，而不用承擔實體飛機墜落的風險。

8.Arduino模擬器(simulator)

優點:工程模擬器能幫助工程師在實驗階段驗證不同的設計和演算法

缺點:使用模擬器忽略了物理計算的關鍵點，那就是與物理世界的聯繫

比較:

資料引用https://all3dp.com/2/best-arduino-simulators-online-offline/

活動設計:體驗線上Arduino模擬器-WoKwi

1.簡介

Wokwi 是一個線上電子模擬器。您可以使用它來模擬 Arduino、ESP32 和許多其他流行的開發板和感測器器。

2.範例

以下是您可以使用 Wokwi 製作的一些簡單示例：

3.特色

Why Wokwi is the Best Arduino Simulator in 2021?

https://hackaday.io/project/175329-why-wokwi-is-the-best-arduino-simulator-in-2021/details

4.參考網站

初探開發版(Arduino.ATtiny85.ESP32)概念

1.硬體

2.開發程式軟體

開發Arduin及ESP32 程式，有幾種語言選擇：

(1)C/C++

最正統資源最豐富，有數不盡的程式庫與範例。用 C/C++ 開發還可細分為使用 Arduino Framework 或樂鑫自己研發的 ESP-IDF(Espressif IoT Development Framework))。 Arduino 簡單易入門，資源豐富，但如果你要玩真的，不該被 setup()、loop() 框住，Task 導向才是王道，IDF 跑 freeRTOS 更符合嵌入系統的標準。IDF 相對複雜許多，能做到一些 Arduino 做不到的事，例如：偵測 WiFi 訊號。但 Arduino 仍可整合互通，例如在 IDF 引用 Arduino Library、在 Arduino 呼叫 IDF API。

(2)Lua

Lua 是一種腳本語言，把 ESP32 韌體換成內含 Lua 直譯器的版本，便可在 ESP32 上跑 Lua 程式，跟以前可以用 JavaScript 寫程式的 Espruino概念相近。

(3)C#

微軟的物聯網解決方案包含 nanoFramework，把 .NET CLR 精簡到 32K RAM、256K Flash 就能跑，故能支援一堆低階開發板，包含 ESP32! 但建置 nanoCLR 及燒錄的步驟頗複雜，另外一點是雖然 nanoFramework 可整合原生 C/C++ 程式庫，要整合其他硬體少不了將 Arduino 程式庫翻成 nanoFramework 相容的程序

(4)MicroPython

精簡版 Python3，只需 256K 儲存空間跟 16 KB RAM 的硬體上執行

資料引用:https://blog.darkthread.net/blog/esp32-for-iot/