Mazowsze – stypendia dla uczniów szkół zawodowych w roku szkolnym 2016/2017

Nr z wniosku ID: 1155 Tytuł projektu edukacyjnego: Badanie możliwości sterowania urządzeniami za pomocą aplikacji mobilnej Imię i nazwisko stypendysty: Krzysztof Karolak Imię i nazwisko nauczyciela-opiekuna: Elżbieta Zawadzka Nazwa i adres szkoły: Zespół Szkół Nr 1 w Piasecznie, ul. Szpitalna 10, 05-500 Piaseczno

Robot sterowany aplikacją Projekt edukacyjny Krzysztof Karolak

Robot sterowany aplikacją mobilną Urządzenie można zdalnie kontrolować za pomocą aplikacji mobilnej. Pomiary z czujników oraz komendy przesyłane są za pomocą lokalnego serwera danych do aplikacji mobilnej. Komunikacja odbywa się z wykorzystaniem technologii łączności WiFi. ethon.yte.pl

Robot sterowany aplikacją mobilną Robot działa na platformie Arduino i Blynk Platforma Blynk pozwala na bezprzewodową komunikację z mikrokontrolerami Arduino. Pomiary z czujników oraz komendy przesyłane są za pomocą lokalnego serwera danych do aplikacji mobilnej. Serwer pozwala na natychmiastową reakcję urządzenia i aplikacji na komendy. ethon.yte.pl

Przygotowanie do realizacji projektu Kompletowanie materiałów niezbędnych do realizacji projektu. Dobór oprogramowania i materiałów Nauka obsługi oprogramowania Zapoznanie z różnymi środowiskami do tworzenia aplikacji mobilnych i analiza ich działania oraz popularności zastosowań oraz dobór środowiska do tworzenia aplikacji mobilej. Stypendysta wybrał środowisko Android Studio. Dobór literatury pozwalającej na poznanie wybranego środowiska programistycznego oraz naukę języka Java, wybór odpowiedniego kursu on-line. Dobór komponentów do urządzenia sterowanego. Rozwinięcie w dokumentacji. Studiowanie literatury i poznawanie środowiska Android Studio. Realizacja kursu on-line i nauka poprzez realizację przykładowych projektów w Android Studio. Poznawanie przydatnych technik i zagadnień przy programowaniu na system Android w języku Java. Rozwinięcie w dokumentacji. ethon.yte.pl

Przygotowanie do realizacji Wybór komputera do pracy Kompletowanie materiałów niezbędnych do realizacji projektu. Wybór komputera do pracy Zapoznanie się z wymaganiami środowiska programistycznego, emulatora, serwera, programu do obróbki wideo. Wybór komputera spełniającego wymagania powyższych narzędzi, mając na uwadze stabilność, mobilność oraz kompatybilność z urządzeniami zewnętrznymi. Parametry brane pod uwagę: Ilość i wydajność pamięci RAM, wydajność procesora, wydajność karty graficznej, zasięg, stabilność i prędkość transmisji karty bezprzewodowej, wydajność dysku twardego. Wybrany model komputera: Acer VN7-792G Rozwinięcie w dokumentacji. ethon.yte.pl

Funkcje aplikacji Ruch i pomiary Serwa Elektromagnes Oświetlenie Poniżej przedstawiono główne ekrany aplikacji mobilnej sterującej urządzeniem. Ruch i pomiary Serwa Elektromagnes Oświetlenie Ustawienia Sterowanie pracą silników – m.in kierunek jazdy i prędkość. Pomiary z czujników ultradźwiękowych, unikanie kolizji. Sterowanie serwami trzymającymi elektromagnes oraz diode oświetlającą. Sterowanie elektromagnesem (aktywacja). Sterowanie cyfrową diodą oświetlającą RGB. Wybór kolorów oraz jasności. Sterowanie zachowaniem urządzenia oraz aplikacji. Ustawienia czujników oraz zachowania. ethon.yte.pl

Powstanie pierwszego projektu oraz rozwój aplikacji. Proces powstawania Aplikacji Mobilnej styczeń 2017 maj 2017 1 2 3 4 Nauka Studiowanie literatury oraz realizacja kursu on-line w celu poznania środowiska Android Studio i języka Java. Studiowanie dokumentacji protokołu Blynk w celu opracowania sposobu odbierania/wysyłania danych. Tworzenie Powstanie pierwszego projektu oraz rozwój aplikacji. Modyfikacja interfejsu, rozszerzanie możliwości konfiguracji urządzenia sterowanego. Testowanie Testowanie współpracy aplikacji z urządzeniem mobilnym i poprawianie błędów. Testowanie aplikacji z udziałem serwera Blynk oraz urządzenia sterowanego w środowisku Android Studio. Finalna wersja Publikacja kodu źródłowego i utworzenie pliku APK z finalną wersją aplikacji. Wykorzystywanie finalnej wersji aplikacji podczas obsługi urządzenia sterowanego. ethon.yte.pl

Proces powstawania urządzenia sterowanego styczeń 2017 maj 2017 Przygotowanie projektu urządzenia Zamówienie i przygotowanie części Tworzenie urządzenia - łączenie wszystkich części Tworzenie kodu programu urządzenia. Testowanie działania urządzenia z aplikacją mobilną.

Projekt graficzny urządzenia

Gotowe urządzenie

Gotowe urządzenie

Gotowe urządzenie

Zasilanie urządzenia Zasilanie bateryjne 18650 5 godzin ciągłej jazdy (przy średniej prędkości) 3 godziny do pełnego naładowania Zabezpieczenia przeciwko przeładowaniu Zasilanie bateryjne 18650 Dzięki zastosowaniu dwóch pakietów po baterie 18650, urządzenie pozwala na długą pracę bez widocznych oznak rozładowania. Zastosowanie przetwornicy pozwoliło na podłączenie zasilania do czujników oraz mikrokontrolera. Bezpieczny układ ładowania Możliwość łatwej wymiany baterii Wystarczające, aby dodatkowo zasilić zewnętrzne urządzenia (np. telefon) ethon.yte.pl

Układ łączności bezprzewodowej Układ Wemos D1 Mini Zawierający popularny mikrokontroler ESP8266, pozwala na stabilną pracę na dużych odległościach i pozwala na bezprzewodowy przesył danych o prędkości wystarczającej do płynnej pracy mikrokontrolera Arduino Mega. Przesył danych odbywa się w technologii WiFi. Układ pracuje pod napięciem 3,3V, konwertowanym z 5V przez tranzystor. Transmisja z mikrokontrolerem odbywa się za pomocą interfejsu SERIAL (port TX I RX). ethon.yte.pl

Mikrokontroler Arduino MEGA Mikrokontroler Arduino MEGA odbiera dane z modułu Wemos D1 Mini. Na nim znajduje się główny program urządzenia. Podłączone są do niego czujniki, buzzer, silniki, serwa, włącznik elektromagnesu i dioda RGB. Konwertuje napięcie z 6V do 3,3V oraz 5V. Podłączany do komputera bezpośrednio za pomocą interfejsu USB, pozwala na szybkie aktualizacje programu. Posiada piny analogowe oraz cyfrowe z technologiami PWM, I2C, SPI. ethon.yte.pl

Serwer Blynk Serwer Blynk Serwer pozwalający na komunikację z aplikacją mobilną i urządzeniem sterowanym za pomocą połączenia WiFi, działający na komputerze. Odbiera i wysyła dane do aplikacji mobilnej i urządzenia sterowanego. Reakcja bez opóźnień i zakłóceń, możliwość przesyłania wielu danych za jednym razem. Serwer Blynk Uruchomiony na komputerze Dane przesyłane są za pomocą zintegrowanego systemu API i żądań HTTP GET. Automatyczne wznawianie pracy po utracie połączenia z urządzeniem sterowanym lub aplikacją mobilną. ethon.yte.pl

Dane przesyłane do serwera Wyniki z testów urządzenia sterowanego, aplikacji i serwera. Zapytania HTTP wysyłane z aplikacji mobilnej Wykres przedstawia ilość wykonanych żądań przy trzech próbach podczas testowania aplikacji i urządzenia w ciągu 20 sekund. 72% 28% Obsługa czujników Czujniki ultradźwiękowe, fotorezystor, dane dot. ustawień. Sterowanie Sterowanie silnikami, diodą RGB, pracą mikrokontrolera. Działania wykonywane przez użytkownika za pomocą zdarzeń na ekranie aplikacji mobilnej i przesyłane do urządzenia sterowanego. Dane o czujnikach przesyłane automatycznie z urządzenia sterowanego do aplikacji mobilnej i z aplikacji do urządzenia. ethon.yte.pl

Informacje o aplikacji mobilnej Szczegóły techniczne Nazwa kodowa aplikacji: Ethonyte Platforma: Android Środowisko programistyczne projektu: Android Studio Wersja aplikacji: 1.0 Nazwa pakietu aplikacji: com.karolakk.ethonyte Kompatybilność: Android w wersji 4.0.3 lub wyższej (zalecane 7.0) Język programowania: Java Specjalne uprawnienia: zarządzanie połączeniami sieciowymi Sposób instalacji: uruchomienie pliku APK ethon.yte.pl

Upublicznienie projektu Prezentacja wyników pracy Utworzenie prezentacji multimedialnej oraz filmu wideo. Prezentacja zawierająca opis i zasadę działania urządzenia sterowanego, aplikacji oraz zdjęcia urządzenia i dokumentację projektu. Film wideo zawierający przedstawienie możliwości urządzenia sterowanego i aplikacji mobilnej oraz relację z prezentacj urządzenia podczas Piaseczyńskich Dni Techniki. Upublicznienie kodu źródłowego Kody źródłowe aplikacji i programu mikrokontrolera zostały opublikowane na stronie internetowej w serwisie GitHub: https://github.com/krzysztofkarolak/mega_wemos_robot https://github.com/krzysztofkarolak/ethonyte Stworzenie strony internetowej projektu: ethon.yte.pl Na stronie internetowej projektu został opublikowany plik APK aplikacji mobilnej, odnośniki do kodów źródłowych, zrzuty ekranowe aplikacji, opis projektu, film wideo, prezentacja multimedialna oraz dokumentacja projektu: http://ethon.yte.pl Prezentacja podczas Piaseczyńskich Dni Techniki Projekt (urządzenie sterowane, aplikacja mobilna oraz prezentacja multimedialna) został zaprezentowany podczas Piaseczyńskich Dni Techniki w dniu 25 kwietnia 2017r. ethon.yte.pl

Dokumentacja Oznaczone załączniki dostarczone zostały na nośniku w katalogu ,,Załączniki”.