Windows IoT: Turta IoT HAT İncelemesi

IoT Alanında en iyi senaryoları üretmek için en iyi donanımı kullanmamız gerekir. Turta IoT HAT bu noktada Raspberry Pi’a ve Windows IoT Core’a yeniden hayat veriyor. IoT HAT, üzerinde alanındaki en iyi sensör ve bileşenleri buluşturuyor ve bunları birarada kullanarak sınırsız senaryo üretmenize yardımcı oluyor.

Turta IoT HAT’in Bileşenleri

– Bosch BME280 Hava durumu sensörü: Sıcaklık, nem, basınç ve deniz seviyesinden yükseklik
– Avago APDS-9960 Işık, renk, mesafe ve gesture sensörü
– Maxim 30100 Nabız sensörü ve oksimetre
– Vishay VEML6075 UVA ve UVB sensörü
– AS312 Smart PIR hareket algılayıcı sensör
– 38KHz NEC protocol kızılötesi kumanda alıcısı
– 940nm NEC protocol kızılötesi kumanda vericisi
– Analog – dijital çeviriciyle 4x analog giriş
– Kapasitif dokunma algılayıcı (analog girişle paylaşımlı 4 adet)
– 4x Optokupler girişi
– 2x DC Solid State Röle
– 2x I2C çıkışı
– 4x GPIO çıkışı

Kullanım Senaryoları

IoT HAT’in tasarımındaki en önemli nokta, birçok özelliği birarada kullanarak gerçek hayat senaryoları oluşturulabilmesi. Örneğin,
kapı koluna dokunulduğunda,
ortamda 5 dakika hareket algılanmazsa,
kızılötesi kumanda ile televizyonu kapat,
röle ile masa lambasını kapat,
telefonumdan evime yaklaştığım anlaşılırsa,
ortam nemi yüksekse havalandırmayı çalıştır,
odanın ışık miktarına göre aydınlatmayı kontrol et…
Tüm bu senaryonun tek bir kart kullanarak hayata geçirilebilecek olması, IoT geliştiricileri için hayat kurtarıcı noktada.

Sistemdeki sensörler, gerçek hayatta kullanılabilecek biçimde, I2C hattıyla Raspberry Pi’a bağlı. Örneğin geliştireceğiniz projede nabız ve hava durumu sensörünü kullanacaksınız. Yazılım geliştirme aşamasını IoT HAT ile tamamlayıp, aynı kodları kullanarak hemen kendi cihazınızı oluşturabilirsiniz. Tüm sensörlerin kodlarına tek tek ulaşılabiliyor.

Bileşen Detayları

Yukarıda saydığımız bileşenlerin detaylı özelliklerine ve herbiriyle neler yapabileceğinize bakalım.

BME280 Hava Durumu Sensörü

Ortam sıcaklığını, nem oranını ve basıncı ölçümler. Sürücüsü ile hava basıncını deniz seviyesindeki hava basıncıyla karşılaştırarak yükseklik hesabı yapar. BME280 ile hava istasyonunuzu oluşturabilirsiniz.

APDS-9960 Işık, Renk, Mesafe ve Gesture Sensörü

Üzerine düşen ışık miktarını ölçümler. R-G-B kanallarının her birine düşen ışığı hesaplayarak renk algılayabilirsiniz. Mesafe modunda optik olarak 30cm’e kadar ölçüm yapar. Gesture modunda ise 3 boyutlu (sağa, sola, ileri, geri, yukarı, aşağı) el hareketlerinizi yakalar. Bu sensörle ortam ışığına ve tonuna göre aydınlatma sisteminizi kontrol edecek altyapıyı oluşturabilirsiniz. Ya da, el hareketlerinize göre, örneğin elimi ittiğimde panjuru aç, çektiğimde panjuru kapat gibi mekanizmalar hazırlamaya başlayabilirsiniz.

MAX30100 Optik Nabız Sensörü ve Oksimetre

Optik yolla parmağınızdan nabzınızı ve kandaki oksijen miktarını ölçümler. Parmağa takılan pulse oximeter cihazlarında kullanılan sensörlerden biri kullanılmıştır. Medikal IoT uygulamanızın prototipini IoT HAT ile oluşturabilirsiniz.

VEML6075 UVA ve UVB Sensörü

Üzerine düşen UVA ve UVB miktarını ölçümler. UV Işınları güneşin gözle göremediğimiz ve ozon tabakasını aşan zararlı ışınlarıdır. Bu sensör ile UV Index hesabı yaparak o anki güneşin cildinize zararlı olup olmadığını, ya da kaç dakika sonra zararlı olmaya başlayacağını görebilirsiniz.

AS312 Smart PIR Hareket Sensörü

Ortamdaki ısı yayan objelerin, yani canlıların hareketini algılayan pasif bir sensördür. Pasif olması, sensörün çok düşük enerji tüketimiyle yalnızca ısı algılaması yaptığı anlamına gelir. Ortam aydınlık olsun karanlık olsun, bir hareket tespit edildiğinde haberiniz olur.

IR Kumanda Alıcısı ve Vericisi

NEC Protokolünde 38KHz’de çalışan kumanda alıcılarından gelen 4 byte’lık veriyi okur. Aynı şekilde kumanda vericisini kullanarak istediğiniz komutları gönderebilirsiniz. Kumandanızı IoT HAT ile öğrenip aynı mesajları gönderebilirsiniz.

Optokuplör Girişleri

Kart üzerindeki 4 girişin hangilerine 5V verildiğini okur. Optik izolasyon sayesinde elektrikteki dalgalanmalar Raspberry Pi’ınıza ulaşmaz. Bu özelliği kullanarak projenize butonlar bağlayabilirsiniz.

Solid State Röle Çıkışları

2 adet solid state röle ile DC30V 2 Amper’e kadar cihazlarınızı açıp kapatabilirsiniz. Örneğin masa lambanızı açıp kapamak, elektrik motoru içeren sıvı pompalarını kontrol etmek, solenoid mekanizmaları itip çekmek kolaylık kazanır.

Analog ve Kapasitif Girişler

IoT HAT üzerindeki yardımcı mikrodenetleyici, 4 girişin analog değerini ölçümler. Ultrasonik mesafe sensörü, toprak nemi sensörü ve hava kalitesi sensörü gibi aklınıza gelen hemen hemen tüm analog sensörleri kullanabilirsiniz. Analog girişler +3.3V toleranslıdır.

Analog girişlerle paylaşımlı olarak kapasitif dokunma algılama özelliği de sunulur. Sisteme bağladığınız 4 iletkene (metal, meyve, bardak içindeki su…) dokunulması durumunda haber verir. Kapasitif algılamayla kapı koluna dokunuşu algılayabilirsiniz, ya da mevyelere bağlantı yaparak çocuklar için eğlenceli uygulamalar geliştirebilirsiniz. Raspberry Pi’ın ses çıkışı uygulamanıza daha da eğlence katacaktır.

I2C ve GPIO Bağlantıları

Dışarıya açılmış 2 I2C bağlantısını kullanarak sisteminize dijital sensörler bağlayabilirsiniz. NFC Okuyucuları, GPS, ivme sensörü, çoklu PWM sürücüler gibi bir çok donanımı kolaylıkla kullanabilirsiniz. I2C Hattını seri bağlayarak 100’ün üzerinde cihazı sisteminize ekleyebilirsiniz.

Sağ üstte bulunan 4 soketin birer pini direkt Raspberry Pi’ın GPIO pinlerine gider. Bu sayede 220V’luk röleleri ve diğer bir çok komponenti kullanabilirsiniz.

Turta’daki gelişmeleri www.facebook.com/turta.io adresinden takip edebilirsiniz.

Açıkakademi içerisindeki derslere ulaşmak için https://www.acikakademi.com/portal/egitimler/sanayi-4-0.aspx

Bu yazı Microsoft MVP’si olan Umut ERKAL’ın kişisel sitesi http://www.uerkal.com/post.aspx?pid=162 adresinden alıntı yapılmıştır.