اینترنت اشیا (Internet of Things یا IoT) یکی از محبوبترین و کاربردیترین حوزههای فناوری در سالهای اخیر است. شروع پروژههای ابتدایی اینترنت اشیا به آشنایی و آمادگی برای انجام پروژههای شخصیسازی شده شرکتی، شامل کار با بردهای PCB حرفهای، اتصالات و سنسورهای پیشرفتهتر و کدنویسی سریعتر کمک میکند و در نهایت شما را به فردی خلاق تبدیل مینماید که تنها با چند خط کد بتوانید محیط اطراف خود را هوشمند، خودکار و قابلپایش کنید. در این مقاله، با تمرکز بر آموزش گامبهگام، ۵ پروژه اینترنت اشیا برای مبتدیها معرفی شده است. این پروژهها شامل کنترل تجهیزات، پایش محیط، نمایش دادهها و ارسال هشدار هستند و دقیقاً همان مفاهیمی را پوشش میدهند که در سیستمهای صنعتی و حرفهای اینترنت اشیا استفاده میشود.
بخوانید: تاریخچه و تحول اینترنت اشیا از ابتدا تا کنون
کنترلکننده خودکار سرعت فن با سنسور دما
یکی از اساسیترین پروژهها برای شروع اینترنت اشیا، کنترل خودکار فن بر اساس دما است. این پروژه از نظر مفهومی شبیه به راهکارهای حرفهای پایش محیطی است که در آنها با استفاده از سنسور دما و رطوبت، تجهیزات سرمایشی یا تهویه HVAC کنترل میشوند؛ با این تفاوت که این نسخه بسیار سادهتر و مناسب آموزش است.
در این پروژه، هر زمان دما از مقدار تعیینشده بالاتر برود، فن شروع به کار کرده و سرعت آن متناسب با دمای تشخیص دادهشده تغییر خواهدکرد. این منطق پایه بسیاری از سیستمهای هوشمند اتاق سرور، گلخانه و تهویه صنعتی است.
وسایل مورد نیاز:
- فن DC (۵ ولت یا ۱۲ ولت)
- سنسور دما LM35 یا NTC
- ترانزیستور TIP122 یا 2N2222
- مقاومت ۱ کیلو اهم
- دیود 1N4007 (محافظ فن)
- منبع تغذیه مناسب فن
نحوه اتصال:
سنسور LM35 دارای سه پایه است. پایه VCC به ۵ ولت، پایه GND به زمین و پایه OUT از طریق مقاومت ۱ کیلو اهم به پایه Base ترانزیستور متصل میشود. پایه Emitter ترانزیستور به زمین و پایه Collector به پایه منفی خنککننده وصل میشود. پایه مثبت فن را بهصورت مستقیم به منبع تغذیه متصل کنید. دیود 1N4007 بهصورت موازی با فن قرار میگیرد تا از برگشت جریان و آسیب به مدار جلوگیری شود.
تست کیفیت آب با سنسور TDS و دمای آب
امروزه جعمیت زیادی از بحران کمبود آب و کیفیت آن رنج میبرند؛ بنابراین پایش کیفیت آب یکی از کاربردیترین حوزههای اینترنت اشیا، مخصوصاً برای افرادی که نگران سلامت آب مصرفی هستند، محسوب میشود، در این پروژه، میزان نمکهای محلول (TDS) و دمای آب اندازهگیری میشود و دادهها به کاربر نمایش داده میشود.
در صورتی که میزان نمکهای حلشده از حد مجاز بالاتر برود، کاربر میتواند بهموقع اقدامات لازم را انجام دهد. این پروژه پایه بسیاری از سیستمهای پایش آب شهری، صنعتی و کشاورزی است.
تجهیزات موردنیاز:
- آردوینو Uno ،ESP8266 یا ESP32
- سنسور TDS
- سنسور دمای DS18B20
- مقاومت 4.7kΩ
- نمایشگر LCD یا OLED
- سیم جامپر و بردبورد
نحوه اتصال:
سنسور TDS با اتصال VCC به ۵ ولت، GND به زمین و خروجی آنالوگ به پین آنالوگ A0 آردوینو راهاندازی میشود. سنسور DS18B20 نیز با اتصال VCC و GND و اتصال پایه داده Data به پین D2 پس از عبور از یک مقاومت بهکار میافتد. دادهها روی نمایشگر یا سریال مانیتور Serial Monitor نمایش داده خواهند شد. نحوه اتصال به OLED را در این سایت مشاهده کنید.
این پروژه شما را با پایش دادههای حیاتی، تحلیل مقدار مجاز و تصمیمگیری خودکار آشنا میکند.
سنسور پایش آلودگی هوا و CO₂
پایش آلودگی هوا یکی از موضوعات همیشگی و بحثبرانگیز اینترنت اشیا IoT فصل پاییز و زمستان محسوب میشود. در فضاهای پرجمعیت یا محیطهایی با تهویه ضعیف، میزان CO₂ و ذرات معلق PM2.5 افزایش پیدا میکند که تأثیر مستقیم بر سلامت افراد دارد.
بخوانید: آلودگی هوا در مدارس
در این پروژه چنانچه کیفیت هوای اندازهگیریشده در صورت عبور از حد مجاز، منجر به ارسال هشدار خواهد شد.
وسایل موردنیاز:
- ESP32 یا آردوینو
- سنسور MQ-135 (CO2) یا PMS5003 / PMS7003
- نمایشگر OLED یا LCD
نحوه اتصال:
سنسور MQ-135 از طریق خروجی آنالوگ یا دیجیتال به ESP32 متصل میشود درحالیکه سنسورهای PMS از ارتباط سریال TX/RX استفاده کرده. مطابق با نیاز خود میتوانید یک یا هر دوی این سنسورها را متصلنموده و دادهها را مانند روشهای قبلی روی نمایشگر نمایش دهید.
نمایش دما و رطوبت روی وبپیج با ESP32
یکی از جذابترین پروژههای اینترنت اشیا برای مبتدیها، نمایش دادههای سنسور روی صفحه وب Webpage میباشد. در این پروژه، ESP32 به Wi-Fi درونی خود متصلشده و اطلاعات دما و رطوبت را در یک صفحه HTML، طبق سلیقه شما داخل وبسایت نمایش میدهد.
تجهیزات موردنیاز:
- ESP32
- سنسور DHT11 یا DHT22
- مقاومت Pull-up
- Arduino IDE
نحوه اتصال:
پایه VCC سنسور به ۳.۳ یا ۵ ولت، GND به زمین و DATA به یک پین دیجیتال ESP32 متصل میشود. این پروژه با ایجاد یک وبسرور ساده، دادهها را در مرورگر نمایش میدهد.
صحتسنجی کتابهای خریداریشده با OLED و پنل کلید
این پروژه کمی خلاقانهتر است و نشان میدهد اینترنت اشیا فقط سنسور نیست. اگر نمیدانید کتابی را قبلاً خریدهاید یا نه، میتوانید با وارد کردن ISBN آن، صحت خرید را بررسی کنید.
وسایل موردنیاز:
- ESP32 یا آردوینو
- پنل کلید 3×4 یا 4×4
- نمایشگر OLED
نحوه اتصال:
پنل کلید فیزیکی را به پینهای دیجیتال متصل کرده و OLED از طریق I2C راهاندازی میشود. با وارد کردن ISBN، داده روی OLED نمایش داده میشود.
این پروژه مفاهیم منو، ورودی کاربر، پردازش داده و نمایش خروجی را آموزش میدهد.
پروژههای تکمیلی پیشنهادی برای یادگیری عمیقتر
برای ادامه مسیر یادگیری اینترنت اشیا، میتوانید پروژههایی مانند تراز دیجیتال با MPU6050 یا ارسال پیامک اضطراری با ماژول GSM SIM800 را اجرا کنید. این پروژهها شما را با سنسور شتابسنج، ژیروسکوپ، ارتباط GSM و نحوه ارسال هشدار از راه دور آشنا خواهندکرد. پروژههایی که در پروژههای حرفهای IoT بسیار پرکاربرد هستند.
چگونه اینترنت اشیا را شروع کنیم؟
برای شروع اینترنت اشیا نیازی به پروژههای پیچیده نیست و شما با چند پروژه بسیار ساده و یادگیری زبان C++ به آن تسلط کافی پیدا خواهیدکرد. برای اطلاعات بیشتر و شرکت در پروژههای شرکتی، کارآموزی و همکاری دائم با ما در ارتباط باشید. سپهر انفورماتیک درخشان، دارای یک دهه سابقه در زمینه اینترنت اشیا و تجهیزکردن اتاقسرور و سایر محیطهای حساس به پارامترهای محیطی، توانسته با ایجاد راهکارهای نوین متصل با پروتکلهای مدباس Modbus، Snmpv3 و… به سازمانها و صنایع داخلی و خارجی کمک شایانی کند.
