Сторінка 194

Розв’язання

1. Визначте перший рівень — це сенсори (датчики), які вбудовані в об'єкти для вимірювання параметрів (температура, тиск тощо).

2. Другий рівень — мережа доступу, яка передає дані через дротові або бездротові канали (Wi-Fi, локальна мережа).

3. Третій рівень — платформа, що збирає, аналізує та зберігає великі масиви даних у режимі реального часу.

4. Четвертий рівень — кінцевий пристрій або додаток, який діє відповідно до алгоритмів, отриманих від платформи.

Розв’язання

1. Опишіть роботу датчиків: вони вимірюють вологість ґрунту, температуру та освітлення.

2. Поясніть роль контролера: він отримує сигнали від датчиків і приймає рішення (наприклад, увімкнути полив, якщо вологість < 40%).

3. Опишіть роботу виконавців: клапани або насоси відкриваються за командою контролера.

4. Визначте відмінність: на малюнку може не бути зображено передачу даних в хмару або додаток користувача, що є важливою частиною IoT.

Розв’язання

1. Обираємо тему: «Будинок».

2. Сценарій для групи без ІоТ: ведучий показує, що вмикають світло вручну, не контролюють температуру з телефону.

3. Сценарій для групи з ІоТ: ведучий демонструє, як система сама вимикає світло при відсутності людей і регулює кондиціонер.

Розв’язання

1. Визначаємо сенсори: температурний датчик, датчик CO2, вологість, шумовий сенсор, метеодатчик (тисок, вітер).

2. Визначаємо спосіб передачі: Wi-Fi або GSM-модуль для відправки даних на сервер.

3. Описуємо обробку: дані надходять на хмарний сервер, де аналізуються та зберігаються в графіках.

4. Визначаємо інтерфейс користувача: додаток на смартфоні показує стан повітря та погоду.

Розв’язання

1. Визначимо два предмети: «Звичайні двері» та «Розумна парта».

2. Опишемо їх поточний стан: двері відкриваються вручну, парта має фіксовану висоту.

3. Додамо функціонал: до дверей — датчик руху та клапан для повітря; до парти — сенсор нахилення та сервопривід регуляції висоти.

4. Сформулюємо користь: автоматичне провітрювання при вході та корекція постави учня без втручання.

Розв’язання

1. Визначимо предмет: звичайний шкільний дзвоник і «Розумний» дзвоник.

2. Заповнимо колонку «Звичайний»: працює від електрики, видає звук за розкладом, не передає дані.

3. Заповнимо колонку «Смартверсія»: має датчик часу та GPS/Bluetooth, надсилає сповіщення на телефон, може змінювати мелодію.

4. Опишемо користь: учні отримують нагадування, якщо пропустять дзвінок, а адміністрація контролює розклад.

Розв’язання

1. Проблема 1: Заповненість урини. Рішення: датчик рівня сміття, що надсилає сигнал на телефон охоронці чи прибиральнику. Ефект: своєчасний винос, гігієна.

2. Проблема 2: Погана якість повітря в класі. Рішення: датчики CO2 та вологості, що керують вентиляцією. Ефект: підвищення концентрації уваги учнів.

3. Проблема 3: Запобігання крадіжкам у шафах. Рішення: датчик відкриття дверей шаф, що надсилає сповіщення адміністрації. Ефект: безпека речей учнів.

Розв’язання

1. Обираємо проблему: Енергозатрати на освітлення в пустих коридорах школи.

2. Придумуємо рішення: Встановлюємо датчик руху та світла. Система збирає дані про наявність людей та рівень природного світла. Автоматизація: якщо немає людей і темно — світло вмикається; якщо є люди, але світло достатнє — світло не вмикається або тьмяне. Реакція: вмикання/вимикання світла та регулювання яскравості.

3. Вказуємо ефект: Економія електроенергії, зниження собівартості обслуговування школи, екологічність.

Розв’язання

1. На малюнку 12.4 розглядаємо загальну структуру плати.

2. Знаходимо роз'єм USB для підключення до комп'ютера та живлення.

3. Визначаємо мікроконтролер ATmega328 як основний обробник даних.

4. Шукаємо цифрові та аналогові входи/виходи для підключення датчиків та виконавчих пристроїв.

5. Знаходимо регулятор напруги 5 В, кнопку скидання та роз'єм ICSP.

Розв’язання

1. Увійти на сайт Tinkercad і обрати сервіс Circuits для створення нової схеми.

2. Додати макетну плату та мікроконтролер Arduino Uno R3 на робоче поле.

3. Перетягнути світлодіод (довга ніжка до резистора, коротка — безпосередньо) та резистор.

4. З'єднати довгу ніжку світлодіода через резистор з цифровим виходом 13 на Arduino, а коротку — з GND (землею).

5. Відкрити редактор коду, додати функцію `digitalWrite(13, HIGH)`, зачекати затримки та `digitalWrite(13, LOW)` для мигання.

6. Зберегти проєкт і натиснути кнопку «Почати моделювання» для перевірки роботи.

Розв’язання

1. Проєкт на малюнку 12.6 містить кнопку як вхідний сигнал та динамік як вихідний пристрій.

2. При натисканні кнопки система має подавати сигнал на динамік, щоб він видав звук.

3. Блочний вигляд коду легше сприймати, оскільки він візуально показує умови та дії без знання синтаксису мови програмування.

4. Текстовий код містить конкретні команди (наприклад, `if`, `tone`), які вимагають розуміння логіки та синтаксису для інтерпретації.

Розв’язання

1. На малюнку 12.7 показано зв'язок між датчиком (наприклад, термометром) та виконавчим елементом через мікроконтролер.

2. При досягненні заданого рівня температури датчик надсилає сигнал контролеру.

3. Контролер обробляє дані і вмикає виконавчий пристрій (наприклад, вентилятор) для охолодження або вмикає світлодіод як індикатор.

4. Створення аналогічної схеми у Tinkercad дозволяє візуально перевірити роботу логіки «якщо-тоді».

Розв’язання

1. Відкрийте браузер, перейдіть на сайт tinkercad.com та увійдіть у свій обліковий запис.

2. У меню сервісів ліворуч оберіть вкладку «Circuits» і натисніть кнопку «Create new Circuit».

3. З бібліотеки компонентів (права панель) перетягніть на робоче поле мікроконтролер Arduino Uno R3 та макетну плату, а також датчик температури.