יזמות טכנולוגית · כיתות ד׳–ט׳ · מפגש 10

IoT וחממה חכמה: כשמכשירים מדברים

שרשרת המידע, ערוצים, תחנת שטח ותחנת בית, ודאשבורד לחזי

  1. מה זה IoT?15 דק׳
  2. מפרקים מערכת15 דק׳
  3. תחנת שטח (Micro:bit 1)20 דק׳
  4. תחנת בית (Micro:bit 2)20 דק׳
  5. דאשבורד לחזי15 דק׳
  6. מה עלול להשתבש?5 דק׳
התוצר של היום

מה עושים היום?

  • מה זה IoT?
  • חיישן ← בקר ← רשת ← ענן ← דאשבורד ← משתמש
  • בונים תחנת שטח ותחנת בית.
  • מתכננים דאשבורד לחזי.

דגשים למדריך

  • בזוגות: "תחנת שטח" ו"תחנת בית" משני לוחות Micro:bit שמתקשרים ברדיו ומעבירים טמפרטורה, ושרטוט של לוח מחוונים (דאשבורד) לטלפון של חזי.
פתיחה · 15 דקות

מה זה IoT?

  • אינטרנט של הדברים: חפצים עם חיישנים שמשתפים מידע.
  • חיישן ← בקר ← רשת ← ענן ← דאשבורד ← משתמש
  • כל סוג מידע נשלח בערוץ משלו, כמו קבוצות וואטסאפ.
  • מי שולח? מי מקבל?

אם שני מכשירים בחדרים שונים, איך הם מעבירים מידע?

דגשים למדריך

  • IoT הוא Internet of Things, "אינטרנט של הדברים": חפצים יומיומיים עם חיישנים שמחוברים לרשת ומשתפים מידע. דוגמאות: שעון חכם ששולח דופק לטלפון, מערכת השקיה שמדווחת על מצב הקרקע, בית חכם שבו האור נדלק מהטלפון.
  • שרשרת המידע: החיישן מודד, הבקר מעבד ושולח, הענן שומר, הדאשבורד מציג, והמשתמש מחליט, ואפילו שולח פקודה בחזרה.
  • פרויקט אמיתי, חממה חכמה: חיישני טמפרטורה, לחות אוויר ואור על הלוח הם קלט על מצב האוויר. חיישן לחות קרקע בפין P1 הוא קלט שאומר אם צריך להשקות. מנוע סרוו בפין P0 הוא פלט שפותח וסוגר סככה לאוורור. בקר UNIHIKER K10 עם Wi-Fi מעבד ושולח לענן, ושרת SIoT ודאשבורד מציגים ומאפשרים שליטה מרחוק.
  • ערוצים (Topics): החממה מפרסמת בערוצים Temperature, Humidity ו-Soil Moisture, והטלפון נרשם אליהם ומציג אותם. הטלפון מפרסם בערוץ Awning Switch, החממה רשומה אליו, והסרוו פותח את הסככה. השיטה נקראת MQTT. לא צריך לזכור את השם, צריך להבין מי שולח ומי מקבל.
  • אם יש בבית הספר ערכת UNIHIKER K10, מדגימים את החממה החכמה מול הכיתה. אם לא, שני Micro:bit ברדיו מספיקים כדי להבין את הרעיון. לא נכנסים לפרוטוקולים: הדגש הוא "מי שולח, מי מקבל ומה המשתמש רואה".
חלק א׳ · 15 דקות

מפרקים מערכת

  • שעון חכם
  • חממה חכמה
  • פעמון דלת חכם
  • מערכת ההשקיה של חזי
  • חיישן? מה נשלח? מי מקבל ומה הוא רואה?

דגשים למדריך

  • לכל מכשיר משלימים בדף העבודה את השרשרת: חיישן (קלט), מה נשלח ברשת, ומי מקבל ומה הוא רואה.
חלק ב׳ · 20 דקות

תחנת שטח (Micro:bit 1)

  • on start: radio set group ← מספר הזוג
  • forever: radio send number ← temperature
  • show number ← temperature
  • pause 2000 ms

מה יקרה אם שני זוגות יבחרו אותה קבוצה?

דגשים למדריך

  • ב-MakeCode, על Micro:bit מספר 1: ב-on start מגדירים radio set group למספר הזוג מהלוח. ב-forever: radio send number ← temperature (°C), ומוסיפים show number ← temperature כדי לראות מה נשלח, ואחריו pause 2000 ms.
  • קבוצת הרדיו חייבת להיות ייחודית לכל זוג, אחרת כל הכיתה מקבלת את ההודעות של כולם. כותבים על הלוח טבלה: זוג 1 = קבוצה 1 וכן הלאה.
  • זה גם רגע טוב להסביר למה ברשתות אמיתיות יש "נושאים".
חלק ג׳ · 20 דקות

תחנת בית (Micro:bit 2)

  • radio set group ← אותו מספר
  • on radio received ← show number
  • אם המספר גדול מ-28 ← אזהרה וצליל
  • מחממים את תחנת השטח בכף היד!

תוך כמה שניות תחנת הבית מגיבה?

דגשים למדריך

  • על Micro:bit מספר 2: ב-on start מגדירים אותה קבוצת רדיו. on radio received receivedNumber ← show number receivedNumber.
  • מוסיפים תנאי: if receivedNumber > 28 then show icon ⚠️ ו-play tone.
  • מחממים את תחנת השטח בכף היד ורואים את המספר עולה בתחנת הבית. תוך כמה שניות הבית מגיב?
  • בדף העבודה רושמים: הטמפרטורה בחדר, הטמפרטורה אחרי חימום ביד, וכמה זמן לקח לתחנת הבית להגיב.
חלק ד׳ · 15 דקות

דאשבורד לחזי

  • מה חזי צריך לראות במבט אחד?
  • מתי הוא צריך התראה, ומתי זה רק מפריע?
  • איזו פקודה הוא ישלח בחזרה?
  • לכל היותר 4 רכיבים!

דגשים למדריך

  • משרטטים על דף A4 את מסך הטלפון של חזי, עם לכל היותר ארבעה רכיבים: גרף (של מה? לאורך כמה זמן?), מספר גדול (איזה נתון הכי חשוב?), התראה (מתי בדיוק?), כפתור (איזו פקודה חזי שולח בחזרה, למשל "הפעל השקה").
  • מבקשים לנמק: למה בחרתם דווקא ברכיבים האלה? הדאשבורד נבנה לפי הלקוח, לא לפי כמות החיישנים.
סיכום · 5 דקות

מה עלול להשתבש?

  • ה-Wi-Fi נופל? המערכת צריכה להמשיך לעבוד לבד.
  • כל שליחה צורכת סוללה.
  • פרטיות: מי עוד רואה את המידע?
  • בפעם הבאה: מה אם החיישן יכול "לראות"?

איזה פרויקט גמר יכול להרוויח מחיבור לרשת?

דגשים למדריך

  • יזם טוב חושב גם על מה שעלול להשתבש.
  • מסכמים: IoT = חיישנים + בקר + רשת + משתמש. ערוצים מסדרים מי שולח ומי מקבל. המידע שווה משהו רק אם הוא עוזר ללקוח להחליט.
  • רפלקציה מדף העבודה: איזה פרויקט גמר יכול להרוויח מחיבור לרשת, ולמה? מה עלול להשתבש כשמערכת תלויה ב-Wi-Fi?

כל הכבוד!

מחזירים את הציוד ונפגשים בשבוע הבא.

✕ ← → מעבר · T שעון · N דגשים · F מסך מלא