รีวิว SMARTHON Smart City IoT Starter Kit สำหรับ BBC Micro:bit

SMARTHON Smart City IoT Starter Kit สำหรับ micro:bit เป็นชุดการเรียนรู้สำหรับเด็กอายุ 10 ปีขึ้นไป โดยสอนเกี่ยวกับโครงการพื้นฐานตั้งแต่การเปิด-ปิด LED ไปจนถึงโครงการที่ซับซ้อนมากขึ้นด้วยเซ็นเซอร์หลายตัว การเชื่อมต่อ IFTTT และการพัฒนาแอปมือถือ บริษัทได้ส่งตัวอย่างชุดเริ่มต้นพร้อมบอร์ด BBC Micro:bit มาให้เราเพื่อทดลอง และเราจะรายงานประสบการณ์ของเราในการใช้ชุดอุปกรณ์นี้ในรีวิวนี้

แกะกล่อง SMARTHON Smart City IoT Starter Kit สำหรับ micro:bit

แพ็คเกจที่เราได้รับประกอบด้วย SMARTHON Smart City IoT Starter Kit สำหรับ Micro:bit และ บอร์ด BBC Micro:bit V2 (ซึ่งไม่ได้รวมในชุด Starter Kit)

ด้านล่างของบรรจุภัณฑ์แสดงรายการส่วนประกอบหลักและมี QR code ที่ไปยังหน้าผลิตภัณฑ์

แพ็คเกจนี้ประกอบด้วยโมเดลกระดาษแข็งและไม้, สายเคเบิลต่างๆ, เซอร์โว 180°, ชุดสกรู, แผนที่เมือง, Smarthon IoT:bit carrier board สำหรับ BBC Micro:bit, ที่ยึดแบตเตอรี่ และโมดูลต่างๆ ได้แก่ โมดูลไฟจราจร, ไฟ LED สีขาว, ไฟ LED หลายสี (WS2812), เซ็นเซอร์วัดระยะทางอัลตราโซนิก, เซ็นเซอร์วัดแสง, เซ็นเซอร์วัดอุณหภูมิและความชื้น, เซ็นเซอร์ตรวจจับความเคลื่อนไหว PIR และเซ็นเซอร์ตรวจจับหยดน้ำฝน

ไม่มีเอกสารประกอบที่พิมพ์ออกมา แต่สามารเข้าถึงออนไลน์ในรูปแบบคู่มือดิจิทัล (PDF) ซึ่งจะดีกว่าหากคุณต้องการพิมพ์ออกมา หรือเป็นคู่มือออนไลน์ที่เหมาะสำหรับใช้งานบนแล็ปท็อป แท็บเล็ต หรือแม้แต่สมาร์ทโฟน ฉันจึงพิมพ์หน้าบางส่วนจากคู่มือดิจิทัลและคู่มือออนไลน์เพื่อความสะดวก

สิ่งหนึ่งที่ขาดหายไปซึ่งพบในชุดการศึกษาอื่นๆ คือเนื้อเรื่อง เช่น Doctor Who ใน “BBC Doctor Who HiFive Inventor Coding Kit” หรือเรื่องราวของนักวิทยาศาสตร์ที่เดินทางข้ามเวลาในชุด Acebott QE007 Smart Home IoT เราไม่แน่ใจว่ามันเป็นข้อเสียหรือไม่ เพราะชุด SMARTHON เข้าประเด็นโดยตรงและน่าสนุกอยู่แล้วที่จะเล่นกับชุดและคำแนะนำโดยไม่ต้องอ่านเนื้อเรื่อง

เมื่อพิจารณาบอร์ด IoT:bit แล้วจะพบ edge connector สำหรับ BBC Micro:bit, โมดูล ESP32-WROOM-32, จอแสดงผล OLED, ตัวเลือกการจ่ายไฟ 3 แบบผ่านพอร์ต micro USB, ขั้วต่อ 2 พินสำหรับแบตเตอรี่ 3.7V และแจ็ค DC สำหรับจ่ายไฟ, buzzer และ header ต่างๆ สำหรับขยาย รวมถึงคลิปหนีบสายไฟ (crocodile pins) อีกด้วย

การเพิ่ม Smarthon ลงใน Makecode

ก่อนเริ่มต้นด้วยบทเรียน (Tutorial) ที่ 1 เราควรสร้างโปรเจ็กต์ใหม่ใน Microsoft MakeCode คลิกที่ ไอคอน รูปเฟือง และเลือก ส่วนขยาย

จากนั้นเราสามารถค้นหา smarthon และติดตั้งส่วนขยาย smartcity

เมื่อเสร็จแล้ว เราจะพบหมวดหมู๋ที่เรียกว่า IoT:bit และ SmartCity ซึ่งมีบล็อคเพิ่มเติมสำหรับการเขียนโปรแกรม

การสาธิตโคมไฟสนามเด็กเล่นอัจฉริยะแบบอัตโนมัติ

บทเรียนแรกเรียกว่า “โคมไฟสนามเด็กเล่นอัจฉริยะอัตโนมัติ” โดยจะเป็นไฟถนน (โมดูล LED สีขาว) ที่จะเปิดใช้งานเมื่อตรวจพบการเคลื่อนไหวผ่านโมดูลตรวจจับการเคลื่อนไหว PIR ขั้นตอนแรกคือการประกอบชุดอุปกรณ์ตามคำแนะนำที่บริษัทให้มา

ชิ้นส่วนไม้ได้รับการทำเครื่องหมายไว้อย่างถูกต้องและถอดออกได้ง่าย แต่อยากให้มีแท่งประกอบกับถุงสกรูและน็อต เนื่องจากไม่ใช่ทุกคนจะรู้ว่า “สกรู M4 ยาว 100 มม.” มีลักษณะอย่างไร และจะทำให้การประกอบง่ายขึ้น

ขั้นตอนต่อไปคือการเดินสายอุปกรณ์โดยเพิ่มสายเคเบิลตามคำแนะนำ หลังจากยืมของเล่นรถมาและวางบนแผนที่แล้วดูสวยงาย

โดยสามารถสร้างบล็อกผ่านการโปรแกรมด้วยภาพได้ด้วยตนเอง หรือเปิดโปรเจ็กต์บน MakeCode เราจำเป็นต้องคลิกที่แก้ไขก่อนดาวน์โหลดไฟล์เฮ็กซ์ (เฟิร์มแวร์)

เป็นไปได้เช่นกันที่จะตรวจสอบโค้ด Javascript ได้โดยคลิกที่แท็บ JavaScript

ในขั้นตอนนี้ เราจะต้องเชื่อมต่อ BBC Micro:bit เข้ากับคอมพิวเตอร์ผ่านสาย USB-A to micro USB ที่ให้มา

เราสามารถคัดลอกไฟล์เฟิร์มแวร์ microbit_smartcity_case1.hex ที่เพิ่งดาวน์โหลดไปยังไดรฟ์ MICROBIT ได้ หากคุณเคยใช้ Raspberry Pi Pico ขั้นตอนนี้จะคุ้นเคย

รอจนกว่าไฟล์จะคัดลอกไปยังไดรฟ์จนเสร็จสมบูรณ์และบอร์ดจะรีสตาร์ทก่อนจึงจะถอดออก หากขั้นตอนการทำงานช้า ให้ตรวจสอบไดรฟ์หลังจากอัปเดต และหากพบไฟล์ FAIL.TXT ให้เริ่มใหม่อีกครั้ง ซึ่งเกิดขึ้นกับเราสองครั้งระหว่างการตรวจสอบ

ไฟ LED สีขาวจะเปิดเป็นเวลา 10 วินาทีเมื่อตรวจพบการเคลื่อนไหว มีวิดีโอสาธิตสั้นๆ ด้านล่าง

การสาธิตระบบกำจัดขยะ

SMARTHON ให้คะแนนบทเรียนตั้งแต่ 1 ถึง 5 ดาว ตามระดับความยาก-ง่าย บทเรียนแรกที่ผ่านมาได้รับคะแนน 1 ดาว ดังนั้นมาลองบทเรียน 2 ดาวกับระบบกำจัดขยะกันดีกว่า เราจะต้องมีเซ็นเซอร์อัลตราโซนิก โมดูล LED RGB, สายไฟ, น็อต, สกรู และกระดาษแข็งเพื่อสร้างถังขยะ

คำแนะนำนั้นค่อนข้างง่ายต่อการปฏิบัติตาม แบบจำลองกระดาษแข็งอาจเหมาะสำหรับชุดอุปกรณ์ที่ใช้ที่บ้าน แต่จะกังวลเรื่องความทนทานหากนำไปใช้ในห้องเรียน

เราสามารถมองเห็นเซนเซอร์อัลตราโซนิกภายในถังขยะได้ และโมดูล RGB จะแสดงสถานะว่าถังขยะเต็ม (สีแดง) หรือไม่เต็ม (สีเขียว)

การเดินสายไฟจะคล้ายกับโปรเจ็กต์ก่อนหน้านี้ ยกเว้นว่าเซ็นเซอร์อัลตราโซนิกต้องใช้สายเคเบิล 4 เส้น

เราสามารถสร้างโค้ดตั้งแต่ต้นเองหรือเปิดโปรเจ็กต์โดยตรงได้

ไฟ LED RGB จะติดขึ้นเมื่อระยะทางน้อยกว่า 4 ซม. ฉันเพิ่มกระดาษทิชชูเข้าไป และไฟ LED RGB ก็เปลี่ยนเป็นสีแดง

แต่มันไม่ทำงานตามที่คาดหวังเนื่องจากไฟ RGB LED กระพริบระหว่างสีแดงและสีเขียว ฉันไม่เห็นปัญหาในโค้ด ดังนั้นคาดว่าเซนเซอร์ส่งค่าศูนย์ระหว่างการสุ่มตัวอย่างด้วยเหตุผลบางประการ สามารถดูวิดีโอสั้นๆ ด้านล่าง

สถานการณ์ที่ซับซ้อน (บทเรียนที่ 17): ความปลอดภัยและความมั่นคงในการขนส่ง

เราเพิ่งจะผ่านบทเรียนระดับ 1 ดาวและ 2 ดาวสำหรับผู้เริ่มต้นไป แต่เราจะมาเริ่มบทเรียนระดับ 5 ดาวที่ซับซ้อนกว่า: “สถานการณ์ที่ 3: ความปลอดภัยและความมั่นคงในการขนส่ง” เพื่อดูว่านักเรียนจะเรียนรู้สิ่งใดได้บ้างเมื่อจบหลักสูตร โปรดสังเกตว่าบทเรียนนี้มีเพียงหนึ่งหน้าในไฟล์ PDF และรายละเอียดสามารถพบได้ในเอกสารออนไลน์ เท่านั้น (พิมพ์ออกมาแล้ว 27 หน้า) บทเรียนค่อนข้างยาวเนื่องจากอธิบายโค้ดแต่ละบล็อกอย่างละเอียด

บทเรียน “สถานการณ์ที่ 3” อธิบายโค้ดแต่ละบล็อกอย่างละเอียด:

• การตรวจสอบความเร็วรถ
• ไฟจราจรอัตโนมัติ
• ไฟถนนอัจฉริยะ
• ระบบป้องกันอัจฉริยะ
• ระบบควบคุมประตูบ้านอัจฉริยะ

นักเรียนจะเชื่อมต่อบอร์ดกับ WiFi เรียนรู้วิธีตั้งค่าแอพเพล็ต IFTTT และสร้างแอพมือถือด้วย MIT App Inventor 2

ขั้นตอนแรกคือการประกอบกระดาษแข็ง และ ไม้ และติดเซ็นเซอร์และเซอร์โวสำหรับทั้ง 5 บทเรียนที่ระบุไว้ข้างต้น

เรามีบ้านกระดาษแข็งที่มีประตูที่ควบคุมด้วยเซอร์โว (ติดผ่านคลิปหนีบกระดาษ) อีกหลังมีเซ็นเซอร์ตรวจจับความเคลื่อนไหว PIR ไฟถนน ไฟจราจร เซ็นเซอร์อัลตราโซนิก และหน้าจอ OLED เพื่อแสดงความเร็ว สถานะการจราจร ฯลฯ ตอนนี้เราสามารถเชื่อมต่ออุปกรณ์เหล่านี้ทั้งหมดเข้ากับบอร์ด IoT:bit ได้แล้ว

ฉันไม่สามารถเดินสายเซอร์โวของบ้านด้านซ้ายได้เนื่องจากสายสั้นเกินไป ทำให้โมเดลไม้บัลซาตั้งตรงเป็นเรื่องยาก  เนื่องจากโมเดลมีน้ำหนักเบาและสายเคเบิลค่อนข้างแข็งและหนัก ฉันต้องบิดสายเคเบิลค่อนข้างมาก จะดีถ้าการเพิ่มน้ำหนักให้กับโมเดลหรือใช้สายที่ยืดหยุ่นมากขึ้น แต่ที่จริงแล้วมีสายมีสายต่อขยายเราไม่ได้ใช้ซึ่งมันอาจจะช่วยได้

บทเรียนไฟจราจรอัตโนมัติ ต้องใช้บอร์ด IoT:bit และ micro:bit เพิ่มเติมเนื่องจากมีตัวรับและตัวส่งสัญญาณ ดังนั้นฉันจึงต้องข้ามส่วนนั้นไป แต่ในสถานการณ์ที่ 3 จะไม่ได้ใช้ตัวรับและเครื่องส่งสัญญาณเหมือนในบทเรียนที่ 8 และเซ็นเซอร์แสงและไฟจราจรเชื่อมต่อโดยตรงกับบอร์ด IoT:bit

โปรแกรมเต็มค่อนข้างยาวและคุณจะพบได้ใน MakeCode เช่นเดียวกับโปรแกรมอื่นๆ จำเป็นต้องแก้ไขโค้ดสำหรับโปรเจ็กต์นี้เนื่องจากเราต้องป้อน SSID และรหัสผ่านสำหรับ WiFi

แต่ก่อนอื่นเราต้องโหลดโปรแกรมอื่นก่อนเนื่องจากเราต้องการ Device ID สำหรับ IFTTT และแอป Android ที่กำลังจะสร้าง โปรแกรมมีรายละเอียดอยู่ในบทที่ 4 ซึ่งเป็นส่วนการรับ Device ID ของ wiki สำหรับ IoT:bit เนื่องจากฉันมีปัญหาในการรันโปรแกรม จึงเพิ่มไฟถนนเป็น LED แก้จุดบกพร่อง และโปรแกรม Device ID ก็มีลักษณะดังต่อไปนี้

ฉันทำเชื่อมต่อ Micro:bit ในทิศทางที่ผิด ตรวจสอบให้แน่ใจว่าเมทริกซ์จอแสดงผลอยู่ด้านหน้าเสมอ ในที่สุดมันก็ใช้งานได้ และฉันก็สามารถเชื่อมต่อ WiFi และระบุ device id ได้

เรายังไม่เสร็จ เนื่องจากเราต้องกำหนดค่าแอพเพล็ต IFTTT บางส่วน ขั้นตอนแรกตือการเพิ่มแอพเพล็ตที่ถูกเปิดใช้งานตามวันที่และเวลา ซึ่งจะเปิดไฟถนนอัจฉริยะในเวลา 18.00 น. โดยส่งคำสั่งควบคุม ฉันจะไม่ลงรายละเอียดทั้งหมดที่นี่ แต่โดยพื้นฐานแล้ว ผู้ใช้จะต้องทำตามบทเรียนการควบคุมคลาวด์ IoT:bit หลังจากตั้งค่าทริกเกอร์วันที่และเวลาแล้ว คุณจะต้องเพิ่มการดำเนินการโดยค้นหาบริการ Smarthon และเลือก “Smarthon IoT(micro:bit)”

เมื่อเสร็จแล้ว ให้ป้อน Device ID ที่คุณได้รับจาก OLED และเพิ่มคำสั่ง lighton

บทเรียนยังอธิบายวิธีการกำหนดค่าแอพเพล็ต IFTTT อื่นสำหรับบ้านที่มีเซ็นเซอร์ตรวจจับการเคลื่อนไหวแบบ PIR เพื่อรับคำขอทางเว็บเมื่อตรวจพบการเคลื่อนไหวและส่งอีเมล

จะต้องเพิ่มทริกเกอร์ Webhooks เพื่อ “รับคำขอทางเว็บ”…

และกำหนดค่าการดำเนินการส่งอีเมล์

จำเป็นต้องมีบัญชี IFTTT  Proในราคา 12.50 ดอลลาร์สหรัฐต่อเดือน เนื่องจากทั้งสองฟีเจอร์เป็นระดับ Pro ผลลัพธ์สุดท้ายคือคุณจะได้รับอีเมลทุกครั้งที่มีการตรวจพบการเคลื่อนไหว

ยังไม่เสร็จเรียบร้อย เนื่องจากเราจะ “พัฒนา” แอปพลิเคชันมือถือโดยใช้ MIT App Inventor 2 หลังจากลงทะเบียนและสร้างโปรเจ็กต์ใหม่แล้ว เราสามารถเพิ่มกล่องข้อความสำหรับ Device ID และ ปุ่ม เปิด และ ปิด เพื่อควบคุมประตู

นอกจากนี้เราจำเป็นต้องลากและวางส่วนประกอบเว็บที่มองไม่เห็นจากส่วนการเชื่อมต่อด้วย

ถึงเวลาที่จะสลับไปที่มุมมองบล็อกเพื่อเพิ่มโค้ดที่จะส่งคำสั่ง HTTP เพื่อเปิดหรือปิดประตูโดยใช้ Device ID ที่ป้อนลงในกล่องข้อความ

ตอนนี้เราสามารถไปที่เมนูบนสุดแล้วคลิกที่ Build->Android App (.apk) เพื่อสร้างแอปพลิเคชันมือถือ มันสามารถดาวน์โหลดไปยังคอมพิวเตอร์ได้ หรือสแกน QR code เพื่อดาวน์โหลดแอปลงในสมาร์ทโฟน Android ของคุณโดยตรงได้อย่างสะดวก

ฉันสามารถติดตั้งแอป Smarthon_Smart_City ได้โดยไม่มีปัญหา แม้ว่า Android จะขอให้เราสแกนก่อนก็ตาม

ในที่สุดเราก็สามารถคัดลอกเฟิร์มแวร์ไปยัง BBC Micro:bit และทดลองใช้งานเดโมบางส่วนได้

ก่อนอื่น ฉันแฟลชเฟิร์มแวร์ประมาณ 17:30 น. และเมื่อถึงเวลา 18:00 น. ไฟถนนก็จะติดขึ้นโดยอัตโนมัติ ดังนั้นแอพเพล็ต IFTTT จึงทำงานได้อย่างถูกต้อง จอแสดงผล OLED จะตรวจสอบความเร็วของรถและสถานะการจราจรติดขัดด้วย (ยังไม่ได้นำมาใช้ที่นี่ เนื่องจากต้องใช้ Micro:bit อีกตัว) หากเคลื่อนย้ายรถด้วยมือ จอแสดงผลจะรายงานความเร็ว (เป็นมิลลิเมตร/วินาที) หลังจากวัดระยะทางสองครั้งโดยเว้นระยะห่างกัน 500 มิลลิเมตรต่อวินาที

นอกจากนี้ ฉันได้ลองใช้มือถือเปิดและปิดประตูตามที่คุณเห็นในวิดีโอด้านล่าง โปรดสังเกตว่าจะต้องปรับฮอร์นเซอร์โวให้เหมาะสมในกรใช้งานครั้งแรกเพื่อให้ทำงานได้อย่างถูกต้อง

สรุป

SMARTHON Smart City IoT Starter Kit สำหรับ BBC Micro:bit เป็นชุดการเรียนรู้ที่ยอดเยี่ยมและสนุกสนาน ซึ่งจะให้ชั่วโมงการเรียนรู้มากมาย นักเรียนจะเริ่มต้นได้ง่าย ๆ ด้วยการกระพิบไฟ LED เทียบเท่าในบทเรียน “โคมไฟสนามเด็กเล่นอัตโนมัติ” และสุดท้ายจะสามารถควบคุมโมดูลอิเล็กทรอนิกส์ผ่าน IFTTT, ThingSpeak และแอปพลิชันบนมือถือของคุณเอง นอกจากนี้จะได้เรียนรู้การเขียนโปรแกรมแบบภาพและอาจรวมถึง JavaScript ในกระบวนการนี้ด้วย

ข้อควรปรับปรุงที่เราเห็น ได้แก่ การเพิ่มสติกเกอร์พร้อมคำอธิบายบนชุดสกรูเพื่อให้ประกอบได้ง่ายขึ้น, การหาวิธีทำให้โมเดลไม้อัดตั้งตรงได้ง่ายขึ้น (อาจใช้ตุ้มโลหะหรือใช้สายเคเบิลแบบยืดหยุ่น) แต่บริษัทได้แจ้งให้ฉันทราบว่ามี Blu-tacks 5 ชิ้นในชุดอุปกรณ์เสริมที่สามารถใช้ได้ และการแก้ไขข้อผิดพลาด ความไม่สอดคล้องบางประการในเอกสารประกอบ ฉันยังมีข้อกังวลเกี่ยวกับความทนทานของโมเดลกระดาษแข็งเมื่อใช้ในห้องเรียนเป็ฯเวลานาน บริษัทเสนอ “Smart City Refill Material Pack” เพื่อให้ผู้สอนสามารถซื้อชุดใหม่พร้อมชุดโมเดลเมือง แผนที่เมือง ชุดอุปกรณ์เสริม และชุดสกรูเมื่อจำเป็น

สุดท้ายนี้ขอขอบคุณ SMARTHON ที่ส่ง Smart City IoT Starter Kit สำหรับ BBC Micro:bit พร้อมกับบอร์ด Micro:bit มาเพื่อทำการทดสอบ ชุดอุปกรณ์ครบชุดที่ทดสอบนี้ราคา $108.90(~3,700฿) คุณจะสามารถทำแบบฝึกหัดได้ 95% แต่ถ้าต้องการทำหลักสูตรให้ครบ คุณจะต้องสมัครสมาชิก IFTTT ด้วย $12.50(~400฿) (แต่บริษัทขณะนี้กำลังพัฒนาแอป IFTTT ดังนั้นจึงไม่จำเป็นต้องใช้ในอนาคต) และ IoT:bit expansion board เพิ่มราคา $30.70(~1,000฿) และบอร์ด BBC Micro:bit ราคา $18.49(~600฿) การพัฒนาแอปพลิเคชันมือถือผ่านโปรแกรม MIT App Inventor 2 ยังต้องใช้โทรศัพท์หรือแท็บเล็ต Android iOS รองรับผ่านแอปพลิเคชัน App Inventor iOS Companion แต่ขั้นตอนดูซับซ้อนมาก

แปลจากบทความภาษอังกฤษ : Review of SMARTHON Smart City IoT Starter Kit for BBC Micro:bit

Kuljira Kerdkaew

มีความสนใจด้านเทคโนโลยีคอทพิวเตอร์ เเละ กำลังศึกษาเกี่ยวกับเทคโนโลยีคอมพิวเตอร์ หุ่นยนต์ เเละ ปัญญาประดิษฐ์