Büyükler için · 16+ · mesleki
ESP32 ile Nesnelerin İnterneti
Bir ESP32'yi Wi-Fi'ye bağla, sensör verisini MQTT ile buluta gönder, uzaktan röle ve servo sür, canlı pano kur, pille aylarca çalıştır ve güvenli hâle getir. Broker, cihazlar ve bağlantı kaybı tarayıcıda benzetilir; aynı kod Wokwi'de ve gerçek kartta çalışır.
- Ünite
- 10
- Simülasyon
- 14
- Saat
- 40
- Hedef kitle
- 16 yaş ve üstü; meslek lisesi, ön lisans ve üniversite öğrencileri, elektronik ve yazılım alanında çalışanlar.
- Süre
- 10 hafta, haftada yaklaşık 4 saat (toplam 40 saat: 30 saat ünite + 10 saat bitirme projesi).
- Ön koşul
- Arduino ile temel deneyim (pinMode, digitalWrite, Serial) ya da temel Python. Devre laboratuvarındaki DHT22 ve BME280 kitleri yeterli; gerçek ESP32 isteğe bağlı.
Üniteleri ve bitirme projesini tamamlayanlar Macademia katılım belgesi alır.
Kazanımlar
- ESP32 ile Arduino Uno'yu karşılaştırmak, pin kısıtlarına uyan bir bağlantı planı çıkarmak
- Kopmalara dayanıklı, bloklamayan Wi-Fi bağlantısı ve üstel geri çekilme yazmak
- ESP32 üzerinde doğru durum kodları döndüren küçük bir REST API ve JSON gövdesi tasarlamak
- MQTT konu ağacı tasarlamak; joker, QoS, kalıcı mesaj ve son vasiyeti doğru yerde kullanmak
- Sensör verisini verimli bir yükle buluta göndermek, uzaktan eyleyiciyi idempotent komutlarla sürmek
- Derin uyku ile pil ömrünü hesaplamak, OTA güncellemesini geri dönüşlü kurgulamak
- TLS, cihaz başına kimlik bilgisi ve ACL ile bir IoT sistemini güvenli hâle getirmek; BLE temellerini açıklamak
- Kural motorlu bir akıllı sera sistemini gereksinim, mimari, test ve demo ile teslim etmek
Üniteler
| Ünite | Konu | Simülasyonlar |
|---|---|---|
| 1 | ESP32'ye giriş: Uno'dan bağlı karta Çift çekirdek, 3,3 V mantık, Wi-Fi ve BLE: ESP32'yi Uno ile karşılaştır, pinlerinin kurallarını öğren, ilk kodu Arduino ve MicroPython ile yaz. | ESP32 pin planlayıcı |
| 2 | Wi-Fi: bağlanmak, kopmak, yeniden bağlanmak İstemci (STA) ve erişim noktası (AP) kipleri, WiFi.status() durumları, olaylar, RSSI ve üstel geri çekilmeyle bloklamayan yeniden bağlanma. | Wi-Fi bağlantı durumları ve yeniden bağlanma |
| 3 | HTTP, REST ve JSON: ESP32 bir web sunucusu Yollar, yöntemler ve durum kodlarıyla ESP32 üzerinde küçük bir REST API: JSON gövde doğrulama, idempotentlik, belirteç ve istemci tarafı. | REST oyun alanı: ESP32 web sunucusu |
| 4 | MQTT temelleri: broker, konular ve jokerler Yayımla-abone ol modeli, broker, istemci kimliği, konu tasarımı, + ve # jokerleri, $SYS ve PubSubClient ile umqtt.simple. | Tarayıcıda MQTT broker'ı, 3B akıllı sera: cihazlar, broker ve MQTT paketleri |
| 5 | MQTT güvenilirliği: QoS, kalıcı mesaj, son vasiyet QoS 0/1/2 el sıkışmaları ve yinelenen teslim, kalıcı (retained) mesaj, son vasiyet ve doğum mesajı, keepalive ve kalıcı oturum. | QoS 0, 1, 2: kayıplı bağlantıda teslim, Tarayıcıda MQTT broker'ı |
| 6 | Sensörden buluta: okuma, yük biçimi ve trafik DHT11, DHT22 ve BME280'i doğru hızda oku; JSON, CSV ya da ikili yükle gönder, "değişince bildir" ile trafiği azalt. | Sensörden buluta: yük ve trafik hesabı |
| 7 | Uzaktan eyleyiciler ve canlı pano Röle, MOSFET ve servoyu MQTT ile güvenle sür: idempotent komut, komut kimliği, cihaz gölgesi; telemetriyi canlı panoda çiz. | Uzaktan eyleyici: idempotent komut ve cihaz gölgesi, Canlı pano: halka tampon, seyreltme, uyarı |
| 8 | Güç, derin uyku ve kablosuz güncelleme (OTA) Pil ömrünü ortalama akımla hesapla, derin uyku ve RTC belleğiyle aylarca çalış; A/B bölümlü OTA ile sahadaki cihazı güvenle güncelle. | Güç bütçesi: derin uyku ve pil ömrü, OTA güncelleme: A/B bölümleri ve geri dönüş |
| 9 | IoT güvenliği ve Bluetooth Low Energy TLS, cihaz başına kimlik, depoya girmeyen sırlar ve MQTT ACL ile cihazı koru; BLE'nin GATT modelini ve reklam aralığının pil ömrüne etkisini öğren. | IoT güvenlik denetimi ve MQTT ACL, BLE: GATT hizmetleri ve reklam aralığı |
| 10 | Akıllı ev ve akıllı sera: kural motoru ve sistem mimarisi EĞER … İSE … kurallarıyla seranın pencere, fan, ısıtıcı ve sulamasını yönet; histerezis, BEKLE ve çevrim dışı güvenli varsayılanlarla bitirme projesinin mimarisini kur. | Akıllı sera: kural motoru, 3B akıllı sera: cihazlar, broker ve MQTT paketleri |
Bitirme projesi
İki ESP32 düğümü, bir MQTT broker'ı, kural motoru ve canlı pano: sıcaklık, nem, ışık ve toprak nemine göre pencere, fan, ısıtıcı ve sulamayı yöneten, bağlantı koptuğunda güvenli kalan bir sistem.
Proje ve teslimler