4 qatlamli model, apparat ta'minoti fizikasi, sensorlar va ijrochi mexanizmlar
9-sinfIoT1-hafta · 2-darsQurilmalardan to bulut va ilovalargacha bo'lgan arxitektura
Sensorlar, mikrokontrollerlar va aktuatorlar joylashgan apparat qismi.
Fizik olam bilan to'g'ridan-to'g'ri muloqot qiluvchi birlamchi poydevor.
Wi-Fi, Bluetooth, LoRaWAN, GSM shlyuzlari (Gateway).
Qurilmalar to'plagan ma'lumotlarni bulutga xavfsiz yetkazish ko'prigi.
Bulutli serverlar, ma'lumotlar bazasi, filtrlash va tahlil algoritmlari.
Milliardlab o'lchovlarni saqlaydi va sun'iy intellekt bilan tahlil qiladi.
Foydalanuvchi ko'radigan mobil ilova, veb-dashboard va avtomatik boshqaruv.
Inson tizimni kuzatishi va kerak bo'lsa masofadan buyruq berishi mumkin.
Atrof-muhitni sezish va elektr signallariga aylantirish fizikasi
Harorat, bosim, yorug'lik yoki harakat kabi fizik kattaliklarni elektr signaliga aylantiradi.
IoT qurilmasining "ko'zi va qulog'i" vazifasini o'taydi.
Zamonaviy sensorlar mikroamper darajasida kam energiya sarflaydi.
Kichik batareya bilan yillab uzluksiz ishlash imkonini beradi.
Kuchlanish 0V dan 5V gacha uzluksiz oqimda o'zgarib turadi.
TMP36 (harorat), LDR (yorug'lik), MQ-2 (gaz konsentratsiyasi).
Mikrokontroller analog kuchlanishni 0 dan 1023 gacha bo'lgan raqamga aylantiradi.
Masalan: 2.5V kuchlanish = 512 raqamli qiymat.
Kuchlanish yoki 0V (LOW), yoki 5V (HIGH) bo'ladi.
PIR harakat datchigi: "Harakat bor" (1) yoki "Harakat yo'q" (0).
Raqamli signallarga tashqi elektromagnit shovqinlar deyarli ta'sir qilmaydi.
DHT11/DHT22 raqamli protokoli orqali harorat va namlik paketlari uzatiladi.
Yorug'likka qarab qarshiligi o'zgaradi. Tong va tunni aniqlash.
Haroratni o'lchovchi datchiklar. Issiqxona va sovitkichlar uchun.
Ultratovush orqali to'siqqacha bo'lgan masofani santimetrlarda hisoblaydi.
Elektr quvvatini jismoniy harakat va himoyaga aylantirish
Mikrokontroller buyrug'i asosida jismoniy harakat yoki signal hosil qiladi.
Sensor his qiladi, mikrokontroller o'ylaydi, aktuator bajaradi.
Elektromagnit relelar, servomotorlar, klapanlar, nasoslar va chiroqlar.
Kichik o'yinchoqdan to ulkan zavod kranlarigacha aktuator bilan boshqariladi.
Past kuchlanishli (5V) Arduinoni yuqori kuchlanishli (220V) zanjirdan ajratadi.
Mikrokontrollerga yuqori tok urishining oldini oladi.
5V signal kelganda magnit tortilib, 220V kontaktlarni jismonan ulaydi.
Xona qandili, isitgich yoki suv nasosini masofadan yoqish/o'chirish kaliti.
O'z o'qini berilgan aniq burchakka (0° dan 180° gacha) buradi va ushlab turadi.
Oddiy motor kabi tinimsiz aylanmaydi, balki aniq pozitsiyada to'xtaydi.
Aqlli eshik qulfini burash, robot qo'lini harakatlantirish, darchani ochish.
PWM signallari yordamida burchak aniq boshqariladi.
Holatni vizual ko'rsatish: Yashil — xavfsiz, Sariq — ogohlantirish, Qizil — xavf.
RGB LED bitta korpusda millionlab ranglarni namoyish eta oladi.
Turli chastotadagi tovush va ohanglarni chiqarish.
Gaz qochishi, harakat sezilishi yoki budilnikda baland signal beradi.
Tizim miyasi: Arduino Uno, ESP32 va Raspberry Pi taqqosi
Protsessor (CPU), RAM, Flash xotira va kirish-chiqish (I/O) portlari bitta mikrosxemada.
Belgilangan dastur kodini cheksiz siklda (Loop) uzluksiz bajaradi.
Operatsion tizim kutishlarisiz, mikrosekundlarda signallarga javob qaytaradi.
Kam quvvat sarflaydi va qotib qolmasdan ishonchli ishlaydi.
16 MHz, 32 KB xotira, 5V. Tarmoq yo'q.
Elektronika o'rganish va boshlang'ich sxemalar uchun a'lo.
240 MHz, 4 MB xotira, 3.3V.
O'rnatilgan Wi-Fi va Bluetooth. Haqiqiy IoT uchun eng yaxshi tanlov.
To'liq mini-kompyuter (Linux).
Kameralar, videoni sun'iy intellekt bilan tahlil qilish va katta serverlar.
Kartanikiga bosing yoki aylantiring
Arduino pini maksimal 20–40 mA tok bera oladi. Motorlar esa 500–1000 mA talab qiladi. To'g'ridan-to'g'ri ulasangiz Arduino yonib ketadi. Motorlar har doim drayver (L298N) va tashqi quvvat manbaiga ulanadi!
HC-SR04 ultratovush sensori avtomobil yaqinlashganini sezadi (Masofa <= 100 sm).
Arduino yashil LED ni yoqadi va servomotorni 90 gradusga buradi.
Avtomobil o'tib ketgach, 5 soniyadan so'ng servo 0 gradusga qaytadi va qizil LED yonadi.
4 qatlamli IoT modeli va apparat qatlami.
Analog va raqamli sensorlar farqi.
Rele, servomotorlar va mikrokontrollerlar (Arduino vs ESP32).
Avtoturargoh shlagbaumi yoki aqlli chiroq sxemasini chizish.
Sensor va aktuator pinlari ulanishini rejalashtirish.
Keyingi darsda tarmoq va bulut qatlamiga tayyorgarlik ko'rish.