物聯網入門所需物品

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物聯網（IoT）指的是所有可以透過網際網路通訊的裝置，並且可以被世界任何地方的任何人訪問或連線。物聯網已經在不同的形式中被使用或被看到實施，例如智慧汽車和手錶、智慧家居、智慧灌溉系統、智慧城市等。

要開始學習物聯網，首先，重要的是要了解制作電路所需的物品。有一些模擬器可供物聯網初學者學習這些概念，而無需使用現成的物聯網裝置。但是，為了獲得真實的結果，瞭解電路元件並製作實際電路非常重要。本文使用兩種不同的方法介紹了開始物聯網程式設計所需的物品。在方法 1 中，討論了線上模擬器作為虛擬電路製作的要求，而在方法 2 中，討論了製作實際電路所需的物品以及控制此實際電路所需的軟體。

多種方法

方法 1 - 使用虛擬電路開始物聯網的要求。

方法 2 - 開始物聯網和製作實際電路的要求。

方法 1：使用虛擬電路開始物聯網的要求。

有用於設計虛擬電路的軟體可用。例如，Cisco Packet Tracer、Tinkercad 和 Wokwi 等。

Cisco Packet Tracer

在這裡，可以透過將裝置連線到佈局物聯網概念圖來輕鬆學習不同物聯網元件和裝置的設定。

Tinkercad

Tincarcad 可用於瞭解物聯網元件的連線以及其他電路設計。

Wokwi

Wokwi 是一款非常有用的模擬軟體，可以在其中編寫程式碼、建立虛擬彩色圖並輕鬆檢視結果。甚至可以連結程式碼所需的庫或模組（如果可用），否則可以上傳這些庫或模組。可以輕鬆儲存、共享和傳輸程式碼檔案、電路圖以及整個專案。

這是一項易於使用且免費的服務，可以開始學習物聯網。此處提供了 Wokwi 連結。

使用模擬器進行電路設計步驟和編碼

步驟 1 - 選擇合適的物聯網模擬軟體，例如 Wokwi。

步驟 2 - 製作虛擬電路。選擇微控制器（如 ESP32）和元件。

步驟 3 - 連線導線，並使用正確的微控制器引腳和所用元件/感測器的引腳進行連線。

步驟 4 - 使用 C 等程式語言編寫程式。

步驟 5 - 連結庫和模組。

步驟 6 - 啟動模擬並編譯程式。

步驟 7 - 檢查結果。

探索 Wokwi 模擬器 - 方法 1

在登入 Wokwi 後，首先在右側區域建立電路，並使用 C 語言在左側程式碼區域編寫程式碼。可以選擇專案所需的微控制器。

圖 1：從列表中為 Wokwi 上的物聯網專案選擇微控制器

方法 2：開始物聯網和製作實際電路的要求

有很多選擇可以購買這些物聯網套件，但是我們更傾向於為初學者製作一個物聯網套件，其中僅包含本課程中描述的元件。其他元件的使用可以首先使用 Wokwi 等線上軟體虛擬理解，然後根據需要購買。

圖 2：物聯網電路設計的基本元件

詳細資訊如下。圖中所示的元件，尤其是電阻和導線僅供參考，可能與詳細資訊不符。

• 一塊連線物聯網元件、導線和感測器的麵包板：高質量的 MB102 830 點無焊原型 PCB

• 一個用於設計物聯網解決方案的微控制器：帶有 30 針布局的 ESP32Wroom32 套件。

• 感測器：BMP 感測器

• 感測器：DTH 感測器

• 電位器

• 1 x 3v 蜂鳴器 12mm

• 紐扣電池和電池盒

• 電阻：10 個電阻（1K）

• 電阻：2 個電阻（330 歐姆）

• 電阻：2 個電阻（10K）

• 用作輸出裝置的 LED：5 到 10 個不同顏色的 LED（5mm）

• 按鈕：5 個按鈕

• 20 x 公對公跳線 20cm

• 5 x 公對母跳線 20cm

• 5 x 母對母跳線 20cm

• RGB LED：1 個 RGB LED 共陽極 4 針（5mm）

• 用於將微控制器連線到計算機的線：USB 資料線

• Arduino 軟體來執行程式碼。

實際電路設計步驟和編碼

步驟 1 - 將 ESP32 微控制器連線到麵包板上。

步驟 2 - 從物聯網套件中選擇元件並將它們連線到麵包板上。

步驟 3 - 進行線纜連線。

步驟 4 - 啟動 Arduino IDE。編寫 C 程式並使用勾號進行編譯。

步驟 5 - 透過按下勾號旁邊的右箭頭將程式上傳到 ESP32。檢查電路上的結果。

檢視結果

一旦收集了物品，就會製作以下型別的電路。

圖 3：使用物聯網學習套件中的物品製作的示例電路。

圖 3：使用 C 語言編寫程式以控制物聯網電路所需的軟體。

要啟動物聯網並開始學習這些型別的自動化，可以使用一些線上模擬軟體或購買基本的物聯網套件。這裡，使用兩種不同的方法介紹了開始物聯網課程所需的物品。在方法 1 中，介紹了使用物聯網模擬軟體製作虛擬電路，而在方法 2 中，討論並介紹了製作實際電路所需的物品。