Kurs IoT od podstaw z modułem Python - Zbuduj Swój Pierwszy Inteligentny System

Cel szkolenia:  
Szkolenie ma charakter praktyczny i składa się z dwóch spójnych części: 10-godzinnego modułu "Wprowadzenie do Pythona dla IoT" oraz 30-godzinnego modułu "IoT od podstaw - ESP32 z MicroPython". W pierwszej części uczestnicy bez doświadczenia programistycznego poznają składnię Pythona, zmienne, instrukcje sterujące, funkcje, listy, słowniki i moduły, aby płynnie przejść do pracy z kodem MicroPython. W drugiej części budują działające układy na ESP32, uczą się obsługi GPIO, czujników i elementów wykonawczych, komunikacji Wi-Fi i MQTT oraz przygotowują prostą aplikację webową. Szkolenie kończy się projektem zespołowym, w ramach którego uczestnicy realizują własny miniaturowy inteligentny system IoT.

Cele zajęć i zakładane efekty uczenia się :
Po ukończeniu szkolenia, uczestnik:
1. Rozumie podstawy programowania w Pythonie potrzebne do dalszej pracy z MicroPythonem w projektach IoT.
2. Potrafi konfigurować środowisko Python/Thonny i środowisko MicroPython dla ESP32.
3. Stosuje zmienne, typy danych, instrukcje warunkowe, pętle, funkcje, listy i słowniki do rozwiązywania prostych problemów programistycznych.
4. Programuje mikrokontroler ESP32 w MicroPython i obsługuje podstawowe wejścia/wyjścia GPIO.
5. Podłącza i odczytuje czujniki oraz steruje elementami wykonawczymi (LED, OLED, przekaźnik, PIR, czujnik temperatury/wilgotności).
6. Nawiązuje połączenie Wi-Fi i wykorzystuje protokół MQTT do przesyłania danych.
7. Tworzy prosty interfejs webowy na ESP32 do monitorowania i sterowania urządzeniem.
8. Projektuje i realizuje w zespole prosty inteligentny system IoT od pomysłu po demonstrację działania.

Forma nauczania (tradycyjna / zdalna):
Tradycyjna (stacjonarna) - zajęcia prowadzone w sali laboratoryjnej Politechniki Wrocławskiej. Uczestnicy pracują indywidualnie lub w parach na stanowiskach komputerowych oraz zestawach sprzętowych ESP32.

Imię/imiona, nazwisko i tytuł / stopień prowadzącego:
dr inż. Natalia Piórkowska

Wymagania wstępne:
Podstawowa umiejętność obsługi komputera (instalacja oprogramowania, obsługa portu USB, praca z plikami). Kurs nie wymaga wcześniejszego doświadczenia w programowaniu.

Zawartość tematyczna poszczególnych godzin wykładowych    
1. Wprowadzenie do Internetu Rzeczy (IoT) oraz architektury inteligentnych systemów.
2. Moduł Python dla IoT: składnia, zmienne, typy danych i operatory.
3. Instrukcje warunkowe, pętle i debugowanie prostych programów.
4. Funkcje, listy, słowniki i moduły jako przygotowanie do MicroPythona.
5. Platforma ESP32 i środowisko MicroPython - konfiguracja i biblioteki.
6. Obsługa GPIO, czujników i elementów wykonawczych.
7. Komunikacja sieciowa Wi-Fi, MQTT i podstawy webservera na ESP32.
8. Planowanie projektu końcowego i integracja komponentów systemu IoT.    

Ćwiczenia - zawartość tematyczna:
1. Ćwiczenia z podstaw Pythona: zmienne, typy danych, operatory, print(), input(), konwersje typów.
2. Instrukcje warunkowe i pętle w kontekście zadań inspirowanych IoT (progi temperatury, liczniki, odczyty cykliczne).
3. Funkcje, listy i słowniki: przygotowanie prostych skryptów symulujących pracę urządzeń IoT.
4. Czytanie i modyfikowanie krótkich fragmentów kodu MicroPython jako pomost między Pythonem a częścią sprzętową.

Seminarium - zawartość tematyczna:
Nie przewiduje się.

Laboratorium - zawartość tematyczna:
1. Konfiguracja środowiska Python i MicroPython, REPL, Thonny, pierwszy skrypt.
2. Programowanie GPIO: dioda LED, przycisk, proste logiki sterowania.
3. Odczyt danych z czujników środowiskowych (DHT11/DHT22 lub BME280) oraz prezentacja danych na OLED.
4. Czujnik ruchu PIR, buzzer i przekaźnik - budowa prostego lokalnego alarmu.
5. Połączenie ESP32 z siecią Wi-Fi, test połączenia i podstawy komunikacji HTTP.
6. Publikacja i subskrypcja komunikatów MQTT, przesyłanie telemetrii i odbieranie komend.
7. Prosty serwer WWW na ESP32 do prezentacji danych i zdalnego sterowania.
8. Integracja elementów w prototyp końcowy i testy funkcjonalne.

Projekt  - zawartość tematyczna:
Projekt zespołowy realizowany w małych grupach (2-3 osoby). Uczestnicy przygotowują, implementują i prezentują działający inteligentny system IoT wykorzystujący ESP32 oraz kod MicroPython. Przykładowe projekty: inteligentna stacja pogodowa, domowy alarm IoT, zdalne sterowanie urządzeniem z interfejsem web. Projekt obejmuje dobór komponentów, przygotowanie schematu połączeń, implementację logiki działania, komunikację sieciową oraz prezentację demonstratora.

Czas trwania szkolenia -40 godzin

Termin szkolenia:

01-22 września
od poniedziałku do piątku
17:00-20:00 (po 3 h)

Literatura podstawowa:
1. MicroPython - Official Documentation.
2. Random Nerd Tutorials - ESP32 MicroPython Tutorials.
3. Forbot.pl - poradniki praktyczne dotyczące ESP32, MicroPython i elektroniki.
4. Materiały dydaktyczne przygotowane przez prowadzącego.

Literatura uzupełniająca:
1. Dokumentacja Espressif dla ESP32.
2. Dokumentacja bibliotek MQTT i przykładów komunikacji Wi-Fi.
3. Wybrane materiały do nauki podstaw Python 3 dla początkujących.

Warunki zaliczenia:
1. Uczestnictwo w co najmniej 80% zajęć.
2. Aktywne wykonanie zadań praktycznych w części Python i IoT.
3. Wykonanie i prezentacja projektu końcowego.
4. Oddanie kodu źródłowego lub krótkiego opisu projektu zgodnie z wytycznymi prowadzącego.

Cena: 1790zł

Kontakt:
Anna Nowak
anna.e.nowak@pwr.edu.pl
tel. 71 340 75 17
pokój 120