IoT (අන්තර්ජාල සාර්ව ද්‍රව්‍ය)

අන්තර්ජාල සාර්ව ද්‍රව්‍ය  

(Internet of Things (IoT))

IoT කියන්නේ මොකක්ද ?

IoT කියන්නේ හරියටම මොකක්ද කියලා ගොඩක් අය නොදන්නවා වුනත් මේ වෙනකොට අහල ඇති කියලා මම විශ්වාස කරනවා. ඇත්තටම IoT එහෙමත් නැත්නම් Internet Of Things කියන්නේ මොකක්ද කියලා කියනවනම් IoT කියන්නෙ මෙහෙම දෙයක්,

ඒක සරලව කිව්වොත් Internet of Things  කියන්නෙ මොකක් හරි technology එකකින්  internet එක හරහා එකිනෙකට interconnect වෙලා තියන devices network එකකට. 

මේ devices මොනවාද කියලා කිව්වොත් එහෙම අපි භාවිතා කරන smart phone, Laptop, PC, Tv, Light, Vehicle, Security system  වගේම අපිට ගොඩක් සමීප Arduino, NodeMCU වලින් හදපු දෙයක් උනත් අපිට IoT device එකක් විදිහට හදුන්වන්න පුලුවන්.

උදාහරණයක විදිහට කිව්වොත් ඔයාට පුලුවන් internet හරහා ඔයා කොහේ හරි හයි කරලා තියෙන උපාංගයක් ඔයාගෙ phone එකෙන්, Laptop එකෙන් එහෙමත් නැත්නම් smart watch එකකින් control කරන්න.

මේ පහල තියෙන video එක බැලුවහම තවත් තේරෙයි.

NB-IoT කියන්නේ මොකක්ද ?

video එක බලුවනම් මේ IoT කියන්නේ මොකක්ද කියලා හොඳ  අවබෝධයක් ඇති කියලා හිතනවා. දැන් මම කියන්න යන්නේ NB-IoT (Narrow Band - IoT) කියන්නේ මොකක්ද කියන්නයි. NB-IoT  කියන්නේ IoT වලම තවත් ඉදිරි පියවරක් කියලා කියන්න පුලුවන්.

අපි  බොහොමයක් වෙලාවට භාවිතා කරන IoT උපාංග mobile device එහෙමත් නැත්නම් ජංගම උපාංග. ඒ කියන්නේ බොහොමයක් වෙලාවට මේ device වැඩකරන්නේ battery වලින්. මන් කලින් කිව්වා මේ උපාංග internet එක්කා connect වෙනවා කියලා, ඒකට සැලකිය යුතු තරම ධාරාවක් battery එකෙන් ලබා ගන්නවා. එතකොට ඉතින් ඉක්මනින් battery එක බහිනවා.

ඒවගේම මේ උපංග internet එක්ක connect කරලා යම්කිසි තරමක data ප්‍රමාණයක් වැයවෙනවා. පොඩි වැඩකට මේක එච්චර ගැටුලුවක් නොව්නත්. ලොකුවැඩකටන්ම් මේක බලපානවා.

ඒ වගේම් අපි අපේ device එකට internet connect කරන්න use කරන්නේ WiFi router එකක් වගේනම් router connect කරන්න පුලුවන් device ප්‍රමාණයක් තියෙනවා. සමහර වෙලාවට අපිට එකත් ප්‍රශ්නයක්.

ඉතින් මෙන්න මේ කියන ප්‍රායෝගික  ප්‍රශ්නවලට විසදුමක් තමයි NB-IoT කියලා කියන්නේ. 

මීට අමතරව තාක්ෂණික වෙනස් කම්කිහිපයකුත්  NB-IoT  වල තියෙනවා.

 දැනට මම NB-IoT ගැන කතා කරන එක නවත්තනවා. මොකද NB-IoT වලට කලින් IoT වල තව දැනගන්න දේවල් ගොඩක් තියෙනවා. ඒක නිසා අපි මුලින්ම ඒ ගැන කතා කරමු.

IoT ඉගෙන ගන්න මොනවද ඕනේ ?

මම මුලින්ම කිව්වා IoT device එකක් internet එක්ක connect කරන්න ඕනෙ කියල. ඉතින් මේ වැඩේ කරගන්න ක්‍රම කිහිපයක්ම තියෙනවා. Arduino + Ethernet shield, Arduino + GSM shield, NodeMCU, RaspberryPi කියනේ IoT development වලට ගැලපෙන් Development kit කිහිපයක්.

කොහොම උනත් මම මේ IoT පාඩම ඉස්සරහට කරගෙන යන්නේ NodeMCU board එකකින්. ඒ කට ප්‍රධානම හේතුව තමයි. මිල අඩුවීම සහ Internet එක්ක connect 

වෙන්න අමතර උපාංග ඕනෙ වෙන්නේ නැතිවීම්.

මිට අමතරව WiFi router එකක් හරි mobile hotspot දාන්න පුලුවන් device එකක් ඕනෙ වෙනවා. 

Buy NodeMCU !

Click here to buy NodeMCU දින දෙකක් ඇතුලත නිවසටම ගෙන්ව ගන්න පුලුවන්. 

IoT development board ගැන කතා කරහම ගොඩක් board අපිට වෙළෙඳපොළ තුල මිලදී ගන්න තියෙනවා. පහල තියෙන්නේ අපිට බහුලවම හමුවෙන development board කිහිපයක්.

1. Arduino
2. NodeMCU
3. Magicblocks
4. Raspberry Pi
5. Banana Pi
6. Intel Edison
7. Beagle Bone

මේවා තමයි අපිට නිතරම මුන ගැහෙන IoT development board. අපි දැන් මේ එක එක development boards ගැන වෙන වෙනම බලමු.

Arduino

Arduino ගැන කියපුවහම නොදන්න කෙනෙක් නැති තරම්. මේ වෙනකොට arduino දන්න හැමෝම arduino වලින් robotics, automation වගේ project කරලා ඇති ඒ වගේම Bluetooth වලින් light on off කරනවා වගේ වැඩ කරලත් ඇති. මේවගේ වැඩ වලට ඔයාලා හැමෝම වගේ use කරන්නේ Arduino UNO, Nano, ProMini, Mega එහෙමත් නැත්නම් Arduino DUE board එකක්. මම කලින් කිව්වා වගේම IoT කියන්නේ internet එක්ක සම්බන්ධ කරන technology එකක් කියලා, ඉතින් මම කලින් කියපු board වලින් මේ වැඩේ තනියෙම කරන්න බෑ.. ඒ කට අපි වෙනම උපාංග හයි කරගන්නා ඕනා.

• මොනවා මේ උපාංග.

මම මෙතැනදී උපාංග කියලා කිව්වේ Ethernet shield, GSM shiled වගේ arduino board එක ඉන්ටෙර්නෙට් හරහා සම්බන්ධ කරන්න පුලුවන් device එකකට.

Ethernet Shiled

Ethernet shield එක arduino එකත් එක්ක connect කරලා shiled එකේ තියෙන RJ45 port එකට internet line එක සම්බන්ධයෙන් කරහම අපිට අපේ project එක IoT project එකක් කරගන්න පුලුවන්.

GSM Shield

arduino එක internet එක්ක connect කරන්න තියෙන තවත් විදිහක් තමයි GSM shield එකක් use කරන එක. මෙතනදී මේ shield එකට SIM එකක් දාලා අපිට ඒ හරහා data send/receive කරගන්නත් පුලුවන්. ඒ වගේම ගොඩක් shield වලින් voice line එක use කරන්නත් පුලුවන්.


මේ ක්‍රම වලට අමතරව arduino සමාගම විසින්ම IoT වැඩවලටම හදපු boards වගයක් තියෙනවා මේ සූදානම ඒ ගැන දැනුවත් කරන්නයි.

1. Arduino YUN

 මේ board ATMega32U2 micro controller එකක් සහ Atheros AR9331 micro processor එකක් තියෙනව. ඒ වගේම මේ board එකේ Ethernet සහ WiFi සම්බන්ධතාව තියෙනව.

Learn more : https://store.arduino.cc/usa/arduino-yun 

1. Arduino Ethernet

 මේ board ATMega328P micro controller එකක් තියෙනව. ඒ වගේම මේ board එකේ Ethernet සම්බන්ධතාව තියෙනව.

Learn more : https://store.arduino.cc/usa/arduino-ethernet-rev3-without-poe

මීට අමතරාව තව ගොඩක් arduino boards තියෙනව.

NodeMCU

NodeMCU කියන්නේත් ඇත්තටම ගොඩක් හොද ඒවගේම ලාබදායි IoT platform එකක්. ඇත්තටම මේ platform එක NodeMCU කියලා ලඝු කරන්නේ නැතුව මම කැමතියි මේ කට ESP12 එහෙමත් නැත්නම් esp8266 development board එකක් කියනවන්ම්. මොකද මේ esp8266 කියන chip එක මූලික කරගත්ත development board ගොඩක් තියෙනවා. NodeMCU කියන්නේ මෙයින් එකක් විතරයි. ඒ කියන්නේ ESP 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12, 12E,12F සහ ESP32 වශයෙන් ESP modules තියෙනවා. 

මේ esp chip එක තමයි NodeMCU  වල තියෙන micro controller එක. ඒ කියන්නෙ අපි arduino එක program කරනකොට Atmega328 එක program වෙනවා වගේ මෙතනදී program වෙන්නේ මේ esp module එක. මෙතන esp එක ඇතුලේ සාමාන්‍ය micro controller එකට අමතරව WiFi වලට අදාල modem එකත් මේ esp chip එක ඇතුලෙම තියෙනවා. NodeMCU එකේ තියෙන්නෙත් ESP 12E කියන  chip එක. ඒ වගේම මේ හැම esp module එකකම WiFi තියෙනවා. ඒ කියන්නේ මේ chip එකට වෙනත් කිසිම component එකක් භාවිතා නොකර WiFi network එකක් එක්ක connect වෙන්න පුලුවන්. මීට අමතරව ESP32 කියන module එකේ අනෙක් module වලට සාපේක්ෂව GPIOs ප්‍රමාණය වැඩියි වගේම WiFi වලට අමතරව Built-in Bluetooth technology එකත් තියෙනවා.

කොහොම උනත් මේ modules වලින් අපිට වැඩි පුරම භාවිත වෙන්නේ ESP-01, ESP-12 හා ESP-32 කියන modules තමයි. ඒ වගේම තමයි මම මේ IoT පාඩම ඉදිරියට කරන් යන්න භාවිතා කරන්නෙත් ESP-12 භාවිත වෙන NodeMCU board එකක් තමයි.

ESP 32

දැන් අපි බලමු NodeMCU එකේ තාක්ෂණික විස්තරම මොනවාද කියලා !

Operating Voltage :2.5V ~ 3.6V

Operating Current Average value: 80 mA 

Operating Temperature Range : –40°C ~ 125°C

CPU : Tensilica L106 32-bit processor

CPU clock speed : 80MHz

GPIOs : 17 (PWM 4)

Analog input pin : 1

EEPROM : 4Kb

WiFi Protocols : 802.11 b/g/n

ඇයි අපි NodeMCU භාවිතා කරන්නේ ?

මේ esp modules අතරින් අපි මේ NodeMCU කියන board එක භාවිතා කරන්න හේතුව තමයි මිල අඩුවීම, සාපේක්ෂව වැඩි GPIOs ප්‍රමාණයක් තිබීම, කෙලින්ම USB plug කරන්න පුලුවන් වීම, ඒ වගේම අනිත් සමහර esp module වලට වඩා කාර්යක්ෂම වීම වගේ කරුනු.

NodeMCU program කරන්නේ කොහොමද ?

NodeMCU එහෙමත්නැත්නම් මේ esp modules program කරන්න Java, C, Phython, Lua programming languages ගොඩක් භාවිතා කරන්න පුලුවන්. ඒක නිසා අපි මේක කරන්නත් භාවිතා කරන්නේ C++ වලින් program කරන්න පුලුවන්, arduino program කරන්නත් භාවිතා කරන Arduino IDE එකම තමයි.

අපි ඊළග පාඩමෙන් බලමු  කොහොමද Arduino IDE යොදාගෙන NodeMCU වලට program එකක් ලියන්නෙ කොහොමද කියලා...

MagicBlocks

magicblocks කියන්නේ අපේ රටට ටිකක් වැදගත් platform එකක්. මොකද මම එහෙම කිව්වේ මේ magicblocks platform එක හදලා තියෙන්නෙ ශ්‍රීලංකාවේ අයියලා කට්ටියක්. මේ platform එකේ තියෙන විශේෂතවය තමයි code ලියන්න ඕනේ නැති වීම. ඒ කියන්නෙ මේකෙ අපේ program එක ලියන්න තියෙන්නෙ blocks වලින්. හරියට photoshop වලදීවගේ, මෙතනදී කරන්න තියෙන්නෙ කරන්න ඕනේ vවැඩේට අදාල block එක flow එකට drag & drop කරන්න විතරයි තියෙන්නේ. ඒ කියන්නෙ coding ගැන කිසිම දැනුමක් නැති කෙනෙකුට උනත් ඉතාම පහසුවෙන් තමන් කැමති IoT projects කරන්න මේ platform එක භාවිතා කරන්න පුලුවන්.
learn more : http://magicblocks.io/

magicblocks Flow

ඒ වගේම අපිට මේ IoT platform එකෙන් IoT development boards වර්ග 2 කුත් හදුන්වලා දීලා තියෙනවා. MagicWiFi සහ MagicShiled කියන්නේ මේ board තමයි. ඒ වගේම තමයි මේ boards 2ත් පාදක වෙලා තියෙන්නෙ esp12 කියන module එක මතයි.

MagicWiFi

මේකෙන් ඔයාලට කෙලින්ම IoT projects කරන්න පුලුවන්.

MagicShiled

මෙකෙන්ඔයලට ඔයාගෙ Arduino UNO, Mega එක internet එකෙන් control වෙන්න හදාගන්න පුලුවන්.

මේවා තමයි අපිට අඩු මුදලට ගන්න තියෙන IoT development boards. අනිත් boards තරමක් මිලෙන් වැඩ්යි.
ඒ ක නිaසා අපි මිලඅඩු එකකින් වැඩේ පටන් ගමු.

NodeMCU board එකේ තියෙන esp 8266 කියන්න WiFi chip එක Java, C/C++, Phython, Lua script වගේ languages ගොඩකින් program කරන්න පුලුවන්. ඉතින් ඒ නිසා අපි කාටත් ලේසි වෙන්න මම තොරගන්නේ C/C++ language එක, එතකොට අපිට Arduino IDE එක යොදාගෙන ඉතාම පහසුවෙන් program කරන්න පුලුවන්.ඉතින් ඔයා මේ වෙනකොට Arduino වැඩ කරන කෙනෙක් නම් NodeMCU program කියන එක ලොකු දෙයක් නෙමෙයි.

නමුත් මම IoT පඩම තුලදී නම් මම coding වල basic වල ඉදන් කරන්න බලාපොරොත්තු වෙන්නේ නෑ. මොකද Softwarelanthaya අපි මේ වෙන කොටත් Arduino Programming පාඩමක් කරන් යන නිසා. ඒක නිසා ඔයාට ලොකු programming දැනුමක් නැත්නම් මෙතැනින් ගිහින් ඒ පාඩම් ටිකත් බලල එන්න, මොකද Arduino වල ඉගෙන ගන්න ඒවා කිසි වෙනසක් නැතුව NodeMCU වලදීත් භාවිතා කරන්න පුලුවන්.

දැන් අපි පියවරෙන් පියවර බලමු කොහොමද පළමු NodeMCU වැඩසටහන ලියන්නෙ කියලා ..

1st Step

NodeMCU එක program කරන්න අපිට programming IDE එකක් ඕනෙ වෙනවා. අපි මෙතැනදී programming IDE එක විදිහට භාවිත කරන්නේ Arduino IDE එක. 

2nd Step

Arduino IDE එක install කරගත්තට පස්සේ අපි NodeMCU වලින් වැඩ කරන්න කලින් අපි මුලින්ම ArduinoIDE එකට NodeMCU board එක install කරගන්න ඕනේ. ඒ කට මුලින්ම arduinoIDE එක open කරගෙන File > Preference වලට යන්න ඕනේ..

ඊට පස්සේ පහල තියෙන විදිහෙ window එකක් එනවා. එතන Additional boards manager URL කියන තැන ඉස්සහින් 

මෙතන ඉදලා කරන්න ඕනෙ වැඩ ටිකට internet ඕනේ, දැන් එහෙන්ම් internet connect කරාට පස්සේ Tools > Boards > Boards manager යන්න.

ඊට පස්සේ open වෙන Boards Manager window එකෙන්  esp8266 කියන එක තෝරලා install කියන button එක ඔබන්න.

මේ විදිහට board එක install උනාට පස්සේ Tools > Boards වලදී NodeMCU board එක install වෙලා තියෙනවා බලාගන්න පුලුවන්.

Hello World !

අපි දැන් හදන්නේ NodeMCU වල අපේ මුල්ම program එක ලියන්නයි. මුලින්ම NodeMCU board එක USB cable එකකින් computer එකට සම්බන්ධ කරගෙන Tools>boards > NodeMCU 1.0 select කරන්න ඕනෙ.

ඊට පස්සේ Tools > Port වලට ගිහින NodeMCU board එක හයි කරලා තියෙන port එක තෝරන්න ඕන්නේ. Port කිහිපයක් තියෙනවානම් හරි එක තෝරගන්න My Computer icon උඩ Right click කරල එන menu එකෙන් manage තෝරන්න. ඊළගට open වෙන්නේ Computer management window එක. 

ඒ Window එකේ වම් තීරුවෙ තියෙන System Tool කියන group එක expand කරාට පස්සේ Device manager තෝරන්න. ඊළගට මැද තීරුවේ Port යටතේ ඔයාගෙ com ports ඔක්කොම පෙන්නනවා. එතන USB-Serial කියන නමට ඉස්සරහින් තියෙන්නෙ NodeMCU එක connect කරලා තියෙන COM port එකයි.

ඊට පස්සේ File > New ගිහින් අලුත් code window එකක් අරගෙන පහල තියෙන code එක type කරන්න.

code එක type කරලා ඊලඟට Sketch > Upload වලට ගිහින් program එක upload කරන්න ඕනෙ.

මම මෙත 2 කියන පින් එක use කරන්නෙ NodeMCU board එකේ pin 2 වලට හයි කරපු LED(inverse) එකක් තියෙනවා. මේ code එක upload කලහම LED එක blink වෙනවා බලගන්න පුලුවන්.

මේ code එක ගැන explain එකක් මෙතැනින් බලගන්න පුලුවන්.

Author : Yashodha Lakshana