Tingenes internett er gøyalt og åpner opp for nye muligheter

Som gjesteskribent kan jeg skrive om hva jeg vil, så jeg benytter denne muligheten til å nerde over fagfelt og utdanning. Det er få andre ting i livet som gir meg like stor glede som elektronikk og tingenes internett AKA Internett of Things AKA IoT.

Fakta

Adrian Heyerdahl

Adrian Heyerdahl er en av UAs seks gjesteskribenter.

Utdanning: Studerer

Nåværende jobb: Studerer Fysikk og matematikk.

Tidligere roller i UH-sektoren (som student): Vararepresentant - Universitetsstyret NTNU. Representant – Studenttinget ved NTNU. Representant – Velferdstinget i Gjøvik, Ålesund og Trondheim. Medlem av studieprogramrådet for elektroingeniører. Medlem av SFU-komité ved IES.

Vitenskapelig assistent ved IES, NTNU.

Faglige interesser: Elektronikk og IoT

Utdanning og undervisning. Politikk

Mye annet rart.

Er opptatt av: NTNU, utdanning, teknologi, å skrive kommentarer i UA.

For dem som ikke er så godt kjent med hva IoT er, så er det enkelt fortalt det å koble forskjellige elektroniske enheter på internettet så de kan kommunisere med hverandre. Teknologien muliggjør alt fra store industrielle framskritt som Industri 4.0, også kalt den 4. industrielle revolusjon, hvor alle prosesser i fabrikker kan kontrolleres og overvåkes i detalj 24/7, til hobbyprosjekter som å lage et overvåkbart vanningssystem for urtene dine, eller en privat dronearme hvor alle dronene kan kontrolleres med ett og samme tastetrykk fra hvor som helst i verden. Det er uendelige muligheter for hva en kan skape og veldig ofte kan en lage relativt komplekse systemer for en billig penge. Det er dette som gjør IoT så gøy! Tar du ikke mitt ord for det? Ta Thomas sitt:

Min egen motivasjon rundt IoT er hva det kan bidra med i utdanningssammenheng. Opp gjennom årene har jeg hatt mange egne hobbyprosjekter med IoT, slik som å koble sammen nettsider til smartklokker, smarttelefoner og etter hvert programmerbare mikrokontrollere (en mini-datamaskin, f.eks. en Arduino eller ESP32) og annen elektronikk. Jeg har personlig sett hvor mye rart en kan skape med teknologiene i fagfeltet og har opplevd mestringsfølelsen som kommer fra å bruke egne teknologikunnskaper til å skape noe. Vel, ikke bare «noe», men faktisk relativt komplekse systemer, som ved hjelp av nyutviklede teknologier ikke er så vanskelig å programmere/lage. Det var dette som motiverte meg til å ta en utdanning ved NTNU før jeg begynte her. Det å skape noe har også vært med å holde motivasjonen min gående mens jeg nå fortsatt studerer her.

Så, hva er det IoT egentlig bidrar med som tidligere var vanskelig/umulig å få til? Før i tiden når en programmerte mikrokontrollere, eksempelvis som en del av emner/kurs ved NTNU, så skrev en kode, lastet den opp og mikrokontrolleren med tilhørende elektronikk gjorde det den skulle. Det i seg selv er ikke kjedelig, gitt at en for noen tiår tilbake måtte ha dyrt og spesialisert utstyr for å oppnå samme resultat. Likevel, uten muligheten for å koble mikrokontrolleren på internettet var det ikke noe «input» eller «output» som kunne gis på en god måte. En kunne med andre ord ikke fortelle mikrokontrolleren hva den skulle gjøre eller lese av data fra mikrokontrolleren. Selvfølgelig var det mulig å koble til en fysisk kabel eller å ha en enkel LCD-skjerm montert på selve mikrokontrollerenheten, men hvem vil ha kabler og fysisk avlesning nå til dags?

I bildene over kan en faktisk se forskjellen mellom «eldre» og «nyere» teknologi med og uten IoT-muligheter. Arduino-mikrokontrolleren (den blå) har ingen antenne, i motsetning til ESP32-mikrokontrolleren. En tror det kanskje ikke, fordi en ser ingen tradisjonell antenne i bildet, men den lille svarte «firkanten» som stikker ut øverst til venstre i bildet er det som er kalt en «PCB-antenne» (PCB står for Printed Circuit Board, kretskort på norsk). Antennen er med andre ord integrert i brettet/kretskortet og er dermed «usynlig» om en ikke vet hva en ser på. Denne lille antennen (mikrokontrolleren er mindre enn hånden din, se bilde under) gjør at ESP32-en kan koble seg på både internett og Bluetooth.

Den lille datamaskinen (ESP32-mikrokontrolleren) koster rundt 100-lappen, kan programmeres med relativ liten opplæring, kan kobles på utallige elektroniske komponenter og sensorer OG kan sende dataen over internettet. Den har til og med teknologien til å operere som en selvstendig server, så en kan laste over kode/filer på den også kan en koble til den via nettleseren sin som en nettside. Av disse grunner har studiet elektroingeniør trappet opp bruket av denne mikrokontrollertypen betydelig over de siste årene og de er nå i bruk i flere emner på tvers av studiet. Her er en liste av kule studentprosjekter med ESP32 allerede utført i 1. og 2. klasse ved elektroingeniør:

· Et system for å overvåke Antibac-dispensere så en vet når de må fylles på

· Et øl-overvåkningssystem for å passe på at ølen din holder perfekt temperatur

· En helseklokke som sender helsedata til et sentralt overvåkningssystem og varsler deg om du skulle være så uheldig å ha dødd ;)

· En Solcelleovervåkningsplattform

· En hjemmeovervåkningsplattform med kamerafeedback

· Et Hangman-spill på en nettside som fysisk henger en figur om man taper ;)

· Samtlige smarthus-konsepter

og enda mer! Det er også noen engasjerte studenter som liker å vise frem det de har laget på en morsom måte (videolenke).

Uten IoT hadde større, kommuniserende og datadrevet systemer som dette være veldig vanskelige å konstruere, i hvert fall uten dyrt industrielt utstyr. Det er uheldigvis noe NTNU ikke kunne tilbudt 150 studenter for læringsformål hvert eneste år. Heller ikke hadde det vært mulig for 1.- og 2.-klassinger å skulle lage så kompliserte systemer. IoT er et gyllent eksempel på teori om systemtenkning i praksis, og det kan tas i bruk allerede i første semester med økonomisk trygghet! Tilnærmet all teori undervist på elektrostudiet, enten det er kretsteori, bølgeteori eller signalteori, kan finnes innbakt i en ESP32-mikrokontroller. Åpenbart kreves det mye matematikk i alle disse fagfeltene også. Slik engasjerer en studenter og holder deres motivasjon oppe gjennom den tunge teorien i studieløpet. Det gir også studentene skaperglede, mestringsfølelse, eierskapsfølelse til produktet de skaper. Mange blir motivert til å bruke det de lærer på ekstra fritidsprosjekter også.

Foto: Adrian Heyerdahl

Til tross for IoT sin nåværende muliggjøring av større, kulere og mer motiverende studentprosjekter finnes det fortsatt mange forbedringsmuligheter. I dag er det tjenester som muliggjør kommunikasjon mellom smarttelefon/nettside og mikrokontrollere tilhørende enkeltstudenter, men det å skulle etablere en kommunikasjon mellom flere forskjellige studentprosjekter samtidig kan være vanskelig. Ofte er det også slikt at nåværende løsninger ikke lar deg lagre data. Om en vil utføre dataanalyse f.eks. i programmeringsspråket Python i etterkant, kan det fortsatt ta en del tid. Drømmen er å kunne ha en IoT-plattform som muliggjør alt dette i tillegg til at en i sanntid kan vise frem data fra alle studentprosjektene samtidig (på en og samme PC som vises på lerretet i auditoriet f.eks.). Om dette realiseres kan en ha prosjekter hvor studentene først må skape noe IoT relatert også kan en avholde forskjellige konkurranser med poenggiving osv. i sanntid. Alt med teknologi studentene selv har vært med på å lage. Tenk på en slik plattform litt som Kahoot for elektroingeniører, det skal rett og slett gjøre utdanning mer engasjerende!

Derfor, når jeg nå endelig tar fatt på bacheloroppgaven fra mitt tidligere studium bestemte jeg meg for å lage nettopp en slik plattform og bruker skamløst denne anledningen til å reklamere for det. Prosjektet er allerede godt på vei og nedenfor kan det ses noen bilder for de som er interessert (og dette er en lenke til nettsiden i bildene). Det er ikke noe «offisielt» samarbeid med NTNU om konseptet, men det jobbes tett med veilederen min, universitetslektor/nestleder Arne Midjo om tilpassing av produktet til undervisning ved Institutt for elektroniske systemer. Slikt håper vi på å skape enda mer engasjement og motivasjon blant studentene. Jeg sier det derfor igjen, IoT er gøy!