20 sep. 2016
8 minuten
Op de WoTS vindt tijdens de hele beursperiode in hal 9 een hackathon plaats: een mooie kans voor vier studententeams om zich aan de hele technische industrie te laten zien. Bij deze hackathon draait het om het Smart Home. Alles in huis kan aan elkaar gekoppeld en relatief eenvoudig bestuurd en bediend worden. Lampen, stopcontacten, sensoren, thermostaat, lora- en een lokalisatie netwerk zijn in de woonkamer aanwezig.
Vier teams strijden gedurende de vier beursdagen al hackend tegen elkaar. Hun opdracht is om met behulp van de hen beschikbaar gestelde componenten en tools een zo smart mogelijk home in te richten. Daarbij worden ze gesteund en geadviseerd door vier mentoren, die – dat is het addertje onder het gras – uiteindelijk hun resultaten zullen jureren.
De teams krijgen een embedded development board, een sensor kit, lokalisatietools en gadgets om het huis te hacken en slim te maken. Welk team toont zich het meest innovatief en laat de gehele Nederlandse industrie Internet of Things van dichtbij ervaren.
Elk team geeft twee keer per dag een korte update en houdt de ontwikkelingen bij zodat de bezoekers zien waar de teams mee bezig zijn. Bij afloop van de beurs geldt: The winner takes it all. Het winnende team krijgt alle tools van de overige teams en de technologie uit de woonkamer.
Ingrediënten voor een Smart Home
Wat staat er opgesteld in de huiskamer:
De kit kan worden gebruikt om een huis draadloos te beveiligen met sensoren – zoals een rooksensor en een bewegingssensor – of om een apparaat slim te maken met de Wall Plug. Alle aangesloten modules zijn eenvoudig te bedienen met een app op smartphone of tablet, of via software op een laptop. De kit bevat een controller en vijf sensoren, naar wens uitbreidbaar met maximaal 230 extra sensoren. De kit wordt gesponsord door TMC.
De Lorank 8 is een betaalbare LoRa gateway met professionele specificaties. Met bijna 50 DSP-pipes aan boord kan hij 8 LoRa-berichten tegelijk verwerken. Dit maakt het mogelijk om verbining te maken met enkele tienduizenden eindnodes rondom de gateway. En met een gevoeligheid van -138 dBm en een maximum zendervermogen van 500 mW is eenvoudig elke node op grote afstand te bereiken. Hoewel de maximale verbindingsafstand ongeveer 25 km in open veld is, zullen objecten zoals gebouwen en metalen structuren de verbinding beperken. Ervaring leert dat een afstand van 5 km een realistische waarde is voor de afstand, als de gateway gemonteerd is op een hoog punt en er geen obstructies zijn.
De hardware is gebaseerd op het tradioboard van IMST en het open source Beagle Board. Ook de software is volledig open source en kan naar wens worden aangepast. De unit wordt afgeleverd met geïnstalleerde software voor The Things Network, dus er is geen technische kennis nodig om de unit te bedienen.
Frequentieband: 868 MHz
Gevoeligheid: -138 dBm
Maximum vermogen: +27 dBm (500 mW)
LoRa demodulators: 49
Parallelle kanalen: 8
Max aangesloten nodes: ~60 000. Dit is een theoretisch maximum met de aanname dat de eind node elk uur een bericht geeft. Door storingen, botsingen, herhaalde berichten of verloren berichten zal het aantal nodes in de praktijk minder zijn; tussen 10 000 en 20 000 nodes.
Processor: 1 GHz, ARM Cortex A8
OS: Linux
Software: Open Source, The Things Network, Loriot.io
WiFi: Optie (via USB)
Jose is een innovatieve sensor die tot 63 omgevingsvariabelen kan meten. Bij de ontwikkeling van deze sensor was het de bedoeling om een veelzijdige sensor te maken voor het verzamelen van data op een relatief goedkope manier, met gebruik van makkelijk verkrijgbare onderdelen. Met de grote hoeveelheid data die met de sensor wordt verkregen, zijn relaties te identificeren tussen grote aantallen variabelen, op een schaal die tot nu toe onmogelijk werd geacht.
Om de data op een toegankelijke manier te presenteren, voldoet de meting aan de open standaarden van het Open Geospatial Consortium, een non-profit organisatie die het gebruik van open standaarden in de georuimtelijke gemeenschap propageert.
Elke vijf seconden verstuurt Jose 63 variabelen van verschillende metingen, waaronder GPS, diverse gassen, geluidsintensiteit over 31 audiobanden, vochtigheid en temperatuur. Jose is geschikt voor buitengebruik en is zelfs uitgerust met verwarmingselementen om te zorgen dat de sensoren niet bevriezen.
Na uitgebreide beproevingen zijn in Nijmegen 25 van deze sensoren geplaatst, in samenwerking met de stad Nijmegen, Geonovum en de Radboud Universiteit, voor het Smart Emission Project. In dit project wordt onderzocht hoe met de open sensordata variaties in luchtkwaliteit kunnen worden gemeten en hoe deze data het best kunnen worden verwerkt en gevisualiseerd.
Tools per team
Elk team kan gebruik maken van de volgende tools:
De teams krijgen beschikking over een uitgebreide sensorkit die is ontwikkeld voor gebruik met Arduino-boards. Daarmee zijn allerlei soorten metingen uit te voeren. De kit bevat 35 sensoren.
National Instruments sponsort de Hackathon door elk team te voorzien van een NI myRIO. Dit is een robuust embedded hardwareplatform waarmee de studententeams snel aan de slag kunnen en dat kan worden gekoppeld aan diverse sensoren, actuatoren gateways en overige systemen.
De myRIO wordt wereldwijd op diverse hogescholen en universiteiten al toegepast en er is hierdoor een hoop informatie beschikbaar, ook als online tutorials en projectvoorbeelden. Doordat de myRIO een embedded processor heeft die gebruik maakt van NI Linux Real-Time kan hij via Labview of via C worden geprogrammeerd en kunnen de teams ook Linux packages installeren. Verder heeft het systeem een FPGA waarmee snelle logica kan worden afgehandeld, bijvoorbeeld voor de I/O die op de myRIO aanwezig is.
Wat zijn de mogelijkheden van de myRIO? Het systeem bevat een Xilinx-chip onder de motorkap met een FPGA en dual-core ARM Cortex A9. Qua I/O is er WiFi, USB, SPI, I2C, UART, PWM, Encoder, stereo audio in- en uitgangen, drie-assige trillingsopnemer, twee programmeerbare knopjes en vier led’s, 40 digitale lijnen, 10 analoge ingangen en 6 analoge uitgangen.
Door de uitgebreide I/O, integratie en programmeermogelijkheden gekoppeld met de open Linux interface is de myRIO een geschikt brein voor het WoTS smart home.
Philips Hue is een draadloos verlichtingssysteem dat bestaat uit Hue lampen, een bridge en de Hue app. Eenmaal geïnstalleerd wordt snel duidelijk hoe energiezuinig ledlicht voor een verrassende rijkdom aan lichtbelevingen en -ervaringen kan zorgen. Per team is er een Hue ontwikkelkit beschikbaar.
- Ketelsimulator (in bruikleen)
Het is Ideetron gelukt om een LoRaWAN sketch te schrijven voor een Atmel Atmega328p, op een board met de volgende specificaties:
Voedingsspanning: 3,3 VDC (Vraw = 5 VDC);
Afmetingen: 23 × 33 mm;
Atmega328p-AU MCU, 8 bit, 20 MHz, TQFP-32;
DS2401P+ Silicon Serial Number;
MCP7940M-I/MS real time clock, I2C, 64 bytes Sram;
AZ1117CR-3.3TRG1 LDO voltageregulator 0,5 A, 3,3 V;
W25X20CLSNIG-ND flash 2 Mbit;
U.FL antenneconnector;
RFM95W of RFM98W (selecteer);
Penafstand: 800 mil.
Dit is een 2-knops handzender met batterij en led.
Specificaties:
Frequentieband: 868 MHz;
Modulation: LoRaWAN;
Voedingsspanning: 3 VDC (CP502525);
Stroomopname in rust: < 0,3 µA;
Uniek adres: DS2401P+;
Interne antenne;
Frequentie: 868,100 MHz;
DR: 125 kHz;
SF:12.
Berichten:
Knop links gedrukt: 0x01
Knop rechts gedrukt: 0x02
Beide knoppen gedrukt: 0x03
De SG-90 TowerPro microservo is aan te sturen via een digitaal kanaal van de Arduino. De teams krijgen ook de bijpassende bevestigingsschroeven en servo-armset.
Specificaties:
maten: 22 mm x 11,5 mm x 22,5 mm;
Gewicht: 9 gram;
Draaihoek: 120 graden;
Koppel (4,8 V): 1 kg/cm;
Spanning: 3,0 V … 6,0 V.
Easy is een slimme thermostaat van Nefit/Bosch, producent van verwarmingsoplossingen en duurzame systemen uit Deventer. Het bedrijf kwam in 2013 als eerste verwarmingsfabrikant met een in eigen huis ontwikkelde slimme thermostaat. Inmiddels is Easy na Toon de bestverkochte slimme thermostaat van Nederland.
Nefit Easy is een modulerende, zelflerende klokthermostaat die het warmtecomfort in huis optimaliseert en tegelijk energie bespaart. De bediening via het touchscreen van de thermostaat is bijzonder eenvoudig. De thermostaat is overal te bedienen via de bijbehorende gratis app. De app kent uitgebreide functies en diverse in-app opties zoals een douchetimer, openhaardfunctie en weersafhankelijke regeling. Easy heeft meerdere klokprogramma’s (instelbaar en zelflerend). Je kunt het klokprogramma per dag instellen of kiezen voor het zelflerende klokprogramma.
De slimme thermostaat ziet met behulp van een app op de smartphones van gebruikers of er iemand thuis is. De verwarming wordt daarmee automatisch afgesteld op de voorkeuren van de aanwezige gebruikers.
In de app zijn extra functies opgenomen, zoals een openhaardfunctie die zorgt dat het in de overige vertrekken niet koud wordt als in de woonkamer een open haard brandt. Verder geeft de app weerinformatie en een functie voor service op afstand.
Het beschikbaar gestelde Nexus Demo Board heeft de volgende specificaties:
Voedingsspanning: 3,3 VDC (Vraw = 5 VDC);
Header voor LoRa Nexus board;
PIR, Panasonic EKMB110111;
Temperatuur- en relatieve vochtigheidssensor Si7021-A20;
LDR: NSL 19M51;
Potentiometer 10 kΩ, 4-slags;
Bewegingssensor MVS0608.02;
2x led;
2x drukknop.
Mentoren
Als mentoren, en tevens juryleden, treden Thijs Beckers (Elektor NL), Roger Hacking (TMC Electronics), Henk Kalk (Bosch Thermotechniek) en Erik van Hilten (National Instruments) op.
De hackathon vindt plaats in het speciale Hackathon Paviljoen, naast het paviljoen van de Development Club.
De hackathon wordt mogelijk gemaakt door
De teams moeten werken volgens een vast tijdschema:
4 oktober
10.00 … 10.30: Registratie & teams verzamelen
10.30 … 11.30: Welkomst woord & pitches elektronica
11.30 … 12.00: Kennismaking met mentor
12.00 … 16.30: Hackathon
16.30 … 17.00: Mentor meeting
5 oktober
10.00 … 10.30: Beurs open / teams verzamelen
10.30 … 16.30: Hackathon
16.30 … 17.00: Mentor meeting
6 oktober
10.00 … 10.30: Beurs open / teams verzamelen
10.30 … 14.30: Hackathon
14.30 … 15.00: Voorbereiden presentatie
15.00 … 16.00: Presentaties door teams
16.00 … 16.15: Bekendmaking winnaar
7 oktober
11.00 … 11.30: Demonstratie door winnend team
14.00 … 14.30: Demonstratie door winnend team
15.00 : Einde hackathon, meenemen prijzen
Anderen lazen ook
