====== 3. IoT zařízení - periferie ======

===== Cíle cvičení =====
  - Seznámení s externími periferiemi
  - Implementace tlačítka s přerušením
  - Seznámení se sběrnicemi (SPI, I2C, 1-Wire) a implementace (LED Maticový displej, Gyroskop + Akcelerometr, senzor teploty)

==== Implementace tlačítka s přerušením ====

Implementujte kód, který bude sledovat logickou úroveň na tlačítku. Do kódu zahrňte blokující fuknci (např. ''time.sleep(1)'') a sledujte, jak tlačítko na stisknutí reaguje. Poté vyzkoušejte stejnou implementaci tlačítka s využitím přerušení.

<code python>
from machine import Pin
import time

led = Pin("LED", Pin.OUT)
button = Pin(16, Pin.IN, Pin.PULL_UP)

def button_pressed(pin):
    led.toggle()

button.irq(trigger=Pin.IRQ_FALLING, handler=button_pressed)

while True:
    time.sleep(1)
</code>

==== Maticový displej ====
Modul využívá čip MAX7219, který je převážně určen jako řadič 7segmentových displejů, ale lze jej využít i pro ovládání maticového displeje. Čip využívá sběrnici SPI pro komunikaci.

**Datasheet:** [[https://www.analog.com/media/en/technical-documentation/data-sheets/max7219-max7221.pdf| MAX7219 / MAX7221]]

Vytvořte si funkce pro inicializaci, smazání, a zobrazení obrázku na displeji.

**Inicializace SPI:**
<code python>
from machine import Pin, SPI

matrix_SPI = SPI(0, baudrate=1000000, polarity=0, phase=0, sck=Pin(18), mosi=Pin(19))

matrix_cs = Pin(17, Pin.OUT)
matrix_cs.value(1)
</code>

**Funkce pro práci s displejem:**
<code python>
def matrix_write(register, data):
    matrix_cs.value(0)
    matrix_SPI.write(bytearray([register,data]))
    matrix_cs.value(1)

def init_display():
    matrix_write(0x0C, 0x01)  # Shutdown register: normal operation
    matrix_write(0x0F, 0x00)  # Display test: off
    matrix_write(0x0B, 0x07)  # Scan limit: display all 8 digits
    matrix_write(0x09, 0x00)  # Decode mode: none (matrix mode)
    matrix_write(0x0A, 0x08)  # Intensity: medium brightness

def clear_display():
    for i in range(1,9):
        matrix_write(i, 0x00) # Write digit i: toggle off all segments

def display_image(image):
    for i in range(1,9):
        matrix_write(i, image[i-1]) # Write digit i
</code>

[[courses:b0b37nsi:addons:extra:03_bonus|Bitmapy pro inspiraci]]

Kód můžete rozšířit o přijetí dat obrázku přes UART, popř. vytvořit scrollující text (např. zobrazovače v MHD).

==== Akcelerometr + Gyroskop ====

Využijte modul MPU-9250 pro vyčtení dat akcelerometru a gyroskopu. Modul komunikuje po sběrnici I2C (adresa ''0x68'').

**Datasheet:** [[https://invensense.tdk.com/wp-content/uploads/2015/02/RM-MPU-9250A-00-v1.6.pdf|MPU-9250]] [[https://invensense.tdk.com/wp-content/uploads/2015/02/RM-MPU-9250A-00-v1.6.pdf|Register Map]]

**Inicializace I2C:**
<code python>
from machine import I2C, Pin

mpu9250 = I2C(1, scl=Pin(15), sda=Pin(14), freq=400000)
</code>

**Vyčtení "WHO_AM_I" registru:**
<code python>
MPU_ADDR = 0x68

who = mpu9250.readfrom_mem(MPU_ADDR, 0x75, 1) # Read WHO_AM_I (reads 1 byte)
print(f"Read value 0x{who[0]:x}")
</code>

Čip obsahuje také magnetometr, který je obsažen v čipu jako externí I2C zařízení. S magnetometrem lze komunikovat pomocí I2C masteru obsaženém v čipu, nebo je potřeba zapnout I2C bypass (viz. datasheet).

==== Senzor teploty ====

Pro měření teploty a vlhkosti lze využít DHT11/22, který je připojen prostřednictvím 1-wire sériové sběrnice. Modul ''dht'' je v Micropythonu vestavěn. Senzor komunikuje po vlastní sběrnici, podobné sběrnici 1-Wire.

**Datasheet:** [[https://cdn-shop.adafruit.com/datasheets/Digital+humidity+and+temperature+sensor+AM2302.pdf| DHT22]]

**Inicializace senzoru:**
<code python>
from machine import Pin
import dht

sensor = dht.DHT22(Pin(15))
</code>

**Výčet teploty a vlhkosti:**
<code python>
sensor.measure()
temp = sensor.temperature()
hum = sensor.humidity()
print(f"Temperature: {temp:.1f}°C  Humidity: {hum:.1f} %")
</code>

Při výčetu dat může dojit k timeoutu - může být vhodné zabalit výčet dat do ''try'' / ''except'' bloku.