Projektowania i wdrażania systemów inteligentnego domu (Smart Home) z wykorzystaniem platformy Arduino.

Program szkolenia skupia się na :

• wprowadzeniu do platformy Arduino oraz podstaw elektroniki wykorzystywanej w systemach Smart Home,
  • poznaniu i zastosowaniu czujników (np. temperatury, ruchu, wilgotności) oraz elementów wykonawczych,
  • budowie prostych układów automatyki domowej (np. sterowanie oświetleniem),
  • programowaniu mikrokontrolera Arduino w zakresie podstawowych funkcji sterowania,
  • integracji czujników i urządzeń w celu monitorowania parametrów środowiskowych,
  • tworzeniu rozwiązań zwiększających efektywność energetyczną (np. automatyczne zarządzanie zużyciem energii),
  • rozwijaniu umiejętności projektowania prostych systemów inteligentnego domu,
  • wykorzystaniu technologii Smart Home w kontekście zrównoważonego rozwoju i zielonych kompetencji.

Dzień 1 – Arduino i podstawy elektroniki

MODUŁ 1: Wprowadzenie, BHP i podstawy

Teoria

• Czym jest Arduino, jakie są typowe płytki (Uno, Nano itd.), możliwości i ograniczenia.
  • Podstawowe pojęcia: mikrokontroler, wejścia/wyjścia cyfrowe i analogowe, zasilanie, masa, napięcie, prąd, rezystor, dioda LED.
  • Zasady bezpieczeństwa przy pracy z zasilaczami, płytką stykową i przewodami.

Praktyka

• • Rozdanie sprzętu, krótkie omówienie zestawu, sprawdzenie, czy wszystko działa (podłączenie Arduino do USB, test komunikacji).

MODUŁ 2: Środowisko Arduino IDE i pierwszy program

Teoria

• • Instalacja i konfiguracja Arduino IDE, sterowniki, wybór płytki i portu COM.
  • Struktura programu: setup(), loop(), typy danych, komentarze.
  • Omówienie prostego przykładu „Blink” – co robi i jak działa.

Praktyka

• • Wgranie programu „Blink” na Arduino, zmiana częstotliwości mrugania.
  • Dodanie drugiej diody LED na płytce stykowej (z rezystorem) i niezależne sterowanie dwiema diodami.
  • Prosty eksperyment: różne czasy opóźnień, efekt „sygnalizacji świetlnej” (czerwony/żółty/zielony).

Dyskusja

• • Co z tego może być przydatne w smart home (np. sterowanie oświetleniem, sygnalizacja stanów).

MODUŁ 3: Wejścia – przyciski i czujniki

Teoria

• • Różnica między wejściem a wyjściem, odczyt stanów logicznych.
  • Drgania styków, prosta eliminacja programowa.
  • Przegląd podstawowych czujników: przycisk, czujnik temperatury (np. DHT11/DS18B20), czujnik ruchu PIR – do czego użyjemy ich w smart home.

Praktyka

• • Podłączenie przycisku i sterowanie LED (włącz/wyłącz, przełącznik bistabilny).
  • Podłączenie prostego czujnika temperatury (lub innego dostępnego w zestawie), odczyt wartości w monitorze szeregowym.
  • Mini‑zadanie: sygnalizacja przekroczenia temperatury (LED zapala się powyżej ustalonego progu – zalążek „termostatu”).

MODUŁ 4: Wyjścia – tranzystory, przekaźniki, diody RGB

Teoria

• • Podstawy PWM – sterowanie jasnością LED, możliwość regulacji mocy.
  • Przekaźnik jako element wykonawczy w smart home (oddzielenie niskiego napięcia od 230 V – z wyraźnym podkreśleniem, że na warsztatach NIE pracujemy bezpośrednio z 230 V).
  • Dioda RGB – sterowanie kolorem, potencjalne wykorzystanie jako nastrojowe oświetlenie.

Praktyka

• • Sterowanie jasnością diody LED (PWM).
  • Sterowanie modułem przekaźnika na niskim napięciu (np. mała żarówka LED 12 V, buzzer itp.).
  • Zadanie: „smart lampka” – LED/LED RGB sterowana przyciskiem, z różnymi trybami pracy.

MODUŁ 5: Mini‑projekt Arduino

Cel: spiąć całą wiedzę z dnia 1 w jeden działający projekt.

Przykładowe mini‑projekty do wyboru (w parach):

• • Prosta stacja „komfortu” – czujnik temperatury/wilgotności + sygnalizacja LED (zielono/żółto/czerwono, w zależności od zakresu).
  • „Alarm” z czujnikiem ruchu PIR i buzzerem/LED (światło lub dźwięk po wykryciu ruchu).
  • Inteligentna lampka: przycisk + dioda RGB, różne sceny świetlne.

Struktura bloku:

• • 20 min – wybór projektu, analiza wymagań i schematu.
  • 70 min – budowa układu, pisanie i testowanie programu.
  • 30 min – krótkie prezentacje projektów i omówienie typowych błędów.

Dzień 2 – ESPHome i elementy smart home

MODUŁ 6: Wprowadzenie do ESP, ESPHome i Home Assistant

Teoria

• • Czym są ESP8266/ESP32, różnice względem Arduino (Wi‑Fi, pamięć, zasilanie).
  • Czym jest ESPHome – framework do budowy urządzeń IoT bez pisania klasycznego kodu (konfiguracja w YAML).
  • Krótki przegląd Home Assistanta i jego integracji z ESPHome jako „mózgu” instalacji smart home.

Praktyka

• • Podłączenie płytki ESP do komputera, sprawdzenie widoczności portu.
  • Pokaz: jak wygląda dashboard ESPHome (np. jako dodatek w Home Assistant lub standalone) i gdzie dodajemy nowe urządzenie.

MODUŁ 7: Podstawy YAML i pierwszy projekt ESPHome

Teoria

• • Składnia YAML: wcięcia, klucz: wartość, listy – typowe pułapki.
  • Struktura pliku konfiguracyjnego ESPHome: sekcje esphome, wifi, logger, api, ota itp.
  • Definiowanie prostego komponentu: binary_sensor, switch, light.

Praktyka

• • Utworzenie pierwszej konfiguracji np. „smart_light.yaml” – urządzenie Wi‑Fi, wyjście sterujące LED na GPIO.
  • Wgranie konfiguracji na płytkę ESP (USB), sprawdzenie logów i działania.
  • Sterowanie LED z poziomu interfejsu ESPHome / Home Assistant (jeśli dostępny na sali).

MODUŁ 8: Czujniki w ESPHome

Teoria

• • Przegląd kategorii komponentów ESPHome: sensor, binary_sensor, switch, light, output, climate itd.
  • Konfiguracja przykładowego czujnika temperatury (np. DS18B20/DHT) i binary_sensor (przycisk, PIR).
  • Zastosowanie w automatyce domowej: pomiar temperatury w pomieszczeniach, detekcja ruchu, włączanie oświetlenia.

Praktyka

• • Podłączenie czujnika temperatury do ESP, dopisanie sekcji sensor: do YAML, kompilacja i wgranie.
  • Dodanie binary_sensor dla przycisku lub czujnika PIR i sprawdzenie zmian stanu w logach.
  • Mini‑zadanie: na podstawie temperatury zmieniać zachowanie wyjścia (np. LED świeci, gdy temperatura powyżej progu – mały „termostat” w ESPHome).

MODUŁ 9: Elementy wykonawcze i logika w ESPHome

Teoria

• • Definicja switch/light w ESPHome, powiązanie z GPIO i przekaźnikami.
  • Proste automatyzacje w ESPHome: on_press, on_click, lambda, warunki time-based.
  • Bezpieczeństwo i dobre praktyki przy sterowaniu urządzeniami (szczególnie przy 230 V).

Praktyka

• • Konfiguracja przekaźnika jako switch lub light (np. sterowanie niskonapięciową lampką).
  • Dodanie prostych akcji: włączenie oświetlenia po wykryciu ruchu, wyłączenie po czasie (np. 30 s).
  • Testy: różne kombinacje czujnik–przekaźnik.

MODUŁ 10: Projekt końcowy – mini moduł smart home

Cel: stworzenie kompletnego, działającego modułu smart home opartego o ESPHome.

Propozycje projektów (w parach):

• • „Smart oświetlenie w korytarzu” – czujnik ruchu PIR + przekaźnik sterujący lampką; opcjonalnie logika czasowa (nie świeci w dzień).
  • „Multisensor” – czujnik temperatury + wilgotności + LED sygnalizująca tryby (normalny/alert).
  • „Smart gniazdko” (symulowane) – przekaźnik załączający obciążenie i czujnik stanu (przycisk lokalny + sterowanie z Home Assistant).

Struktura bloku:

• • 15 min – wybór projektu i szkic koncepcji (wejścia, wyjścia, logika).
  • 60 min – montaż, konfiguracja YAML, testy i poprawki.
  • 15 min – krótkie prezentacje poszczególnych zespołów.

Moduł 11 : Omówienie wyników prac

Moduł 12: Dyskusja grupowa na temat doświadczeń uczestników w zakresie arduino smarth home

Moduł 13: Podsumowanie szkolenia

Moduł 14: Walidacja

WALIDACJA EFEKTÓW UCZENIA SIĘ

W ramach szkolenia, w drugim dniu, zostanie przeprowadzona walidacja osiągniętych efektów uczenia się. Walidacja jest wliczona w czas trwania szkolenia i obejmuje test wiedzy teoretycznej sprawdzający znajomość samodzielnego projektowania i wdrażania systemów inteligentnego domu (Smart Home) z wykorzystaniem platformy Arduino.

Walidacja efektów uczenia się została zaplanowana do przeprowadzenia przez trenera w miejscu realizacji usługi rozwojowej, zgodnie ze Standardami Usług Rozwojowych.

Walidacja obejmuje:

1. Test teoretyczny z wynikiem generowanym automatycznie.

W godzinach od 15:00 do 16:00 przeprowadzony zostanie test teoretyczny w formie pisemnej. Test będzie składał się z 20 pytań. Odpowiedzi będą udzielane w formie pisemnej. Ocena testu zostanie dokonana na podstawie wcześniej opracowanego klucza odpowiedzi. Test służy weryfikacji wiedzy nabytej przez uczestników w trakcie realizacji usługi rozwojowej.

Wręczenie certyfikatów uczestnictwa.

Czas trwania szkolenia: 16 godzin zegarowych.

Szkolenie dzieli się na część praktyczną, część teoretyczną oraz przerwy.

Przerwy wliczone w czas trwania usługi W trakcie szkolenia będą krótsze przerwy w zależności od kondycji uczestników.

Zielone umiejętności i kompetencje zawarte w kursie:

• Świadomość i szacunek dla środowiska,
• umiejętność optymalizacji zużycia energii w gospodarstwach domowych z wykorzystaniem systemów Smart Home,
• zdolność projektowania rozwiązań automatyki ograniczających zużycie energii elektrycznej (np. inteligentne sterowanie oświetleniem i urządzeniami),
•  umiejętność monitorowania parametrów środowiskowych (np. temperatura, wilgotność) w celu racjonalnego zarządzania zasobami,
• wykorzystanie technologii do zmniejszania strat energii i poprawy efektywności energetycznej budynków,
• świadomość wpływu technologii na środowisko oraz podejmowanie decyzji z uwzględnieniem aspektów ekologicznych,
• podstawowa wiedza w zakresie integracji systemów Smart Home z odnawialnymi źródłami energii (np. instalacje fotowoltaiczne),
• rozwijanie nawyków odpowiedzialnego korzystania z energii i zasobów naturalnych,
•  zdolność wdrażania prostych rozwiązań wspierających zrównoważony rozwój w życiu zawodowym i prywatnym.

Materiały Szkoleniowe:

Warsztaty realizowane są na podstawie dostarczonej uczestnikom dokumentacji szkoleniowej w postaci prezentacji multimedialnej oraz materiałów drukowanych.

Materiały drukowane zawierają w szczególności:

• • wprowadzenie teoretyczne do platformy Arduino i systemów Smart Home,
  • opis podstawowych komponentów (mikrokontroler, czujniki, elementy wykonawcze),
  • schematy przykładowych układów elektronicznych,
  • instrukcje krok po kroku dotyczące budowy i programowania układów,
  • przykładowe kody źródłowe wraz z objaśnieniami,
  • zadania praktyczne do samodzielnej realizacji,
  • wskazówki dotyczące optymalizacji zużycia energii i zastosowania rozwiązań proekologicznych.

Zadaniem uczestników jest realizacja zadań praktycznych na podstawie przekazanych materiałów dydaktycznych.

Ponadto, na potrzeby realizacji zajęć praktycznych zapewniony jest dostęp do sprzętu szkoleniowego – na dwóch uczestników przypada jeden zestaw, obejmujący: Arduino, płytkę ESP, czujniki oraz elementy wykonawcze.

TEMATYKA SZKOLENIA JEST ZGODNA Z PROGRAMEM REGIONALNYM TECHNOLOGII NA LATA 2019 -2030 W OBSZARZETECHNOLOGIE TELEKOMUNIKACYJNE I INFORMACYJNE, OBSZAR 4.1 TECHNOLOGIE TELEKOMUNIKACYJNE

Treści szkoleniowe pozostają w spójności z zielonymi kompetencjami wskazanymi przez Komisję Europejską w bazie ESCO.

W trakcie szkolenia uczestnicy rozwijają w szczególności, umiejętność analitycznego myślenia w kontekście projektowania i wdrażania rozwiązań Smart Home, świadomość wpływu zagrożeń cyfrowych na funkcjonowanie instalacji technicznych, w tym systemów wspierających efektywność energetyczną, umiejętność wykorzystania narzędzi cyfrowych do monitorowania, zarządzania oraz optymalizacji instalacji o charakterze proekologicznym, kompetencje w zakresie wspierania odpowiedzialnej transformacji cyfrowej i ekologicznej, zdolność dostosowywania swoich kwalifikacji do zmieniających się potrzeb rynku pracy, w szczególności w obszarze zielonych i cyfrowych technologii.

Zakres szkolenia i kompetencje, które nabędzie uczestnik są zielone na podstawie bazy danych ESCO – wykazu przykładowych zielonych umiejętności opracowanych przez KE w ramach klasyfikacji ESCO. Szkolenie zgodne jest z obszarami i grupami technologii wskazanymi w Regionalnej Strategii Innowacji Województwa Śląskiego 2030 oraz Programie Rozwoju Technologii Województwa Śląskiego na lata 2019-2030 tj. "Technologie informacyjne i komunikacyjne" (4.1, 4.2, 4.4, 4.6) oraz wykazem przykładowych zielonych umiejętności opracowanych przez KE w ramach kwalifikacji ESCO.

Warunek ukończenia: obecność na co najmniej 80% zajęć.

Tryb szkolenia: stacjonarny, warsztatowy

Podstawa zwolnienia z VAT:

1) art. 43 ust. 1 pkt 29 lit. c Ustawy z dnia 11 marca 2024 o podatku od towarów i usług - w przypadku dofinansowania w wysokości 100%

2) § 3 ust. 1 pkt. 14 Rozporządzenia Ministra Finansów z dnia 20 grudnia 2013 r. w sprawie zwolnień od podatku od towarów i usług oraz warunków stosowania tych zwolnień - w przypadku dofinansowania w co najmniej 70%

3) W przypadku braku uzyskania dofinansowania lub uzyskania dofinansowania poniżej 70%, do ceny usługi należy doliczyć 23% VAT

Karta niniejszej usługi rozwojowej została przygotowana zgodnie z obowiązującym Regulaminem Bazy Usług Rozwojowych

Aby wziąć udział w szkoleniu należy skontaktować się przed datą zakończenia rekrutacji z organizatorem szkolenia drogą mailową lub telefoniczną. Minimalna liczba uczestników 10 0sób. Treści szkoleniowe pozostają w spójności z zielonymi kompetencjami wskazanymi przez Komisję Europejską w bazie ESCO.

Zielone umiejętności i kompetencje zawarte w kursie:

• Świadomość i szacunek dla środowiska,
• umiejętność optymalizacji zużycia energii w gospodarstwach domowych z wykorzystaniem systemów Smart Home,
• zdolność projektowania rozwiązań automatyki ograniczających zużycie energii elektrycznej (np. inteligentne sterowanie oświetleniem i urządzeniami),
•  umiejętność monitorowania parametrów środowiskowych (np. temperatura, wilgotność) w celu racjonalnego zarządzania zasobami,
• wykorzystanie technologii do zmniejszania strat energii i poprawy efektywności energetycznej budynków,
• świadomość wpływu technologii na środowisko oraz podejmowanie decyzji z uwzględnieniem aspektów ekologicznych,