Sensor Meetnetwerken met Arduino ESP32 en Python

Internet of Things ( IoT )

Van sensormeting tot kaart met MicroPython en de Arduino Nano ESP32

Tweedaagse cursus waarin je leert werken met microcontrollers, IoT-sensoren en geodata. Je bouwt een eigen IoT-sensor die metingen uitvoert en deze als GeoJSON beschikbaar maakt voor kaarten en geo-toepassingen.
In deze cursus programmeren we een microcontroller met MicroPython op een Arduino Nano ESP32. Daardoor is de cursus extra toegankelijk voor mensen met Python-ervaring.


Voorkennis van elektronica of embedded systemen is niet nodig.

Cursusduur: 2 dagen

Gegeven door:

Joram van der Vlist
Nederlands

Introductie tot Internet of Things (IoT) en sensor-meetnetwerken

Het Internet of Things (IoT) speelt een steeds grotere rol in het verzamelen van geodata. Sensoren, microcontrollers en GPS maken het mogelijk om metingen direct te koppelen aan een locatie (geolocation) en deze data via het internet te delen.

Steeds meer datasets beginnen bij een fysieke meting in de echte wereld. Sensoren meten bijvoorbeeld temperatuur, luchtkwaliteit, bodemvocht of andere omgevingsfactoren. Deze sensormetingen vormen de basis voor toepassingen zoals smart cities, milieumonitoring en digital twins.

Tussen een sensormeting en een dataset die je kunt gebruiken in een kaart of analyse zit echter een hele keten van technologie. Een microcontroller leest sensordata uit, voegt locatiegegevens toe via GPS en verstuurt de data via wifi naar een API. Vervolgens wordt de data opgeslagen in een database en beschikbaar gemaakt als geodata.

In deze cursus bouwen we de volledige IoT- en geo-dataketen zelf.

We werken met een Arduino Nano ESP32, een krachtige microcontroller met ingebouwde wifi. In plaats van C++ gebruiken we MicroPython, een Python-implementatie voor microcontrollers. Hierdoor kun je met vertrouwde Python-concepten werken terwijl je hardware aanstuurt.

De sensordata sturen we via wifi naar een backend. Deze backend draait in Docker en is gebouwd met Python (FastAPI) en PostgreSQL/PostGIS. De metingen worden daar opgeslagen en gepubliceerd als GeoJSON, een veelgebruikte standaard voor geodata op het web.

Je leert daarmee over de volledige pipeline:

sensor β†’ microcontroller β†’ IoT-device β†’ wifi β†’ API β†’ database β†’ GeoJSON β†’ kaart

Het opzetten en gebruiken van de database valt buiten de scope van deze cursus, zie onze aansluitende cursus die daar over gaat: xxx

Tijdens de cursus kijken we ook naar de architectuur achter dit soort systemen. Je krijgt inzicht in hoe IoT-sensoren, web-API’s, databases en geodata-standaarden samen een moderne geo-data infrastructuur vormen.

Wat je leert in deze cursus

Tijdens deze tweedaagse cursus leer je hoe je een IoT-sensor bouwt en programmeert met MicroPython, en hoe sensordata uiteindelijk beschikbaar komt als geodata.

Je leert onder andere:

  • hoe microcontrollers werken
  • hoe je een microcontroller programmeert met MicroPython
  • hoe je sensoren aansluit en sensordata uitleest
  • hoe je een GPS-module gebruikt voor geolocation
  • hoe je sensordata combineert met locatiegegevens
  • hoe IoT-devices data via wifi naar een API sturen
  • hoe sensordata wordt opgeslagen in een database
  • hoe data beschikbaar wordt gemaakt als GeoJSON
  • hoe de volledige IoT- en geo-dataketen werkt

Aan het einde van de cursus heb je een werkend prototype van een geo-sensor gebouwd.

Waarom kiezen voor deze cursus

Veel IoT-cursussen richten zich alleen op elektronica of alleen op software. In deze cursus combineren we beide en leggen we daarnaast een duidelijke link met Geo-ICT en geodata.

Een belangrijk voordeel is dat we MicroPython gebruiken. Daardoor kunnen mensen met Python-ervaring relatief snel beginnen met het programmeren van hardware.

Je leert niet alleen hoe een microcontroller werkt, maar ook hoe sensordata uiteindelijk onderdeel wordt van een geo-datasysteem of kaarttoepassing.

Voor wie is deze cursus bedoeld

Deze cursus is bedoeld voor professionals en studenten die willen begrijpen hoe IoT-sensoren en geodata samenkomen.

De cursus is geschikt voor:

  • GIS-specialisten
  • geo-data analisten
  • Python developers
  • onderzoekers die metingen in het veld doen
  • iedereen die interesse heeft in IoT en geodata

Er is geen voorkennis van elektronica of embedded systemen nodig. Basiskennis van Python is handig maar niet verplicht.

Inschrijven






    Korting: 10% bij 3 cursisten
    15% vanaf 4 cursisten

    €1195,- Excl. btw

    €1195,- Excl. btw

    Dag indeling

    Dag 1 - Microcontrollers en sensoren programmeren met MicroPython

    De eerste dag staat in het teken van de basis: begrijpen hoe een microcontroller werkt en hoe sensoren worden aangesloten en uitgelezen.

    We beginnen met een introductie van IoT-apparaten, sensoren en microcontrollers. Daarna installeren we de ontwikkelomgeving en schrijven we de eerste programma’s in MicroPython.

    Onderwerpen van dag 1

    • introductie IoT (Internet of Things) en sensortechnologie
    • wat is een microcontroller en hoe werkt een IoT-device
    • introductie van de Arduino Nano ESP32
    • installeren van de MicroPython ontwikkelomgeving
    • basisprincipes van programmeren met MicroPython
    • code uploaden naar de microcontroller
    • het aansturen van een LED (eerste hardware-oefening)
    • werken met digitale pinnen
    • sensoren aansluiten en uitlezen
    • eerste experimenten met sensordata

    Aan het einde van dag 1 begrijp je hoe een microcontroller werkt en hoe je een IoT-apparaat programmeert met Python.

    Dag 2 - Van IoT-sensor naar geodata en GeoJSON

    Op de tweede dag bouwen we het systeem verder uit tot een echte geo-sensor.

    We koppelen een GPS-module aan de microcontroller zodat iedere sensormeting automatisch een geolocation krijgt. Daarna structureren we de data en sturen we deze via wifi naar een backend.

    Onderwerpen van dag 2

    • aansluiten en gebruiken van een GPS/GNSS-module
    • werken met latitude en longitude (geolocation)
    • sensormetingen combineren met locatiegegevens
    • data structureren als JSON
    • sensordata versturen via wifi
    • communiceren met een REST API
    • hoe data in een database wordt opgeslagen
    • hoe sensordata beschikbaar komt als GeoJSON-geodata

    Het eindresultaat van de cursus is een werkend IoT-prototype:
    een sensor die metingen uitvoert, zijn eigen locatie bepaalt en de data als GeoJSON naar een server stuurt.

    Cursusduur: 2 dagen
    Schrijf me in

    Leerdoelen

    Na afloop van deze cursus kun je:

    • uitleggen hoe een Internet of Things (IoT) sensor-meetnetwerken zijn opgebouwd en hoe sensoren, microcontrollers en datastromen samenwerken.
    • sensoren aansluiten op een Arduino Nano ESP32 en sensormetingen uitlezen.
    • een microcontroller programmeren met MicroPython voor het verzamelen van sensordata.
    • sensordata via WiFi versturen naar een server of web-API.
    • sensormetingen structureren in JSON en beschikbaar maken voor verdere verwerking.
    • sensordata inlezen, analyseren en visualiseren met Python.

     

    Profiel foto van Suzy Palmer-Smith. Onze OpleidingscoΓΆrdinator Internationaal

    Meer informatie?

    Heb je vragen over de inhoud van de cursus? Of twijfel je of de cursus aansluit bij jouw leerdoelen of wensen? Liever incompany of een privΓ© cursus? We helpen je graag verder.

    Veelgestelde vragen over Internet of Things ( IoT )

    Een sensor-meetnetwerk bestaat uit meerdere sensoren die metingen uitvoeren in de fysieke wereld, zoals temperatuur, luchtvochtigheid of beweging. Deze sensoren zijn gekoppeld aan een microcontroller, bijvoorbeeld een Arduino of ESP32, die de metingen verzamelt en verwerkt. Vervolgens kan de data via een netwerkverbinding worden doorgestuurd naar een computer, server of applicatie waar de gegevens verder worden opgeslagen en geanalyseerd.

    De ESP32 is een populaire microcontroller voor IoT-toepassingen omdat deze relatief krachtig is en standaard beschikt over WiFi- en Bluetooth-connectiviteit. Hierdoor kan het apparaat sensordata niet alleen uitlezen, maar ook direct via een netwerk versturen naar andere systemen. Dit maakt de ESP32 zeer geschikt voor het bouwen van sensornetwerken en slimme apparaten binnen Internet of Things-projecten.

    Python kan worden gebruikt om data van sensoren te verwerken, analyseren en visualiseren. In veel projecten communiceert Python met een microcontroller via seriΓ«le communicatie of via een netwerkverbinding. Hierdoor kunnen sensormetingen bijvoorbeeld worden opgeslagen, verwerkt in scripts of gebruikt in dashboards en analyses. Python wordt veel toegepast omdat de taal eenvoudig te leren is en sterke ondersteuning biedt voor data-analyse.

    In IoT-sensorprojecten worden vaak verschillende typen sensoren gebruikt, afhankelijk van de toepassing. Veelvoorkomende voorbeelden zijn temperatuursensoren, lichtsensoren, bewegingssensoren en afstandssensoren. Deze sensoren meten veranderingen in de omgeving en sturen de gegevens naar een microcontroller die de data kan verwerken of doorsturen naar andere systemen