ИНЖЕНЕРЛІК БІЛІМ БЕРУДЕ PYTHON ТІЛІНДЕ ESP32 МИКРОКОНТРОЛЛЕРЛЕРІН БАҒДАРЛАМАЛАУҒА АРНАЛҒАН KEIT ОҚУ-ЖАТТЫҒУ СТЕНДІН ӘЗІРЛЕУ ЖӘНЕ ҚОЛДАНУ

Жұмыста KEIT (Knowledge ESP32 Integration Trainer) оқу-жаттығу стендінде MICROPYTHON микробағдарламасын және Thonny әзірлеу ортасын пайдалана отырып, ESP32 микроконтроллерін бағдарламалауды оқыту процесі ұсынылған. Әзірленген және өндірілген стенд пен жұмыс принципі толықтай сипатталған және электр схемасы мен платасы берілген. MicroPython бағдарламалауды оқыту жоспары негізгі GPIO басқарудан (жарықдиодты шамдар, түймелер, буззер) бастап MQTT протоколы арқылы бұлттық қызметтерге біріктіруге дейінгі 12 зертханалық сабақты қамтиды. Тапсырмаларды дәйекті орындау студенттерге сандық және аналогтық интерфейстермен жұмыс істеу негіздерін меңгеруге, сенсорлармен, дисплейлермен және атқарушы құрылғылармен өзара әрекеттесуді үйренуге және ESP32 желілік мүмкіндіктерімен танысуға мүмкіндік береді. Практикалық аспектілерге ерекше назар аударылады: түймелерді бұруға қарсы, үзілістермен жұмыс, PWM сигналдарын генерациялау, уақыт аралықтарын өлшеу. Сондай-ақ, авторлар әзірлеген «KEIT master Control» арнайы басқару бағдарламалық жасақтамасы ұсынылған, ол бүкіл аппараттықбағдарламалық кешеннің қосымша буыны болып табылады және MicroPython-да микроконтроллерді бағдарламалау негіздерінің теориялық дамуын бекітеді. Аяқталатын сабақтар ESP32-де қарапайым веб-сервер құруға және MQTT брокері арқылы мәліметтер алмасуға арналған, бұл студенттерде заттар интернетінің принциптері туралы негізгі түсінікті қалыптастырады. Ұсынылған курс үйренген технологияларды біріктіретін және автоматтандыру жүйелері мен смарт үй үшін ESP32 қолдану мүмкіндіктерін көрсететін шағын жобалармен («ақылды бөлме», «тұрақ көмекшісі», «Wi-Fi метеостанциясы») аяқталады. Оқу жоспарын жоғары оқу орындары мен колледждерде «Ақпараттық технологиялар», «Автоматтандыру», «Мехатроника» және «Радиоэлектроника» бағыттарындағы студенттерді оқыту кезінде пайдалануға болады.

1. Bell C. MicroPython for the Internet of Things. Apress: New York, NY, USA. – 2017.

2. Gololobov V.N. Where do robots begin? About the Arduino project for schoolchildren (and more) [S chego nachinayutsya roboty? O proekte Arduino dlya shkol'nikov (i ne tol'ko)]. BHV-Petersburg. – 2013.

3. An IoT-Based Solution for Monitoring a Fleet of Educational Buildings Focusing on Energy Efficiency / D. Amaxilatis et al // Sensors. – 2017. – № 17(10). – Р. 2296. https://doi.org/10.3390/s17102296.

4. Programming of ATmega8 microcontrollers in C language: Methodological manual [C tilinde ATmega8 mikrokontrollerlerin bagdarlamalaý: Ádistemelik qural] / R.K. Kusainov et al // Shakarim University. – 2021.

5. Sánchez-Gómez J.S., & Cajiao M.C.R. Design of a Python programming course by big ideas with a STEM approach. https://doi.org/10.18687/LACCEI2024.1.1.361.

6. Espressif Systems. 2024. ESP32 technical reference manual (Version 5.2). www.espressif.com.

7. Oner V.O. 2021. Developing IoT Projects with ESP32: Automate your home or business with inexpensive Wi-Fi devices. Packt Publishing Ltd.

8. IEEE 802 LAN/MAN Standards Committee. 2009. IEEE Standard for Information technologyTelecommunication and information exchange between systems-Local and metropolitan area networks-Specific requirements Part11: Wireless LAN Medium Access Control (MAC) and Physical Layer (PHY) Specifications Amendment1: Radio Resource Measurement of Wireless LANs. http://standards.ieee.org/getieee802/download/802.11n-2009.pdf .

9. MicroPython Group. 2024. MicroPython documentation: Quick reference for the ESP32. docs.micropython.org

10. Ionescu V.M. Investigating the performance of MicroPython and C on ESP32 and STM32 microcontrollers / V.M. Ionescu, F.M. Enescu // In 2020 IEEE 26th International Symposium for Design and Technology in Electronic Packaging (SIITME). – 2020. – Р. 234-237. https://doi.org/10.1109/SIITME50350.2020.9292199.

11. Thonny IDE Development Team. 2024. Thonny: Python IDE for beginners (Version 4.1). thonny.org

12. PureBasic Support. 2023. PureBasic language reference. www.purebasic.com

13. Somantri Y. Low Cost, Advanced, Integrated Microcontroller Training Kit. / Y. Somantri, I. Fushshilat // In IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. – 2020. – Vol. 180, № 1. – Р. 012107. IOP Publishing. https://doi.org/10.1088/1757-899X/180/1/012107.

14. Habibi M.W. Impact of Training Kit-Based Internet of Things to Learn Microcontroller Viewed in Cognitive Domain / M.W. Habibi, I.G.P.A. Buditjahjanto // TEM Journal. – 2024. – № 13(2). – Р. 1157.

15. Development of a Microcontroller Training Kit to Increase Student Learning Motivation / F. Eliza et al // Engineering, Technology & Applied Science Research. – 2025. – № 15(3). – Р. 22319-22326. https://doi.org/10.48084/etasr.10142.

16. MicroPython PyBoard for IoT / J.S. Parab et al // In Python Programming Recipes for IoT Applications. – 2023. – Р. 89-122. Singapore: Springer Nature Singapore. https://doi.org/10.1007/978-981-19-9466-1_4.

17. Standard O.A.S.I.S. 2019. MQTT Version 5.0. Retrieved June, 22(2020), 1435.

18. Ni Z. A sensing system based on public cloud to monitor indoor environment of historic buildings / Z. Ni, Y. Liu, M. Karlsson, S. Gong // Sensors. – 2021. – № 21(16). – Р. 5266. https://doi.org/10.3390/s21165266.