„Airduino“: mobilus oro kokybės monitorius: 5 žingsniai

2024 Autorius: John Day | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2024-01-30 10:45

Sveiki atvykę į mano projektą, „Airduino“. Mano vardas Robbe Breens. Studijuoju daugialypės terpės ir komunikacijos technologijas „Howest“mieste Kortrijke, Belgijoje. Antrojo semestro pabaigoje turime pagaminti daiktų interneto įrenginį, kuris yra puikus būdas sujungti visus anksčiau įgytus tobulėjimo įgūdžius ir sukurti kažką naudingo. Mano projektas yra mobilus oro kokybės monitorius, pavadintas „Airduino“. Jis matuoja dalelių koncentraciją ore ir tada apskaičiuoja AQI (oro kokybės indeksą). Šis AQI gali būti naudojamas nustatant pavojų sveikatai, kurį sukelia išmatuota dalelių koncentracija ore, ir priemones, kurių turėtų imtis vietos valdžia, norėdama apsaugoti savo piliečius nuo šios rizikos sveikatai.

Taip pat svarbu pažymėti, kad įrenginys yra mobilus. Šiuo metu visoje Europoje yra tūkstančiai statinio oro kokybės stebėjimo prietaisų. Jie turi didžiulį trūkumą, nes jų negalima perkelti, kai produktas yra internete. Mobilusis įrenginys leidžia išmatuoti oro kokybę keliose vietose ir net judant („Google“gatvės vaizdo stilius). Jis taip pat palaiko kitas funkcijas, pavyzdžiui, nustatydamas mažas vietinės oro kokybės problemas (pvz., Blogai vėdinamą gatvę). Suteikiant tiek daug vertės mažoje pakuotėje, šis projektas yra įdomus.

Šiam projektui naudojau „Arduino MKR GSM1400“. Tai oficiali „Arduino“plokštė su „u-blox“moduliu, įgalinančiu 3G korinį ryšį. „Airduino“gali bet kuriuo metu ir iš bet kurios vietos perkelti surinktus duomenis į serverį. Be to, GPS modulis leidžia įrenginiui rasti vietą ir nustatyti geografinę vietą.

Norėdami išmatuoti PM (dalelių) koncentraciją, naudoju optinio jutiklio sąranką. Jutiklis ir šviesos spindulys yra vienas kito atžvilgiu kampu. Kai dalelės praeina prieš šviesą, dalis šviesos atsispindi jutiklio link. Jutiklis registruoja impulsą tol, kol dalelė atspindi šviesą jutikliui. Jei oras juda pastoviu greičiu, šio impulso ilgis leidžia įvertinti dalelių skersmenį. Tokie jutikliai yra gana pigus būdas išmatuoti PM. Taip pat svarbu pažymėti, kad matuoju dviejų skirtingų tipų PM; Dalelės, kurių skersmuo mažesnis nei 10 µm (PM10) ir mažesnis nei 2,5 µm (PM2, 5). Priežastis, dėl kurios jie išsiskiria, yra ta, kad dalelėms mažėjant, rizika sveikatai didėja. Mažesnės dalelės prasiskverbia giliau į plaučius, o tai gali padaryti daugiau žalos. Todėl didelei PM2, 5 koncentracijai reikės daugiau ar kitokių priemonių nei esant dideliam PM10 kiekiui.

Šiame „Instructables“įraše žingsnis po žingsnio parodysiu, kaip sukūriau šį įrenginį

1 žingsnis: Surinkite dalis

Pirmiausia turime įsitikinti, kad turime visas dalis, reikalingas šiam projektui sukurti. Žemiau rasite visų mano naudojamų komponentų sąrašą. Taip pat galite atsisiųsti išsamesnį visų šio veiksmo komponentų sąrašą.

• „Arduino MKR GSM 1400“
• „Arduino Mega ADK“
• Raspberry pi 3 + 16GB micro sd kortelė
• NEO-6M-GPS
• TMP36
• BD648 tranzistorius
• 2 x pi ventiliatorius
• 100 omų rezistorius
• Trumpieji kabeliai

• 3,7 V adafruit įkraunama Li-Po baterija

• Dipolinė GSM antena
• Pasyvi GPS antena

Iš viso šioms dalims išleidau apie 250 eurų. Tai tikrai nėra pats pigiausias projektas.

2 žingsnis: grandinės sukūrimas

Aš sukūriau PCB (spausdintinę plokštę) šiam projektui erelyje. Po šio veiksmo galite atsisiųsti Kerber failus (failus, kurie nurodo mašiną, kuri sukurs PCB). Tada galite nusiųsti šiuos failus PCB gamintojui. Aš labai rekomenduoju JLCPCB. Kai gausite savo plokštes, galite lengvai lituoti komponentus prie jų, naudodami aukščiau pateiktą elektros schemą.

3 veiksmas: Duomenų bazės importavimas

Dabar atėjo laikas sukurti SQL duomenų bazę, kurioje išsaugosime išmatuotus duomenis.

Žemiau šio žingsnio pridėsiu „SQL“sąvartyną. Turėsite įdiegti „mysql“„Raspberry pi“ir tada importuoti sąvartyną. Taip sukursite duomenų bazę, vartotojus ir lenteles.

Tai galite padaryti naudodami „mysql“klientą. Aš labai rekomenduoju „MYSQL Workbench“. Nuoroda padės įdiegti „mysql“ir importuoti „sql dump“.

4 žingsnis: kodo įdiegimas

Kodą galite rasti mano „github“arba atsisiųsti prie šio veiksmo pridėtą failą.

Turėsite:

įdiekite „apache“į „Raspberry pi“ir įdėkite „frontend“failus į šakninį aplanką. Tada sąsaja bus prieinama jūsų vietiniame tinkle

• Įdiekite visus „Python“paketus, importuojamus į galinę programą. Tada galėsite paleisti užpakalinį kodą naudodami pagrindinį arba virtualų „python“vertėją.
• Prijunkite savo „aviečių pi“5000 prievadą, kad „arduino“galėtų bendrauti su „backend“.
• Įkelkite arduino kodą į arduinos. Būtinai pakeiskite savo SIM kortelės IP adresus ir tinklo operatoriaus informaciją.

5 žingsnis: korpuso kūrimas

Šiuo atveju svarbiausia, kad jis užtikrintų gerą oro srautą per prietaisą. Akivaizdu, kad to reikia norint užtikrinti, kad prietaiso matavimai atspindėtų orą už prietaiso ribų. Kadangi prietaisas skirtas naudoti lauke, jis taip pat turi būti atsparus lietui.

Norėdami tai padaryti, korpuso apačioje padariau oro angas. Oro angos taip pat yra atskirtos kitame skyriuje nei elektronika. Dėl to vanduo turi pakilti (ko negali), kad pasiektų elektroniką. Gumomis saugojau arduinos USB prievado skyles. Kad jis užsandarintų, kai jie nenaudojami.