Օգտագործելով Pimoroni Enviro+ FeatherWing With Adafruit փետուրով NRF52840 Express: 8 քայլ

2024 Հեղինակ: John Day | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2024-01-30 09:45

Pimoroni Enviro+ FeatherWing- ը տախտակ է ՝ լի սենսորներով, որը նախատեսված է Adafruit Feather- ի տախտակների հետ աշխատելու համար: Դա օգտակար վայր է սկսելու բոլոր նրանց համար, ովքեր հետաքրքրված են շրջակա միջավայրի մոնիթորինգով, մթնոլորտի աղտոտվածությամբ և տվյալների հավաքագրմամբ: Այն առանձնանում է `

• Bosch BME280 - ջերմաստիճանի, ճնշման, խոնավության ցուցիչ;
• Lite-On LTR-559-լույսի և հարևանության ցուցիչ;
• SensorTech MiCS -6814 - օքսիդացնող գազեր, նվազեցնող գազեր և ամոնիակ տվիչ;
• Անալոգային խոսափող `աղմուկի աղտոտման չափում;
• Plantower PMS5003 մասնիկների սենսորի միակցիչ (ներառված չէ):

Մետաղօքսիդային տվիչների եռյակն MiCS-6814- ում ներառում է օքսիդացնող գազերի ավելի քիչ տարածված սենսոր: Սա օգտակար է ազոտի երկօքսիդի (NO2) նկատմամբ զգայունության համար, որը աղտոտիչ է տարածված քաղաքներում և խոշոր ճանապարհների մոտ:

Pimoroni- ն խորհուրդ է տալիս կամ Adafruit- ին

• Փետուր M4 Express (120MHz, 192kB խոյ) կամ
• Փետուր nRF52840 Express (64 ՄՀց, 256 կԲ խոյ):

Այս ուղեցույցի համար ընտրվեց nRF52840- ը, քանի որ այն աջակցում է Bluetooth Low Energy (BLE) համակարգին, որը տախտակին տալիս է տվյալներ այլ սարքի ուղարկելու ներուժ:

The Feather and FeatherWing երկուսն էլ գալիս են չկապված արական վերնագրերով: Կանանց վերնագրերը պահանջվում են տախտակները դնելու համար: Այս ուղեցույցը ցույց է տալիս «հավաքելու վերնագրեր» -ի օգտագործումը, որը թույլ է տալիս Փետուրի տախտակը նաև մտցնել տախտակի մեջ ՝ հեշտացնելով փորձարկումները լրացուցիչ սենսորների հետ: Վերնագրերը պետք է սոսնձել տախտակներին, բայց դա ողջամտորեն պարզ է:

Enviro+ FeatherWing- ն ունի մեկ նուրբ տարբերություն իր զարմիկի ՝ Enviro+ օդի որակի համար Raspberry Pi- ի համար: Ըստ երևույթին, FeatherWing տարբերակը նախագծված է 5 Վ-ից ցածր լարման հետ աշխատելու համար, ինչը թույլ է տալիս օգտագործել մեկ լիթիում պոլիմերային (LiPo) մարտկոց, որն արտադրում է 3.7V-4.3V: Այն ունի DC-DC փոխարկիչ, որն ապահովում է 5V լրացուցիչ PMS5003- ի համար, և դա կարող է MiCS-6814 ներքին տաքացուցիչներին անհատապես սնուցել այս ավելի ցածր լարման դեպքում:

Հիմնական նկարը ցույց է տալիս Enviro+ FeatherWing- ը ՝ ցուցադրելով PM2.5 և PM10 տվյալները PMS5003- ից: Կարապ Վեստասի լուցկին մոմ վառելու սյուժեի կեսից խափանվել է:

Երկրորդ հոդվածը ներառում է ածխածնի երկօքսիդի մակարդակի գծագրումը Pimoroni Enviro+ FeatherWing- ի և Adafruit SCD-30- ի հետ:

Պարագաներ:

• Pimoroni Enviro+ FeatherWing - Պիմորոնի | Adafruit - (մեկ այլ նմանատիպ տախտակ կա Raspberry Pi- ի համար)
• Adafruit nRF52840 Փետուրի ճեպընթաց - Պիմորոնի | Ադաֆրուտ
• Փետուրների հավաքման վերնագրեր - Պիմորոնի | Կարելի է օգտագործել նաև Adafruit - սովորական կին վերնագրեր կամ FeatherWing կրկնապատկիչ/եռակի
• Sոդող
• Լրացուցիչ. Plantower PMS5003 մասնիկների նյութի տվիչ - Պիմորոնի | Ադաֆրուտ

Քայլ 1: Bootloader- ի արդիականացում

Փետուրի տախտակը կարելի է ստուգել նախքան այն միացնելը `USB- ի միջոցով համակարգչին միացնելով: Սա օգտակար ժամանակ է բեռնիչը ստուգելու համար. Հին տարբերակները կարող են Windows- ում առաջացնել շփոթեցնող, բայց անվնաս սխալներ:

Փետուրի վերակայման կոճակի կրկնակի սեղմումը հանգեցնում է այն բանին, որ FTHR840BOOT կոչվող սկավառակը ներկայացվի ընդունող համակարգչին: Տարբերակը ստուգելու համար INFO_UF2. TXT անունով ֆայլ կարող է բացվել, ստորև բերված օրինակը ցույց է տալիս 0.2.6 տարբերակը նշող բովանդակությունը.

F2 Bootloader 0.2.6 lib/nrfx (v1.1.0-1-g096e770) lib/tinyusb (legacy-525-ga1c59649) s140 6.1.1

Մոդել ՝ Adafruit Feather nRF52840 Express Board-ID: NRF52-Bluefruit-v0 Bootloader: s140 6.1.1 Date: Dec 21 2018

Մինչև 0.2.9 տարբերակները տառապում են վերը նշված սխալից: Մի փոքր անհանգիստ արդիականացման գործընթացը նկարագրված է Adafruit Learn- ում. Ներկայացնելով Adafruit nRF52840 Feather: Update Bootloader- ը և քննարկվում է Adafruit- ի ֆորումներում. Windows- ի սխալները պատճենում են CircuitPython UF2- ը FTHR840BOOT- ում:

Քայլ 2: Վերնագրերի զոդում

Enviro+ FeatherWing- ին պետք է կցված լինեն արական վերնագրեր, իսկ փետուրին `կցված կանացի վերնագրեր:

Eringոդման ընթացքում քորոցները ճիշտ դիրքում գտնելու սովորական տեխնիկան դրանք տախտակի մեջ դնելն է: Այս FeatherWing- ի հետ որոշակի զգուշություն է պահանջվում, քանի որ ներքևի մասում գտնվող picoblade միակցիչն ավելի բարձր է, քան վերնագրի պլաստմասսայե անջատիչները: Դա կարող է պատճառ դառնալ, որ տախտակն անզգուշորեն կպցվի անկյան տակ: Վերը նկարը ցույց է տալիս անկյունը: Սա հեշտությամբ լուծվում է ՝ վերնագրերը միատեսակ բարձրացնելով հացատախտակից 2-3 մմ (0.1 դյույմ):

Կանացի վերնագրերը պետք է ուղղահայաց լինեն տախտակին: Դա կարելի է հասնել `դրանք հարթ մակերևույթի վրա դնելով և ապահովելով, որ Փետուրի տախտակը ամուր սեղմվի դրանց վրա: Վերոնշյալ նկարում երևում է, թե ինչպես է մատիտը ճնշում գործադրում ՝ ձեռքերից օգնող սարքը, որը քաշ է դնում մատիտի վրա: Որոշ պահեստային վերնագրեր լրացուցիչ օգնություն են տրամադրում տարածությունը պահպանելու համար:

MiCS-6814 տվյալների թերթիկում նշվում է.

Սենսորը պետք է զոդվի զոդման միջոցով չեզոք մթնոլորտում, առանց հոսքի գոլորշիների զոդման: Սենսորը չպետք է ենթարկվի օրգանական լուծիչների, սիլիկոնե գոլորշիների կամ ծխախոտի ծխի բարձր կոնցենտրացիաների `զգայուն շերտը թունավորելու համար:

Գազի սենսորը ծածկող դիմակավոր ժապավենի մի փոքր կտոր իմաստուն նախազգուշական միջոց է զոդման և հոսքի մաքրման ժամանակ: Էկրանի պաշտպանիչը նույնպես կարող է այս փուլում միացված մնալ ՝ երկաթով եռակցումից հոսքի անխուսափելի փոքր շողերի դեմ պայքարելու համար: Խոսափողը նաև կօգտագործի դիմակավոր ժապավենով պաշտպանությունը ցանկացած հոսքի մաքրման ընթացքում:

Քորոցների երկար տողերը հեշտությամբ կարող են թեքվել դրանք հացաթղթից կամ այլ վարդակից հանելիս: Takeգույշ եղեք, որպեսզի խուսափեք տախտակի մի ծայրը թեքելուց:

Adafruit- ն ունի ուղեցույց, որը ներառում է վերնագրեր, Pimoroni- ն ունի ընդհանուր զոդման ուղեցույց, որը ներառում է վերնագրեր, և YouTube- ում կա մի գեղեցիկ տեսանյութ, որը ցույց է տալիս, թե ինչպես կարելի է գլուխները զոդել նմանատիպ ոճի տախտակի վրա `GurgleApps: Raspberry Pi Pico Upgrade Number1 - Snazzy Header Pins!

Քայլ 3. CircuitPython և Combined Plotter օրինակ տեղադրելը

Եթե դուք ծանոթ չեք CircuitPython- ին, ապա արժե նախ կարդալ Welcome to CircuitPython ուղեցույցը:

Ստորև տեղադրման քայլերը հիմնված են pimoroni / EnviroPlus-FeatherWing README- ի և Starting Start- ի ուղեցույցի վրա ՝ ավելի ուշ գրադարանով, որն ապահովում է CircuitPython 6.x- ը:

1. Տեղադրեք CircuitPython- ի վերջին տարբերակը (6.0.0 2020 թվականի դեկտեմբերին) https://circuitpython.org/ կայքից - այս գործընթացը նկարագրված է CircuitPython for Feather nRF52840- ում:
2. Ստուգեք տեղադրումը `USB- ի միջոցով միանալով սերիական վահանակին: REPL հուշումը ցույց է տալիս տարբերակը: Տարբերակը կարող է նաև ստուգվել ՝ ստուգելով boot_out.txt- ը CIRCUITPY սկավառակի վրա:

3. Տեղադրեք այս գրադարանները փաթեթից ՝ https://circuitpython.org/libraries- ից CIRCUITPY- ի lib գրացուցակում.

   1. adafruit_bus_device
   2. adafruit_bme280 (ոչ adafruit_bmp280)
   3. adafruit_st7735r (ոչ adafruit_st7735)
   4. adafruit_display_text

4. Տեղադրեք այս գրադարանները EnviroPlus-FeatherWing-1.0.zip ֆայլից GiHub- ից ՝ pimoroni/EnviroPlus-FeatherWing: 1.0 տարբերակ CIRCUITPY- ի lib գրացուցակում:

   1. i2cdevice (չպետք է շփոթել Adafruit- ի i2c_device գրադարանի հետ)
   2. pimoroni_envirowing
   3. pimoroni_ltr559
   4. pimoroni_physical_feather_pins
   5. pimoroni_pms5003
   6. Մի տեղադրեք pimoroni_circuitpython_adapter այստեղից
5. Տեղադրեք Pimoroni CircuitPython ադապտերների վերջին գրադարանը ՝ ներբեռնելով _init_.py ֆայլը նորաստեղծ lib/pimoroni_circuitpython_adapter գրացուցակում CIRCUITPY- ում:
6. Ներբեռնեք համակցված գծագրիչի օրինակելի ծրագիրը CIRCUITPY- ին ՝ կտտացնելով «Պահել հղումը որպես…» plotters_combined.py- ում:
7. CIRCUITPY- ում վերանվանել կամ ջնջել գոյություն ունեցող code.py ֆայլը, այնուհետև plotters_combined.py- ն վերանվանել code.py. Այս ֆայլը գործարկվում է, երբ CircuitPython թարգմանիչը սկսում կամ վերաբեռնում է:

Այս ուղեցույցի համար օգտագործված տարբերակները հետևյալն էին.

• CircuitPython 6.0.0
• CircuitPython գրադարանային փաթեթ adafruit-circuitpython-bundle-6.x-mpy-20201208.zip
• EnviroPlus-FeatherWing գրադարան Տարբերակ 1.0
• pimoroni_circuitpython_adapter գրադարան 9-դեկ -2020 f062036

Քայլ 4: Համակցված գծագիր

Համակցված գծանկարիչն ունի չորս էկրան.

1. Ձայն և լույս:
2. PM2.5 և PM10:
3. Pressureերմաստիճանը, ճնշումը եւ խոնավությունը:
4. OX, RED և NH3:

Մասնիկների (PM) էկրանը հայտնվում է միայն այն դեպքում, եթե կցված է Plantower PMS5003- ը: Programրագիրը սկզբում ստուգում է իր ներկայությունը և տպում է այս տեղեկատվական հաղորդագրությունը, եթե այն կապված չէ.

PMS5003 Ընթերցման ժամկետը. Չհաջողվեց կարդալ շրջանակի բայթերի սկիզբը

Դուք հավանաբար չունեք pms5003 միացված ՝ շարունակելով առանց մասնիկների անտառահատումների

Theրագրի վերևում սյուժեի միջակայքը սահմանվում է 540 վայրկյան: Սա կարող է ճշգրտվել `հողամասի տոկոսադրույքը վերահսկելու համար:

Քայլ 5: Enviro+ FeatherWing կապում

Enviro+ FeatherWing- ը օգտագործում է Փետուրի քորոցների մեծ քանակ: Հետևյալները օգտագործվում են, փակագծերում տեղ գտած անունները ՝ Պիմորոնիի անվանման սխեմայից:

• A0 (pin5) - MiCS6814 ամոնիակ գազի տվիչ
• A1 (pin6) - MiCS8614 նվազեցնող գազի տվիչ
• A2 (pin7) - MiCS6814 օքսիդացնող գազի տվիչ
• A3 (pin8) - անալոգային խոսափող
• A4 (pin9) - Միացնել MiCS6814- ը
• D5 (pin19) - SPI ավտոբուսի էկրանի հրաման
• D6 (pin20) - SPI ավտոբուսի էկրանի չիպի ընտրություն
• D9 (pin21) - լուսավորություն (PWM)
• D10 (pin22) - PMS5003 միացնել
• D11 (pin23) - PMS5003 վերականգնում
• D12 (pin24) - LTR -559 ընդհատում (չի աջակցվում CircuitPython գրադարանում)
• SCK (pin11) - SPI ավտոբուսի ժամացույց
• MO (pin12) - SPI ավտոբուսի վարպետ ստրուկը ներսում
• MI (pin13) - SPI ավտոբուսի վարպետ ստրուկում դուրս
• RX (pin14) - PMS5003 փոխանցում (ստանալ փետուրով)
• TX (pin15) - PMS5003 ստանալ (փոխանցել փետուրից)
• SCL (pin18) - I2C ժամացույց
• SDA (PIN 17) - I2C տվյալներ

Սա A5, D2/DFU և D13 թողնում է անվճար օգտագործման համար:

Քայլ 6: Էլեկտրաէներգիայի սպառում

Էլեկտրաէներգիայի սպառումը լավ է USB բնութագրերի սահմաններում, նույնիսկ եթե LiPo մարտկոցը միացված է և լիցքավորվում է: Օգտագործումը ավելի տեղին է մարտկոցի էներգիայի անցում պլանավորելու համար: Ընթացքի որոշ շատ մոտավոր չափումներ են.

• 100 մԱ անգործուն, լուսավորությունն անջատված է;
• 100 մԱ պլոտատոր աշխատում է, լուսավորությունը ցածր է;
• 120 մԱ պլոտատոր աշխատում է, լուսավորությունը ՝ բարձր:

Plantower PMS5003- ի տվյալների թերթիկում նշվում է, որ հոսանքը 100 մԱ -ից պակաս է, սա կլինի ի լրումն վերը նշված թվերի: Enviro+ FeatherWing- ի վրա DC-DC փոխարկիչի օգտագործումը կարող է մի փոքր ավելացնել այս թիվը:

The Feather nRF52840 Express տախտակն ունի NeoPixel (RGB LED), սակայն դրա կանխադրված օգտագործման պայծառության մակարդակը ՝ որպես ծրագրի վիճակի ցուցիչ, միայն փոքր քանակություն է ավելացնում սպառման վրա: Փետուրի տախտակն ինքնին 10mA- ից ցածր է, FeatherWing- ը էներգիայի քաղցած տախտակ է:

Քայլ 7: Ավելացնել Plantower PMS5003 Հատուկ նյութի տվիչ

Met One Instruments BAM 1020- ը տարածված տեսք է ամբողջ աշխարհում, որը չափում է մասնիկները քաղաքներում: Գոյություն ունեն ավելի մատչելի սարքերի շարք, և Enviro+ FeatherWing- ը գալիս է Plantower PMS5003 մասնիկների սենսորի միակցիչով:

Այս սենսորի Pimoroni գրադարանի ծածկագիրը ներկայումս փխրուն է թվում: Պարզ և արագ բարելավում ՝ բացառություններ ծրագրում բռնելն է: Plotters_combined.py ծրագիրը կարող է բարելավվել ՝ ավելացնելով սա վերևում.

ներմուծել pimoroni_pms5003

Եվ այս տողը փոխարինելով հիմնական, իսկ հանգույցում

# վերցնել ընթերցումներ

pms_reading = pms5003.read ()

հետ ՝

# վերցնել ընթերցումներ

փորձեք ՝ pms_reading = pms5003.read () բացառությամբ pimoroni_pms5003. ChecksumMismatchError: տպել («ստուգման գումարի սխալ»)

Քայլ 8: Առաջ գնալ

Enviro+ FeatherWing- ը գործարկելուց հետո մի շարք ոլորտներ կան ուսումնասիրելու:

• Արտաքին ջերմաստիճանի տվիչի ավելացում: BME280- ում ջերմաստիճանի տվիչը ենթակա է ինչպես ներքին, այնպես էլ մոտակա բաղադրիչներից տաքացման և նախատեսված է մյուս BME280 տվիչների չափագրման համար: Արժեքը կարող է մշակվել ՝ շրջակա օդի ջերմաստիճանի մոտավոր չափում ապահովելու համար, բայց կան շատ մատչելի, բարձրակարգ արտաքին տարբերակներ:
• Սենսորների ճշգրտում: Theնշումը հեշտ է `օգտագործելով եղանակի դիտարկումները կամ կարճաժամկետ կանխատեսումները (դրանք կլինեն 0 ֆտ amsl), մնացածը` դժվար:
• PMS5003 ելքի ուղղում հարաբերական խոնավության համար: Բանաձևը ներկայացված է EPA- ի PDF- ի 8 -րդ էջում. PurpleAir PM2.5 ԱՄՆ ուղղում և կատարում ծխի իրադարձությունների ժամանակ 4/2020
• Սենսորային տվյալները Bluetooth Low Energy- ի միջոցով այլ սարքերին հեռարձակելու համար կոդ ավելացնելը:
• Ուսումնասիրել, թե ինչպես նվազագույնի հասցնել էներգիայի սպառումը: Որոշ սենսորներ ունեն միացման գծեր, դրանք կարող են սենսորներից անջատել էներգիան կամ դրանք դնել ցածր էներգիայի ռեժիմի: Senեռուցման ժամանակ ունեցող տվիչների համար պարբերաբար նմուշառումը կարող է գործնական չլինել:
• Դրսում տեղադրելու համար հարմար պատյան գնելը, հարմարեցնելը կամ պատրաստելը `խնամքով մշակված ներքին օդի հոսքով և արևի ուղիղ ճառագայթների համար համապատասխան նախազգուշական միջոցներով: SensorTech MiCS-6814 գազի սենսորը լավագույնս աշխատում է դրա վրայով մշտական, ցածր արագությամբ օդի հոսքով:
• Ուսումնասիրելով, թե ինչպես են եղանակային պայմաններն ազդում հողի մակարդակում աղտոտման վրա: Հուշում. Շրջադարձերը նշանակալի են:
• Մարտկոցի հզորությամբ մարտկոցի կամ արևի փոխարկումը: Արևային էներգիան ավելի մարտահրավեր է, քան պարզապես ֆոտովոլտային արևային վահանակ ավելացնելը, տես Adafruit Learn- ի «Դիզայնի նշումներ» բաժինը ՝ USB, DC և արևային լիպոլի լիցքավորիչ:
• Այլ սենսորների ավելացում `ընդհանուր աղտոտիչները չափելու համար, ինչպիսիք են օզոնը (O3) և ծծմբի երկօքսիդը (SO2) կամ ջերմոցային գազերը, ինչպիսիք են ածխաթթու գազը (CO2): Մի քանի տվիչներ չափում են «eCO2» - ը և հարմար չեն մթնոլորտային CO2 չափելու համար: Adafruit- ն այժմ վաճառում է մեծ արժեք ունեցող Sensirion SCD-30 NDIR CO2 տվիչը STEMMA QT i2c միակցիչներով տախտակի վրա:
• Եթե ցանկանում եք հետաքննել տվյալների ուղարկումը ինտերնետով Wi-Fi- ի միջոցով, ապա FeatherS2 տախտակը ESP32-S2 միկրոկոնտրոլերով, կարծես, համատեղելի է Enviro+ FeatherWing- ի հետ: ESP32-S2 անալոգային թվային փոխարկիչների (ADC) հետ կապված պրոբլեմատիկ սահմանափակում կա, որը կանխում է գազի տվիչների ճիշտ չափումը: Լրացուցիչ տեղեկությունների համար տես Adafruit ֆորումներ. Փետուրի ADC համեմատություն, ներառյալ 2.6V սահմանափակ ESP32-S2:

Առնչվող նախագծեր.

• Adafruit Learn. Համեմատություն և փորձ դյուրավառ գազի տվիչների հետ
• Adafruit Learn: TMP36 ջերմաստիճանի տվիչ

Լրացուցիչ ընթերցում.

• Առողջապահության համաշխարհային կազմակերպության (ԱՀԿ) օդի աղտոտվածության ուղեցույցներ
• Բրիտանական թոքերի հիմնադրամ - օդի որակ (PM2.5 և NO2)
• Շնչեք Լոնդոն-ցանց, որը կլրացնի Լոնդոնի օդի որակի ցանցը «մատչելի, հեշտ տեղադրվող և պահպանելու օդի որակի տվիչները բոլորի համար» ՝ ներկայումս օգտագործելով Clarity Node-S- ը:
• Օդի որակի համաշխարհային ինդեքս - հավաքում է բազմաթիվ տարբեր աղբյուրների տվյալներ քարտեզի պատկերներով և պատմական տվյալներով:
• Մթնոլորտային ամսագիր. Ներքին օդի աղտոտվածությունը բնակելի վառարաններից. Տիեզերքում մասնակի նյութերի հեղեղումը իրական աշխարհի օգտագործման ժամանակ. Սա օգտագործում է Enviro+ տախտակի Raspberry Pi տարբերակը:
• Օրենսդրություն. Օդի որակի չափանիշների կանոնակարգեր 2010 (Մեծ Բրիտանիա)
• Pimoroni բլոգ. Տարվա առավել աղտոտված գիշեր (Մեծ Բրիտանիայում)
• The Economist. Կեսգիշերային երկինք. Լեհաստանի ածուխով տան տաքացումը ստեղծում է համատարած աղտոտվածություն (2021 թ. Հունվար)
• BBC News. Երթևեկության աղմուկը խաթարում է երգիչ թռչունների կարողությունները (աղմուկի աղտոտում)
• Softwareրագրային ապահովման սխալներ մասնիկների մատուցման գրադարանում. Հայացք այն խնամքի վրա, որը պահանջվում է ամուր վերլուծել PMS5003 սերիական արձանագրությունը: