Airduino. Շարժական օդի որակի մոնիտոր `5 քայլ

2024 Հեղինակ: John Day | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2024-01-30 09:46

Բարի գալուստ իմ նախագիծ, Airduino: Իմ անունն է Ռոբբեն Բրենս: Ես սովորում եմ մուլտիմեդիա և կապի տեխնոլոգիա Howest- ում, Բելգիայի Կորտրիկ քաղաքում: Երկրորդ կիսամյակի վերջում մենք պետք է ստեղծենք IoT սարք, որը հիանալի միջոց է `ձեռք բերված զարգացման բոլոր հմտությունները միասին հավաքելու և ինչ -որ օգտակար բան ստեղծելու համար: Իմ նախագիծը օդային որակի շարժական մոնիտոր է, որը կոչվում է Airduino: Այն չափում է մասնիկների նյութի կոնցենտրացիան օդում, այնուհետև հաշվարկում է AQI (օդի որակի ինդեքս): Այս AQI- ն կարող է օգտագործվել առողջության համար այն ռիսկերը որոշելու համար, որոնք առաջանում են օդում մասնիկների չափված կոնցենտրացիայից և այն միջոցներից, որոնք պետք է ձեռնարկվեն տեղական ինքնակառավարման մարմինների կողմից `իրենց քաղաքացիներին այս առողջական ռիսկերից պաշտպանելու համար:

Կարևոր է նաև նշել, որ սարքը շարժական է: Ներկայումս ամբողջ Եվրոպայում կան հազարավոր ստատիկ օդի որակի մոնիտորինգի սարքեր: Նրանք ունեն իրենց հսկայական բացասական կողմը, քանի որ դրանք չեն կարող տեղափոխվել, երբ ապրանքը առցանց է: Բջջային սարքը հնարավորություն է տալիս չափել օդի որակը բազմաթիվ վայրերում և նույնիսկ շարժվելիս (google street view ոճ): Այն նաև աջակցում է այլ հատկանիշների ՝ բացահայտելով օդի որակի փոքր տեղական խնդիրները (օրինակ ՝ վատ օդափոխվող փողոցը): Փոքր փաթեթում այդքան արժեք ապահովելը այն է, ինչը այս նախագիծը դարձնում է հուզիչ:

Այս նախագծի համար ես օգտագործեցի Arduino MKR GSM1400: Այն պաշտոնական Arduino տախտակ է `u-blox մոդուլով, որը հնարավորություն է տալիս 3G բջջային կապ: Airduino- ն կարող է հավաքված տվյալները սերվեր հասցնել ցանկացած պահի և ցանկացած վայրից: Բացի այդ, GPS մոդուլը թույլ է տալիս սարքին տեղորոշել ինքն իրեն և չափել տեղորոշումը:

PM- ի (մասնիկների նյութի) կոնցենտրացիան չափելու համար ես օգտագործեցի օպտիկական սենսորային կարգավորում: Սենսորը և լույսի ճառագայթը միմյանց անկյան տակ են: Երբ մասնիկները անցնում են լույսի դիմաց, որոշ լույս արտացոլվում է դեպի սենսորը: Սենսորը գրանցում է զարկերակ այնքան ժամանակ, քանի դեռ մասնիկը անդրադարձնում է լույսը սենսորին: Եթե օդը շարժվում է կայուն արագությամբ, ապա այս զարկերակի երկարությունը թույլ է տալիս գնահատել մասնիկի տրամագիծը: Այս տեսակի սենսորներն առաջարկում են PM- ը չափելու բավականին էժան միջոց: Կարևոր է նաև նշել, որ ես չափում եմ երկու տարբեր տեսակի PM; Մասնիկ նյութ, որն ունի ավելի փոքր տրամագիծ, քան 10 մկմ (PM10), և ավելի փոքր տրամագծով, քան 2,5 մկմ (PM2, 5): Նրանց առանձնանալու պատճառն այն է, որ մասնիկների նյութի փոքրանալուն զուգընթաց առողջության հետ կապված ռիսկերը մեծանում են: Ավելի փոքր մասնիկները ավելի խորը ներթափանցելու են թոքեր, ինչը կարող է ավելի մեծ վնաս հասցնել: PM2, 5 -ի բարձր կոնցենտրացիան, հետևաբար, կպահանջի ավելի կամ տարբեր միջոցներ, քան PM10- ի բարձր մակարդակի դեպքում:

Ես ձեզ քայլ առ քայլ ցույց կտամ, թե ինչպես եմ ես ստեղծել այս սարքը Instructables- ի այս գրառման մեջ

Քայլ 1: Մասերի հավաքում

Առաջին հերթին, մենք պետք է համոզվենք, որ մենք ունենք այս նախագծի ստեղծման համար անհրաժեշտ բոլոր մասերը: Ստորև կարող եք գտնել իմ օգտագործած բոլոր բաղադրիչների ցանկը: Այս քայլից ներքև կարող եք ներբեռնել նաև բոլոր բաղադրիչների ավելի մանրամասն ցանկը:

• Arduino MKR GSM 1400
• Arduino Mega ADK
• Raspberry pi 3 + 16 GB միկրո SD քարտ
• NEO-6M-GPS
• TMP36
• BD648 տրանզիստոր
• 2 x pi-fan
• 100 Օմ դիմադրություն
• Թռիչքային մալուխներ

• 3.7V adafruit լիցքավորվող Li-Po մարտկոց

• Dipole GSM ալեհավաք
• Պասիվ GPS ալեհավաք

Այս մասերի վրա ես ընդհանուր առմամբ ծախսել եմ մոտ 250 եվրո: Դա, իհարկե, ամենաէժան նախագիծը չէ:

Քայլ 2: Շղթայի ստեղծում

Ես նախագծեցի PCB (տպագիր տպատախտակ) այս նախագծի համար `արծիվ: Այս քայլից ներքև կարող եք ներբեռնել kerber ֆայլերը (ֆայլեր, որոնք ցուցումներ են տալիս PCB- ն կառուցող մեքենային): Այնուհետեւ կարող եք այս ֆայլերը ուղարկել PCB արտադրողին: Ես բարձր եմ խորհուրդ տալիս JLCPCB- ն: Երբ ձեր տախտակները ձեռք բերեք, կարող եք բաղադրիչները հեշտությամբ կպցնել դրանց `օգտագործելով վերը նշված էլեկտրական սխեման:

Քայլ 3: Տվյալների բազայի ներմուծում

Այժմ ժամանակն է ստեղծել sql տվյալների բազա, որտեղ մենք կպահենք չափված տվյալները:

Այս քայլից ներքև կավելացնեմ sql աղբանոց: Դուք պետք է տեղադրեք mysql Raspberry pi- ի վրա, այնուհետև ներմուծեք աղբանոցը: Սա ձեզ համար կստեղծի տվյալների շտեմարան, օգտվողներ և աղյուսակներ:

Դուք կարող եք դա անել, օգտագործելով mysql հաճախորդը: Ես բարձր խորհուրդ եմ տալիս MYSQL Workbench. Հղումը կօգնի ձեզ տեղադրել mysql և ներմուծել sql աղբանոցը:

Քայլ 4: Կոդի տեղադրում

Դուք կարող եք գտնել կոդը իմ github- ում կամ ներբեռնել այս քայլին կցված ֆայլը:

Դուք ստիպված կլինեք.

տեղադրել apache- ը ազնվամորի pi- ի վրա և տեղադրել frontend ֆայլերը արմատային թղթապանակի մեջ: Այնուհետև ինտերֆեյսը հասանելի կլինի ձեր տեղական ցանցում:

• Տեղադրեք պիթոնի բոլոր փաթեթները, որոնք ներմուծվում են backend հավելված: Դրանից հետո դուք կկարողանաք գործարկել հետևի ծածկագիրը ձեր հիմնական պիթոնի թարգմանչի կամ վիրտուալի հետ:
• Տեղափոխեք ձեր ազնվամորու pi- ի 5000 նավահանգիստը, որպեսզի arduino- ն կարողանա հաղորդակցվել հետևի հետ:
• Վերբեռնեք arduino կոդը arduinos- ում: Համոզվեք, որ փոխում եք ձեր SIM քարտի Ip հասցեները և ցանցի օպերատորի տվյալները:

Քայլ 5: Գործի կառուցում

Գործի համար ամենակարևորն այն է, որ այն թույլ է տալիս լավ օդի հոսք սարքի միջոցով: Սա ակնհայտորեն անհրաժեշտ է `ապահովելու համար, որ սարքում կատարված չափումները ներկայացելի լինեն սարքից դուրս գտնվող օդի համար: Քանի որ սարքը նախատեսված է դրսում օգտագործելու համար, այն նաև պետք է անձեռնմխելի լինի:

Դա անելու համար ես գործի ներքևում օդային անցքեր եմ արել: Օդային անցքերը նույնպես առանձնացված են էլեկտրոնիկայի տարբեր խցիկում: Սա ստիպում է, որ ջուրը պետք է բարձրանա (ինչը չի կարող) էլեկտրոնիկային հասնելու համար: Ես պահում էի arduinos USB պորտի ռետինով անցքերը: Որպեսզի ինքն իրեն փակվի, երբ դրանք չեն օգտագործվում: