Airduino: Ауа сапасының мобильді мониторы: 5 қадам

2024 Автор: John Day | [email protected]. Соңғы өзгертілген: 2024-01-30 10:23

Менің жобама қош келдіңіз, Airduino. Менің атым Роббе Бренс. Мен Кортрих қаласындағы Хауест қаласында мультимедиялық және коммуникациялық технологияны оқып жатырмын, Бельгия. Екінші семестрдің соңында біз IoT құрылғысын жасауымыз керек, бұл пайдалы нәрсені жасау үшін бұрын алынған барлық дағдыларды біріктірудің тамаша әдісі. Менің жобам - Airduino деп аталатын мобильді ауа сапасы мониторы. Ол ауадағы бөлшектердің концентрациясын өлшейді, содан кейін AQI (ауа сапасының индексі) есептейді. Бұл AQI ауадағы бөлшектердің өлшенген концентрациясынан туындайтын денсаулыққа қауіп -қатерді анықтау үшін пайдаланылуы мүмкін және жергілікті билік өз азаматтарын денсаулығына осы қауіптерден қорғау үшін қолдануы керек шараларды қолданады.

Бұл құрылғы мобильді екенін ескеру қажет. Қазіргі уақытта бүкіл Еуропада ауа сапасын бақылайтын мыңдаған құрылғылар бар. Олардың үлкен минусы бар, себебі өнім желіде болған кезде оларды басқа жерге ауыстыру мүмкін емес. Мобильді құрылғы ауа сапасын бірнеше жерде, тіпті қозғалыс кезінде де өлшеуге мүмкіндік береді (google street view style). Ол сонымен қатар, мысалы, ауаның сапасының кішігірім мәселелерін анықтайтын басқа функцияларды қолдайды (мысалы, желдетілмеген көше сияқты). Кішкене пакетте үлкен құндылықты қамтамасыз ету - бұл жобаны қызықты етеді.

Мен бұл жобаға Arduino MKR GSM1400 қолдандым. Бұл 3G ұялы байланысын қосатын u-blox модулі бар Arduino ресми тақтасы. Airduino жиналған деректерді серверге кез келген уақытта және кез келген жерден жібере алады. Сондай -ақ, GPS модулі құрылғыға өз орнын табуға және өлшеулерді геолокациялауға мүмкіндік береді.

PM (бөлшектер) концентрациясын өлшеу үшін мен оптикалық сенсор қондырғысын қолдандым. Сенсор мен жарық сәулесі бір -біріне бұрышта орналасқан. Бөлшектер жарықтың алдынан өткенде, кейбір жарық сенсорға қарай шағылады. Датчик импульсті тіркейді, себебі бөлшек сенсорға жарықты көрсетеді. Егер ауа біркелкі жылдамдықпен қозғалса, бұл импульстің ұзындығы бөлшектің диаметрін бағалауға мүмкіндік береді. Мұндай сенсорлар PM өлшеудің өте арзан әдісін ұсынады. Мен ПМ -нің екі түрлі түрін өлшейтінімді ескеру маңызды; Диаметрі 10 мкм -ден (PM10) кіші, ал диаметрі 2,5 мкм -ден кіші бөлшектер (PM2, 5). Олардың ерекшелену себебі - бөлшектер кішірейген сайын денсаулыққа қауіп төнеді. Кішкене бөлшектер өкпеге терең енеді, бұл көп зақым келтіруі мүмкін. PM2, 5 жоғары концентрациясы PM10 жоғары деңгейіне қарағанда көп немесе әр түрлі шараларды қажет етеді.

Мен сізге осы нұсқаулықта осы құрылғыны қалай жасағанымды кезең-кезеңімен көрсетемін

1 -қадам: бөлшектерді жинау

Біріншіден, біз бұл жобаны жасауға қажетті барлық бөлшектердің бар екеніне көз жеткізуіміз керек. Төменде сіз мен қолданған барлық компоненттердің тізімін таба аласыз. Сіз осы қадамның астындағы барлық компоненттердің толығырақ тізімін жүктей аласыз.

• Arduino MKR GSM 1400
• Arduino Mega ADK
• Raspberry pi 3 + 16 ГБ micro sd-картасы
• NEO-6M-GPS
• TMP36
• BD648 транзисторы
• 2 x пи-желдеткіш
• 100 Ом резисторы
• Өтпелі кабельдер

• 3.7V адафрут қайта зарядталатын Li-Po батареясы

• Dipole GSM антеннасы
• Пассивті GPS антеннасы

Мен бұл бөлшектерге шамамен 250 евро жұмсадым. Әрине, бұл ең арзан жоба емес.

2 -қадам: схеманы құру

Мен бұл жобаға бүркітте ПХД (баспа платасы) құрастырдым. Кербер файлдарын (PCB құрастыратын машинаға нұсқаулар беретін файлдар) осы қадамның астынан жүктеуге болады. Содан кейін сіз бұл файлдарды ПХД өндірушісіне жібере аласыз. Мен JLCPCB ұсынамын. Тақталарды алған кезде, жоғарыда көрсетілген электр схемасын қолдана отырып, компоненттерді оңай дәнекерлей аласыз.

3 -қадам: мәліметтер қорын импорттау

Енді біз өлшенген деректерді сақтайтын sql мәліметтер базасын құратын кез келді.

Мен осы қадамның астына sql демпін қосамын. Сізге Raspberry pi -де mysql орнату керек, содан кейін демпингті импорттау қажет болады. Бұл сізге мәліметтер базасын, пайдаланушылар мен кестелерді жасайды.

Сіз мұны mysql клиентінің көмегімен жасай аласыз. Мен MYSQL Workbench ұсынамын. Сілтеме mysql орнатуға және sql қоқысын импорттауға көмектеседі.

4 -қадам: кодты орнату

Сіз менің github -дан кодты таба аласыз немесе осы қадамға бекітілген файлды жүктей аласыз.

Сізге:

apache -ді таңқурай pi -ге орнатыңыз және алдыңғы файлдарды түбірлік қалтаға салыңыз. Содан кейін интерфейс жергілікті желіде қол жетімді болады

• Backend қосымшасына импортталатын барлық python пакеттерін орнатыңыз. Содан кейін сіз негізгі кодты негізгі питон аудармашысымен немесе виртуалды кодпен іске қоса аласыз.
• Arduino артқы жағымен байланысуы үшін сіздің таңқурай пидің 5000 портын алға жіберіңіз.
• Arduino кодын arduino -ға жүктеңіз. SIM картасының IP мекенжайлары мен желі операторының ақпаратын өзгерткеніңізге көз жеткізіңіз.

5 -қадам: Істі құру

Бұл жағдайда, ең бастысы, бұл құрылғы арқылы жақсы ауа ағынын қамтамасыз етеді. Бұл, әрине, құрылғыда жүргізілген өлшеулер құрылғының сыртындағы ауаға әсер етуін қамтамасыз ету үшін қажет. Құрылғы сыртта қолдануға арналған болғандықтан, ол жаңбырға төзімді болуы керек.

Мұны істеу үшін мен корпустың төменгі жағында ауа тесіктерін жасадым. Ауа тесіктері электроникадан басқа бөлімде бөлінеді. Бұл электроникаға жету үшін судың көтерілуіне мәжбүр етеді. Мен arduinos USB портына арналған тесіктерді резеңкеден қорғадым. Осылайша олар қолданылмаған кезде өздігінен тығыздалады.