Airduino: Mobilni monitor kvalitete zraka: 5 koraka

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja promjena: 2024-01-30 09:33

Dobrodošli u moj projekt, Airduino. Moje ime je Robbe Breens. Studiram multimediju i komunikacijsku tehnologiju na Howestu u Kortrijku u Belgiji. Na kraju drugog polugodišta moramo napraviti IoT uređaj, što je sjajan način da se sve prethodno stečene razvojne vještine spoje kako bi se stvorilo nešto korisno. Moj projekt je mobilni monitor kvalitete zraka koji se zove Airduino. Mjeri koncentraciju čestica u zraku, a zatim izračunava AQI (Indeks kvalitete zraka). Ovaj se AQI može koristiti za utvrđivanje zdravstvenih rizika uzrokovanih izmjerenom koncentracijom čestica u zraku, te mjera koje bi lokalne vlasti trebale poduzeti kako bi zaštitile svoje građane od ovih zdravstvenih rizika.

Također je važno napomenuti da je uređaj mobilni. Trenutno diljem Europe postoji na tisuće statičkih uređaja za nadzor kvalitete zraka. Imaju veliki nedostatak jer se ne mogu preseliti nakon što je proizvod na mreži. Mobilni uređaj omogućuje mjerenje kvalitete zraka na više lokacija, pa čak i tijekom kretanja (google stil prikaza ulice). Također podržava druge značajke, identificirajući, na primjer, male lokalne probleme s kvalitetom zraka (poput loše prozračene ulice). Pružanje toliko vrijednosti u malom paketu ono je što ovaj projekt čini uzbudljivim.

Za ovaj projekt koristio sam Arduino MKR GSM1400. To je službena Arduino ploča s u-blox modulom koji omogućuje 3G staničnu komunikaciju. Airduino može prikupiti prikupljene podatke na poslužitelj u bilo koje vrijeme i s bilo kojeg mjesta. Također, GPS modul omogućuje uređaju da se locira i geolocira mjerenja.

Za mjerenje koncentracije PM (čestica) upotrijebio sam optički senzor. Senzor i snop svjetlosti sjede jedan pod drugim pod kutom. Dok čestice prolaze ispred svjetla, nešto svjetla se reflektira prema senzoru. Senzor registrira impuls sve dok čestica reflektira svjetlost senzoru. Ako se zrak kreće konstantnom brzinom, duljina ovog impulsa omogućuje nam procjenu promjera čestice. Ove vrste senzora nude prilično jeftin način mjerenja PM -a. Također je važno napomenuti da mjerim dvije različite vrste PM; Čestice manjeg promjera od 10 µm (PM10) i manjeg promjera od 2,5 µm (PM2, 5). Razlog zbog kojeg se razlikuju je taj što kako čestice postaju sve manje, zdravstveni rizici postaju sve veći. Manje čestice prodrijet će dublje u pluća, što može uzrokovati veća oštećenja. Visoka koncentracija PM2, 5 stoga će zahtijevati više ili drugačije mjere nego kod visoke razine PM10.

U ovom postu Instructables pokazat ću vam korak po korak kako sam stvorio ovaj uređaj

Korak 1: Prikupljanje dijelova

Prvo, moramo se pobrinuti da imamo sve potrebne dijelove za izradu ovog projekta. Ispod možete pronaći popis svih komponenti koje sam koristio. Također možete preuzeti detaljniji popis svih komponenti ispod ovog koraka.

• Arduino MKR GSM 1400
• Arduino Mega ADK
• Raspberry pi 3 + 16GB mikro SD kartica
• NEO-6M-GPS
• TMP36
• BD648 tranzistor
• 2 x pi-ventilator
• Otpornik od 100 ohma
• Kratki kabeli

• 3,7 V adafruit punjiva Li-Po baterija

• Dipolna GSM antena
• Pasivna GPS antena

Ukupno sam potrošio oko 250 eura na ove dijelove. To zasigurno nije najjeftiniji projekt.

Korak 2: Stvaranje kruga

Dizajnirao sam PCB (tiskanu ploču) za ovaj projekt u orlu. Ispod ovog koraka možete preuzeti kerber datoteke (datoteke koje daju upute stroju koji će sastaviti PCB). Zatim možete poslati te datoteke proizvođaču PCB -a. Toplo preporučujem JLCPCB. Kad nabavite svoje ploče, možete jednostavno lemiti komponente na njih pomoću gore navedene električne sheme.

Korak 3: Uvoz baze podataka

Sada je vrijeme za stvaranje sql baze podataka u koju ćemo spremiti izmjerene podatke.

Dodati ću sql dump ispod ovog koraka. Morat ćete instalirati mysql na Raspberry pi, a zatim uvesti ispis. To će za vas stvoriti bazu podataka, korisnike i tablice.

To možete učiniti pomoću mysql klijenta. Toplo preporučujem MYSQL Workbench. Veza će vam pomoći instalirati mysql i uvesti sql dump.

Korak 4: Instaliranje koda

Kôd možete pronaći na mom githubu ili preuzeti datoteku priloženu ovom koraku.

Morati ces:

instalirajte apache na malinu pi i stavite prednje datoteke u korijensku mapu. Sučelje će tada biti dostupno na vašoj lokalnoj mreži

• Instalirajte sve pakete python koji su uvezeni u pozadinsku aplikaciju. Tada ćete moći pokrenuti pozadinski kôd sa svojim glavnim ili virtualnim tumačem pythona.
• Priključite 5000 port vašeg malinovog pi tako da arduino može komunicirati s pozadinom.
• Prenesite arduino kod na arduinos. Promijenite IP adrese i podatke o mrežnom operateru svoje SIM kartice.

Korak 5: Izgradnja kućišta

Za kućište je najvažnije da omogućuje dobar protok zraka kroz uređaj. To je očito potrebno kako bi se osiguralo da mjerenja napravljena u uređaju budu reprezentativna za zrak izvan uređaja. Budući da je uređaj namijenjen za upotrebu vani, također mora biti otporan na kišu.

Da bih to učinio, napravio sam rupe za zrak na dnu kućišta. Otvori za zrak također su odvojeni u odjeljku različitom od elektronike. Zbog toga voda mora ići gore (što ne može) da bi došla do elektronike. Rupe za arduinos USB priključak čuvao sam gumom. Tako da se brtvi kad se ne koriste.