Sistem De Monitorizare i Nivelului De Poluare (Arduino Uno): 9 koraka

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja promjena: 2024-01-30 09:37

Proiectul consta in realizarea unui dispozitiv ce afiseaza diferiti parametrii de mediu (temperatura, umitirati, nivelul de čestice din atmosfera, cantitatea de compusi organici volatili) si trimite aceste date la o platforma IoT unde sunt realize grafice si alte prelucrari.

Korak 1: Komponente Necesare

• senzor temperature- eu am utilizat senzorul temperature DHT22 pentru ca este mai precis decat DHT11 dar destul de ieftin fata de alti senzori de temperature-https://www.ebay.com/itm/DS18B20-KY-015-DHT11-DHT …
• senzor de umiditate - tot DHT22 (acesta a fost un motiv in plus pentru care am utilizat acest senzor, desi puteam alege doi diferiti pentru temperature si umiditate)
• senzor de particule-am folosit DSM501A-https://www.ebay.com/itm/DSM501A-Dust-Allergic-Sm…
• senzor pentru compusi organici volatili (VOC)-am utilizat MiCS5524-https://www.ebay.com/itm/MiCS5524-CO-Alcohol-VOC-…
• ecran TFT-am folosit ecranul TFT de 1.8 "cu controller-ul ST7735S-https://www.ebay.com/itm/1-8-inch-1-8-TFT-LCD-Dis…
• Arduino Uno R3-https://www.ebay.com/itm/ATmega328P-CH340G-UNO-R3…
• modul Wi-Fi-ESP8266 ESP-01, l-am folosit pe acesta deoarece era cel mai ieftin si nu este nevoie de unul mai bun-https://www.ebay.com/itm/ESP8266-ESP-01-Serial- WI…
• mini ploča-https://www.ebay.com/itm/5-Color-Mini-Solderless-P…
• o rezistenta de 2kOhm
• vatra-https://www.ebay.com/itm/Male-to-Female-Dupont-wir…

Korak 2: Testarea Si Configurarea Modului Wi-Fi

Am realizat schema de mai sus, preluata din acest tutorial pe care l-am urmat ca sa testez module.

Izvjestite, prilagodi acestui tutorial, mi-am creat un cont pe platforma IoT ThingSpeak, mi-am creat si konfigurirati un field si utilidand codul din tutorial, am trimis cateva valori random si mi le-a pus pe grafic in acel field.

Korak 3: Testarea Senzorului DHT22

Conectand pin-ul modulului la pin-ul digital 7 al Arduino-ului, pin-ul + la 5V si pin-ul-la GND, am realizat codul:

#include; // pt DHT

#define DHTPIN 7

#define DHTTYPE DHT22

plutajuće brujanje;

plovak temp;

DHT dht (DHTPIN, DHTTYPE);

void setup () {

Serial.begin (9600);

}

void loop () {{100} {101}

temp = dht.readTemperature (); Serial.print (temp); Serial.println ("stupanj C");

hum = dht.readHumidity (); Serial.print (hum); Serial.println (" %");

kašnjenje (500);

}

Korak 4: Testarea Senzorului De Particule

Am urmat acest tutorial, cu mentiunea ca ar trebui pus un delay in setup de 60000 ms pentru ca senzorul sa aiba timp sa se incalzeasca si sa fie precis.

Unitatea de masura care rezultati u urma calculelor prezentacije u tutorialu va fi.

Korak 5: Testarea Senzorului De Compusi Organici Volatili

Am conectat pin-ul + al modulului la 5V, pin-ul-la GND si pin-ul A0 la A0 de la Arduino.

int voc;

void setup () {

Serial.begin (9600);

}

void loop () {{100} {101}

voc = analogRead (A0);

voc = karta (voc, 0, 700, 0, 500);

Serial.println (voc);

kašnjenje (500);

}

Nu am gasit nicaieri o formula exacta de calcul pentru a converti valoarea de la senzor in ppm (parti pe milion) asa ca am testat cu etanol (alcool etilic) si valoarea maxima am aproximat-o la maximul pe care senzorul il poate citi la etanol (adica 500), de aceea am facut acea mapare.

Korak 6: Afisarea Acestor Date Pe Ecranul TFT

Folosindu-ma de acest tutorial, am realziat afisarea pe o scara colorata a valorilor. Pentru aceasta, a trebuit sa adaptez acel cod din tutorial pentru ecranul meu, fiind prea lung pentru a il include aici, se poate parcurge in codul final din arhiva, unde o sa fie si bibliotecile necesare.

Korak 7: Prelucrari Pe ThingSpeak

La pasul 2, urmand tutorialul atasat, s-a putut observa cum se pot trimtie date pe platforma de la Arduino.

Acum, o sa ne folosim de acele date pentru a le putea prelucra, de exemplu eu am facut media valorilor din jumatate in jumatate de ora.

Asa ca am trimis din arduino datele in campurile 1, 3, 5 si 7, iar in 2, 4, 6 si 8 vor si afisate prelucrarile facute de scripturile MATLAB de pe platforma.

Din bara de sus, de la App, la MATLAB Analysis, se apasa New, se poate alege un exemplu predefinit sau Custom, si uvesti kod de mai jos:

readChannelID = 482860;

temperatureFieldID = 1;

readAPIKey = 'KBPNYSUY0BLWE5H4';

[tempC, timeStamp] = thingSpeakRead (readChannelID, 'Fields', temperatureFieldID, 'NumMinutes', 5, 'ReadKey', readAPIKey); prikaz (tempC);

anyMissingValues = sum (isnan (tempC));

ako je sum (anyMissingValues)> 0

missingValueIndex = find (~ sum (isnan (tempC), 2));

cleantempC = tempC (nedostajeValueIndex,:);

cleanTimeStamps = vremenska oznaka (nedostajeValueIndex);

drugo

cleantempC = tempC;

cleanTimeStamps = vremenska oznaka;

kraj

avgTempC = srednja vrijednost (cleantempC);

tempF = avgTempC*9/5 + 32; prikaz (tempF, 'Temperatura medie in Fahrenheit');

writeChannelID = 483860; writeAPIKey = 'V2DR3QMRD7NXU8PD';

thingSpeakWrite (writeChannelID, 'Fields', 2, 'Values', tempF, 'writekey', writeAPIKey);

NU UITATI SA MODIFICATI ID-urile SI KLJUČ-urile pentru a nu imi prelua date sau scrie pe canal, multumesc frumos

Na mjestu "NumMinutes" nalaze se folosi "NumPoints".

Sintaxa de la ThingSpeakRead si Napišite este ca mai intai se scrie intre ghilimele ce urmeaza sa uvodom u apoi pui valoarea acelui parametru. Posavjetujte se i pobrinite se za pomoć pri brizi za pomoć u dreapta paginii.

Acest cod preia datele din campul 1 si pentru ca pe langa ce a primit mai sunt si niste NaN-uri, acel if le aproximeaza la valori similare celor din campul 1. Dupa aceea, acestui vectori de valori ii este facuta media iar apoi aceasta medie este convertita din grade Celsius in grade Fahrenheit.

Codurile pentru celelalte campuri se fac separat cu diferenta ca fiecare o sa ia din campul relevantne marimii si nu o sa se mai faca acel calcul de razgovorie din Celsius in Fahrenheit.

Pentru a rula automat aceste script -uri, de la Apps -> TimeControl -> New TimeControl si seteaza optiunile dorite, optiunile pe care le -am ales eu se pot vedea u poza de mai sus.

thingspeak.com/channels/483860

Korak 8: Imbinarea Tuturor Pasilor

M-am folosit in codul final de "millis ()" si variabile care retin acesti timpi pentru a ordona afisajele si trimiterile la server (trebuie o data cam pe la 25 de secunde sa se trimita ceva, mai repede nu are rost pentru ca oricum platforma nu le-ar primi).

Korak 9: Carcasa

Am luat un plastic de la Dedeman (Hobbycolor) si l-am taiat in forma de cutie si i-am decupat niste "ochiuri" pentru senzori. Početna arata ca in poza de mai sus:).

Eventualno se poate scapa de breadboard si sa se aranjeze mult mai frumos, eu deocamdata l-am lasat asa.