Airduino: mobiele luggehalte -monitor: 5 stappe

2024 Outeur: John Day | [email protected]. Laas verander: 2024-01-30 07:24

Welkom by my projek, Airduino. My naam is Robbe Breens. Ek studeer multimedia en kommunikasietegnologie aan Howest in Kortrijk, België. Aan die einde van die tweede semester moet ons 'n IoT -toestel maak, wat 'n uitstekende manier is om al die ontwikkelingsvaardighede wat voorheen verkry is, bymekaar te bring om iets nuttigs te skep. My projek is 'n mobiele luggehalte -monitor genaamd Airduino. Dit meet die deeltjie konsentrasie in die lug en bereken dan die AQI (Air Quality Index). Hierdie AQI kan gebruik word om die gesondheidsrisiko's te bepaal wat veroorsaak word deur die gemete konsentrasie deeltjies in die lug, en die maatreëls wat plaaslike regerings moet tref om hul burgers teen hierdie gesondheidsrisiko's te beskerm.

Dit is ook belangrik om daarop te let dat die toestel selfoon is. Tans is daar duisende statiese toestelle vir monitering van luggehalte regoor Europa. Hulle het 'n groot nadeel, want hulle kan nie verskuif word sodra die produk aanlyn is nie. 'N Mobiele toestel maak dit moontlik om die luggehalte op verskeie plekke en selfs tydens die beweging te meet (Google Street View -styl). Dit ondersteun ook ander funksies, wat byvoorbeeld klein plaaslike luggehalteprobleme (soos 'n swak geventileerde straat) identifiseer. Om soveel waarde in 'n klein pakkie te bied, maak hierdie projek opwindend.

Ek het 'n Arduino MKR GSM1400 vir hierdie projek gebruik. Dit is 'n amptelike Arduino-bord met 'n u-blox-module wat 3G-mobiele kommunikasie moontlik maak. Airduino kan versamelde data te eniger tyd en vanaf enige plek na 'n bediener stoot. Met 'n GPS -module kan die toestel homself opspoor en die metings geolokaliseer.

Om die PM (deeltjie) konsentrasie te meet, het ek 'n optiese sensor gebruik. Die sensor en 'n ligstraal sit skuins teenoor mekaar. As deeltjies voor die lig verbygaan, word lig weer na die sensor gereflekteer. Die sensor registreer 'n puls solank die deeltjie lig na die sensor weerkaats. As die lug teen 'n konstante snelheid beweeg, kan die lengte van hierdie pols ons die deursnee van die deeltjie bepaal. Hierdie soort sensors bied 'n redelik goedkoop manier om PM te meet. Dit is ook belangrik om daarop te let dat ek twee verskillende tipes PM meet; Deeltjies met 'n kleiner deursnee as 10 µm (PM10), en met 'n kleiner deursnee as 2,5 µm (PM2, 5). Die rede waarom hulle onderskei word, is dat namate deeltjies kleiner word, die gesondheidsrisiko's groter word. Kleiner deeltjies sal die longe dieper binnedring, wat meer skade kan aanrig. 'N Hoë konsentrasie PM2, 5 sal dus meer of ander maatreëls verg as met 'n hoë PM10 -vlak.

Ek sal u stap-vir-stap wys hoe ek hierdie toestel in hierdie Instructables-pos geskep het

Stap 1: Versamel die onderdele

Eerstens moet ons seker maak dat ons al die onderdele het wat nodig is om hierdie projek te skep. Hieronder vind u 'n lys van al die komponente wat ek gebruik het. U kan ook 'n meer gedetailleerde lys van al die komponente onder hierdie stap aflaai.

• Arduino MKR GSM 1400
• Arduino Mega ADK
• Framboos pi 3 + 16 GB mikro-sd-kaart
• NEO-6M-GPS
• TMP36
• BD648 transistor
• 2 x pi-fan
• 100 Ohm weerstand
• Springkabels

• 3.7V adafruit herlaaibare Li-Po battery

• Dipool GSM antenna
• Passiewe GPS -antenna

In totaal het ek ongeveer € 250 aan hierdie onderdele bestee. Dit is beslis nie die goedkoopste projek nie.

Stap 2: Skep die kring

Ek het 'n PCB (printboard) ontwerp vir hierdie projek in arend. U kan die kerber -lêers (lêers wat instruksies gee aan die masjien wat die PCB sal bou) onder hierdie stap aflaai. U kan hierdie lêers dan na 'n PCB -vervaardiger stuur. Ek beveel JLCPCB sterk aan. As u u borde kry, kan u die komponente maklik daaraan soldeer met behulp van die bogenoemde elektriese skema.

Stap 3: Invoer van die databasis

Dit is nou tyd om die sql -databasis te skep waar ons die gemete data sal stoor.

Ek sal 'n sql dump onder hierdie stap byvoeg. U moet mysql op die Raspberry pi installeer en dan die stortingsterrein invoer. Dit sal die databasis, gebruikers en tabelle vir u skep.

U kan dit doen met 'n mysql -kliënt. Ek beveel MYSQL Workbench sterk aan. Die skakel sal u help om mysql te installeer en die sql dump in te voer.

Stap 4: Installeer die kode

U kan die kode op my github vind of die lêer wat by hierdie stap aangeheg is, aflaai.

Jy sal moet:

installeer apache op die framboos pi en plaas die voorkant -lêers in die wortelmap. Die koppelvlak is dan toeganklik vir u plaaslike netwerk

• Installeer al die python -pakkette wat in die backend -app ingevoer word. U kan dan die backend -kode met u hoof -python -tolk of 'n virtuele een uitvoer.
• Draai die 5000 -poort van u framboos -pi vorentoe sodat die arduino met die agterkant kan kommunikeer.
• Laai die arduino -kode op na die arduino's. Maak seker dat u die IP-adresse en die netwerkoperateur-inligting van u SIM-kaart verander.

Stap 5: Bou die saak

Vir die geval is die belangrikste ding dat dit 'n goeie lugvloei deur die toestel moontlik maak. Dit is duidelik nodig om te verseker dat die metings wat in die toestel gemaak word, verteenwoordigbaar is vir die lug buite die toestel. Omdat die toestel buite gebruik moet word, moet dit ook reënbestand wees.

Om dit te doen, het ek luggate aan die onderkant van die kas gemaak. Die luggate is ook in 'n ander kompartement as die elektronika geskei. Dit maak dat die water moet styg (wat dit nie kan nie) om die elektronika te bereik. Ek het die gate vir die arduinos USB -poort met rubber bewaak. Sodat dit homself verseël as dit nie gebruik word nie.