AirCitizen - Monitering van luggehalte: 11 stappe (met foto's)

2024 Outeur: John Day | [email protected]. Laas verander: 2024-01-30 07:26

Haai almal

Vandag leer ons u hoe u ons projek kan reproduseer: AirCitizen deur die AirCitizenPolytech -span!

--

Kom uit die 'OpenAir / Wat is u lug?' Projekte, die AirCitizen -projek het ten doel om burgers in staat te stel om aktief die kwaliteit van hul onmiddellike omgewing en veral die lug wat hulle inasem, te evalueer deur hulle aan te bied uit:

Bou

Besef in "Fablabs" (digitale vervaardigingslaboratoriums) draagbare stasies van omgewingsmetings met verskillende goedkoop sensors (bv. Temperatuur, humiditeit, druk, NOx-gas, osoon of deeltjies PM10 en PM2.5).

Meet

Doen metings in situ om ruimte-tydelike veranderlikheid van die omgewingsveranderlikes uit te lig: enersyds tydens rondreisende veldtogte met die ondersteuning van geografe-klimatoloë en, aan die ander kant, op verskillende plekke wat 'n diversiteitskontekst bied.

Deel

Dra by tot die verbetering van kennis deur hierdie metings in 'n omgewingsdatabasis te deel en maak dit dus moontlik om lugbesoedeling aanlyn te karteer.

--

Die konsep is om 'n outonome stasie te skep wat omgewingsdata kan versamel en saam met die SigFox -netwerk na 'n paneelbord stuur.

Aan die een kant sal ons u wys hoe u die hardeware kan ontwerp en aan die ander kant hoe u die sagteware -deel moet doen.

Stap 1: Hardeware

Hier is die komponente wat ons besluit het om die stasie te ontwerp:

-STM32 NUCLEO -F303K8 -> Vir meer inligting

-HPMA115S0 -XXX (Particles sensor PM2.5 & PM10) -> Vir meer inligting

- SHT11 of SHT10 of STH15 of DHT11 (temperatuur en relatiewe humiditeit) -> Vir meer inligting

- MICS2714 (NO2 sensor, stikstofdioksied sensor) -> Vir meer inligting

- Sonpaneel x2 (2W) -> Vir meer inligting

- Battery LiPo 3, 7 V 1050 mAh -> Vir meer inligting

- Reguleerder LiPo Rider Pro (106990008) -> Vir meer inligting

- BreakOut SigFox BRKWS01 + 1 lisensie -> Vir meer inligting

- 7 weerstande (86, 6; 820; 1K; 1K; 4, 7K; 10K; 20K)

- 1 kapasitor (100nF)

- 1 transistor (2N222).

! ! ! U moet SB16 en SB18 op die stm32 nucleo board verwyder om inmenging tussen HPMA en SHT11 te voorkom!

Basies is dit hoe u komponente moet koppel:

1. Las parallel met die sonpanele.
2. Koppel hulle aan die LiPo Rider Pro en koppel ook die battery aan die LiPo Rider Pro.
3. Soos die foto hierbo, koppel al die elemente aan die STM32. Koppel slegs een temperatuur- en humiditeitsensor, nie 2 nie! Moenie weerstande, die kapasitor en die transistor vergeet nie.
4. Koppel laastens die STM32 aan die LiPo Rider Pro met 'n usb -kabel.

Die volgende stap is 'n alternatief vir hierdie bedrade.

Stap 2: Hardeware - PCB

Ons het besluit om Autodesk Eagle te gebruik om die printboard (PCB) te ontwerp.

U kan kies om 'n DHT of 'n SHT aan te sluit; ons het gekies om twee vingerafdrukke vir hierdie 2 sensors te ontwerp om die sensor te verander indien nodig.

As aanhangsel kan u die Eagle -bevrugtingslêers aflaai, sodat u dit maklik op u eie kan maak.

Ons gebruik die 5V -pen van stm32 om die toestel te voorsien. In hierdie konfigurasie word slegs stm32 -kern aangedryf.

So kan ons die diep slaapmodus van die MCU gebruik wat 'n lae slaapstroom bied. In standby -status val die hele slaapstroom onder XXµA.

Stap 3: Die LPWAN -protokol: Sigfox Communication

Sigfox is 'n LPWAN -protokol wat geskep is deur 'n Franse telekommunikasiefirma - SIGFOX

Dit stel toestelle op afstand in staat om aan te sluit met behulp van ultra-smal band (UNB) tegnologie. Die meeste hiervan benodig slegs 'n lae bandwydte om klein hoeveelhede data oor te dra. Netwerke kan slegs ongeveer 12 grepe per boodskap hanteer en terselfdertyd nie meer as 140 boodskappe per toestel per dag nie.

Vir baie IOT-toepassings is die tradisionele selfoonstelsels te ingewikkeld om 'n baie lae kragopwekking moontlik te maak en te duur om vir baie klein laekosteknope moontlik te wees … Die SIGFOX-netwerk en -tegnologie is gemik op die goedkoop masjien om te masjien toepassingsareas waar wye gebiedsdekking benodig word.

Vir AirCitizen is die formaat van opgespoorde data eenvoudig en die hoeveelheid data korrek om Sigfox te gebruik vir die vertaling van die data wat van sensors na ons IOT -platform vertaal word - ThingSpeak.

Ons sal die gebruik van Sigfox in die volgende stappe bekendstel.

Stap 4: Sagteware -opset

Na die realisering van ons stroombaan, gaan ons verder met die ontwikkeling van ons STM32 F303K8 mikrobeheerder.

Vir meer eenvoud, kan u kies om in Arduino te programmeer.

Stap 1: As u nog nie die Arduino IDE geïnstalleer het nie, laai dit af en installeer dit vanaf hierdie skakel. Maak seker dat u die korrekte bedryfstelsel kies.

Die skakel: Laai Arduino af

Stap 2: Nadat u die Arduino IDE geïnstalleer het, moet u die nodige pakkette vir die STM32 -bord oopmaak en aflaai. Dit kan gedoen word deur File -> Preferences te kies.

Stap 3: As u op Voorkeure klik, word die onderstaande dialoogvenster oopgemaak. Plak die onderstaande skakel in die addisionele Boards Manager URL -tekskassie:

github.com/stm32duino/BoardManagerFiles/ra…

en druk OK.

Stap 4: Gaan nou na Tool -> Boards -> Board Manager. Dit maak die dialoogkassie Bestuurders oop, soek na "STM32 Cores" en installeer die pakket wat verskyn (STMicrolectronics pakket).

Stap 5: Na die pakket is die installasie voltooi. Gaan na Tools en blaai af om die "Nucleo-32-reeks" te vind. Maak dan seker dat die variant "Nucleo F303K8" is en verander die oplaai metode na "STLink".

Stap 6: Koppel nou u bord aan die rekenaar en kyk na watter COM -poort die kaart gekoppel is met behulp van apparaatbestuurder. Kies dan dieselfde poortnommer in Tools-> Poort.

U is nou gereed om u STM32 F303K8 met Arduino te programmeer!

Stap 5: Programmeer u STM32

Sodra die konfigurasie voltooi is, moet u u mikrobeheerder programmeer om data te versamel en te stuur.

Stap1: Kontroleer die invloed van I/O en meet tydstempel in die 'Definieer' gedeelte van die kode.

Stap2: Laai die kode hierbo op na die stm32, maak die seriële monitor oop en stel die toestel terug. "AT" -opdrag moet op die skerm verskyn, indien nie, kyk na die I/O -verklaring.

U kan 'n idee hê van die waarheid van u gegewens deur die aanhangselstandaarde van die Franse wetgewing te raadpleeg.

Kom ons gaan na die konfigurasie van die paneelbord.

Stap 6: ThingSpeak - 1

Voordat u instel hoe u data van ons stasie na die ThingSpeak -platform moet herlei, moet u 'n ThingSpeak -rekening skep.

Teken in: ThingSpeak -webwerf

Stap 1: Klik nou op 'Nuwe kanaal'. Dit sal 'n vorm oopmaak. Voer 'n naam en 'n beskrywing in (indien nodig).

Skep 5 veld:

• Veld 1: pm2, 5
• Veld 2: pm10
• Veld 3: temperatuur
• Veld 4: humiditeit
• Veld 5: NO2

Hierdie titels sal nie die titels van ons kaarte wees nie.

Sien die foto hierbo as u 'n voorbeeld benodig.

U hoef nie meer velde in te vul nie, maar dit kan interessant wees as u 'n plek invoer.

Blaai af en "Stoor kanaal".

Stap 2: AirCitizen Station -kanaal.

Nou kan u 'n bladsy met 5 kaarte sien. Deur op die potloodsimbool te klik, kan u die eienskappe van 'n grafiek verander.

Die resultaat is die tweede prent hierbo.

In hierdie stap is die grafieke privaat. U sal dit openbaar kan maak sodra die data ontvang is.

Stap 3: Na die opstelling van u grafieke. Gaan na die oortjie "API sleutels". Kyk na die gedeelte van die API -versoek en meer presies die eerste veld, 'Werk 'n kanaaltoevoer'. Let op die API -SLEUTEL.

U sal iets soos hierdie hê:

KRY

U kan nou na die volgende hoofstuk gaan.

Stap 7: Kommunikasie tussen Sigfox -module en die ThingSpeak -platform

Vir u inligting, let op dat elke Sigfox -modulekaart 'n unieke nommer op die kaart het en 'n PAC -nommer.

Om die data op ThingSpeak te ontvang, moet u dit herlei.

Gegewens gaan van die stasie na die Sigfox -agterkant en sal na die ThingSpeak -bediener herlei word.

Sien die eerste prent hierbo vir verduidelikings.

Stap 1: Ons sal nie verduidelik hoe om op Sigfox te registreer nie, vanweë baie tutoriale op die internet.

Gaan op die Sigfox Backend.

Klik op "Toesteltipe", klik dan op die reël van u kit en kies "Wysig".

Gaan nou in die afdeling "Terugbelle" en klik op "Nuut", "Aangepaste terugbel".

Stap 2:

U behoort op die konfigurasiebladsy te wees:

Tik: DATA en UPLINK

Kanaal: URL

Stuur duplikaat: geen

Aangepaste loonvragopstelling: Stel die databron in en besluit die gegewensvorm. U moet skryf soos volg:

VarName:: Tipe: NumberOfBits

In hierdie geval het ons 5 waardes met die naam pm25, pm10, temperatuur, humiditeit en NO2.

pm25:: int: 16 pm10:: int: 16 temperatuur:: int: 8 humiditeit:: uint: 8 NO2:: uint: 8

URL -patroon: dit is die sintaksis. Gebruik die API -sleutel wat voorheen gevind is en plaas dit agter "api_key ="

api.thingspeak.com/update?api_key=XXXXXXXXXXXXXX&field1={customData#pm25}&field2={customData#pm10}&field3={customData#temperature}&field4={customData#humidity}&field5={customData#

Gebruik HTTP -metode: GET

Stuur SNI: AAN

Opskrifte: Geen

Klik nou op "Ok".

U terugbel na die ThingSpeak API is nou opgestel! (Voorstelling op die tweede foto hierbo).

Stap 8: ThingSpeak - 2

U kan nou kieskeuriger wees om die minimum en maksimum waardes van die asse aan te pas.

Klik indien nodig op die potloodlogo regs bo in 'n grafiek.

Tipiese waardes:

PM 2, 5 & PM 10 = ug/m^3

Temperatuur = ° C

Humiditeit = %

Stikstofdioksied = ppm

U moet iets soos die twee foto's hierbo hê.

U kan ook ander widgets soos 'Numeric Display' of 'Gauge' byvoeg.

Laastens, om u kanaal publiek te maak, gaan na die oortjie "Deel" en kies "Deel kanaalaansig met almal".

Stap 9: Bonus - ThingTweet en reageer

Opsioneel: Tweet as daar aan 'n voorwaarde voldoen word!

Stap 1: Skep 'n Twitter -rekening of gebruik u persoonlike Twitter -rekening.

Registreer - Twitter

Stap 2: Gaan in Thingspeak in "Apps" en klik dan op "ThingTweet".

Koppel u Twitter -rekening deur op 'Koppel Twitter -rekening' te klik.

Stap 3: Gaan nou terug in "Apps" en klik dan op "Reageer".

Skep 'n nuwe React deur op "New React" te klik.

By voorbeeld:

Reageer Naam: Temperatuur bo 15 ° C

Toestandstipe: numeries

Toetsfrekwensie: O n invoer van data

Toestand, indien kanaal:

Veld: 3 (temperatuur)

Teken: is groter as

Waarde: 15

Aksie: ThingTweet

Tweet dan: Oh! Die temperatuur is hoër as 15 ° C

Twitter -rekening gebruik:

Opsies: voer aksie uit elke keer as aan die voorwaarde voldoen word

Klik dan op "Save React".

U sal nou twiet as daar aan die voorwaarde voldoen word en baie ander voorwaardes kan opgestel word, afhangende van die vlak van PM10.

Stap 10: Dit is nou jou beurt

Uiteindelik het u nou al die elemente om u eie AirCitizen -stasie weer te gee!

Video: U kan 'n video kyk waar ons ons werk aanbied.

Ons ThingSpeak -platform: AirCitizenPolytech -stasie

--

Dankie vir jou aandag !

Die AirCitizen Polytech -span

Stap 11: Verwysing en bibliografie

https://www.sigfox.com/en