Airduino: Monitoruesi i Cilësisë së Ajrit në celular: 5 hapa

2024 Autor: John Day | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2024-01-30 12:14

Mirësevini në projektin tim, Airduino. Emri im është Robbe Breens. Unë jam duke studiuar multimedia dhe teknologji komunikimi në Howest në Kortrijk, Belgjikë. Në fund të semestrit të dytë, ne duhet të bëjmë një pajisje IoT, e cila është një mënyrë e shkëlqyeshme për të bashkuar të gjitha aftësitë e zhvillimit të fituara më parë për të krijuar diçka të dobishme. Projekti im është një monitor celular i cilësisë së ajrit i quajtur Airduino. Ajo mat përqendrimin e lëndës së grimcave në ajër dhe më pas llogarit AQI (Indeksi i Cilësisë së Ajrit). Ky AQI mund të përdoret për të përcaktuar rreziqet shëndetësore, që shkaktohen nga përqendrimi i matur i grimcave në ajër, dhe masat që duhet të merren nga qeveritë vendore për të mbrojtur qytetarët e tyre kundër këtyre rreziqeve shëndetësore.

Shtë gjithashtu e rëndësishme të theksohet se pajisja është e lëvizshme. Aktualisht, ka mijëra pajisje statike të monitorimit të cilësisë së ajrit në të gjithë Evropën. Ata kanë një dobësi masive ndaj tyre sepse nuk mund të zhvendosen pasi produkti të jetë online. Një pajisje celulare mundëson matjen e cilësisë së ajrit në vende të shumta, madje edhe gjatë lëvizjes (stili i shikimit të rrugës në Google). Ai gjithashtu mbështet veçori të tjera, duke identifikuar probleme të vogla lokale të cilësisë së ajrit (si një rrugë e ajrosur dobët) për shembull. Sigurimi i kaq shumë vlere në një paketë të vogël është ajo që e bën këtë projekt emocionues.

Kam përdorur një Arduino MKR GSM1400 për këtë projekt. Shtë një bord zyrtar Arduino me një modul u-blox që mundëson komunikimin celular 3G. Airduino mund t'i shtyjë të dhënat e mbledhura në një server në çdo kohë dhe nga kudo. Gjithashtu, një modul GPS lejon pajisjen të gjejë veten dhe të gjeolokojë matjet.

Për të matur përqendrimin e PM (lëndë grimcash), kam përdorur një konfigurim të sensorit optik. Sensori dhe një rreze drite ulen në një kënd me njëri -tjetrin. Ndërsa grimcat kalojnë para dritës, pak dritë reflektohet drejt sensorit. Sensori regjistron një impuls për aq kohë sa grimca reflekton dritën në sensor. Nëse ajri po lëviz me një shpejtësi të qëndrueshme, gjatësia e këtij pulsi na lejon të vlerësojmë diametrin e grimcës. Këto lloj sensorë ofrojnë një mënyrë mjaft të lirë për të matur PM. Alsoshtë gjithashtu e rëndësishme të theksohet se unë mat dy lloje të ndryshme të PM; Lëndë grimcash e cila ka një diametër më të vogël se 10 μm (PM10), dhe me një diametër më të vogël se 2.5 μm (PM2, 5). Arsyeja pse ato dallohen është se ndërsa lënda e grimcave bëhet më e vogël, rreziqet për shëndetin bëhen më të mëdha. Grimcat më të vogla do të depërtojnë në mushkëri më thellë, gjë që mund të shkaktojë më shumë dëme. Prandaj, një përqendrim i lartë i PM2, 5, do të kërkojë më shumë ose masa të ndryshme sesa me një nivel të lartë PM10.

Unë do t'ju tregoj hap pas hapi se si e krijova këtë pajisje në këtë postim të Instructables

Hapi 1: Mbledhja e Pjesëve

Së pari, së pari, duhet të sigurohemi që i kemi të gjitha pjesët e kërkuara për të krijuar këtë projekt. Më poshtë mund të gjeni një listë të të gjithë përbërësve që kam përdorur. Ju gjithashtu mund të shkarkoni një listë më të detajuar të të gjithë përbërësve poshtë këtij hapi.

• Arduino MKR GSM 1400
• Arduino Mega ADK
• Raspberry pi 3 + 16GB micro SD-card
• NEO-6M-GPS
• TMP36
• Transistor BD648
• 2 x pi-ventilator
• Rezistencë 100 Ohm
• Kabllo kërcyes

• Bateri Li-Po e rimbushshme 3.7V adafruit

• Antena Dipole GSM
• Antenë GPS pasive

Në total kam shpenzuar rreth 250 € në këto pjesë. Sigurisht që nuk është projekti më i lirë.

Hapi 2: Krijimi i qarkut

Unë projektova një PCB (bord të qarkut të shtypur) për këtë projekt në shqiponjë. Ju mund të shkarkoni skedarët kerber (skedarë që japin udhëzime për makinën që do të ndërtojë PCB) nën këtë hap. Pastaj mund t'i dërgoni këto skedarë tek një prodhues i PCB -ve. Unë rekomandoj shumë JLCPCB. Kur merrni bordet tuaja, ju lehtë mund t'i lidhni përbërësit me to duke përdorur skemën elektrike të mësipërme.

Hapi 3: Importimi i bazës së të dhënave

Tani është koha për të krijuar bazën e të dhënave sql ku do të ruajmë të dhënat e matura.

Unë do të shtoj një deponi sql nën këtë hap. Ju do të duhet të instaloni mysql në Raspberry pi dhe pastaj të importoni hale. Kjo do të krijojë bazën e të dhënave, përdoruesit dhe tabelat për ju.

Ju mund ta bëni këtë duke përdorur një klient mysql. Unë rekomandoj shumë MYSQL Workbench. Lidhja do t'ju ndihmojë të instaloni mysql dhe të importoni deponinë sql.

Hapi 4: Instalimi i Kodit

Ju mund të gjeni kodin në github tim ose të shkarkoni skedarin e bashkangjitur në këtë hap.

Do të duhet të:

instaloni apache në mjedër pi dhe vendosni skedarët e përparme në dosjen rrënjë. Ndërfaqja do të jetë e arritshme në rrjetin tuaj lokal

• Instaloni të gjitha paketat python që importohen në aplikacionin backend. Atëherë do të jeni në gjendje të ekzekutoni kodin e sfondit me përkthyesin tuaj kryesor python ose një virtual.
• Portoni përpara portën 5000 të pi mjedrës tuaj në mënyrë që arduino të komunikojë me pjesën e pasme.
• Ngarko kodin arduino te arduinos. Sigurohuni që të ndryshoni adresat IP dhe informacionin e operatorit të rrjetit të kartës tuaj SIM.

Hapi 5: Ndërtimi i çështjes

Për rastin, gjëja më e rëndësishme është se lejon një rrjedhje të mirë të ajrit përmes pajisjes. Kjo padyshim është e nevojshme për të siguruar që matjet e bëra në pajisje të jenë të përfaqësueshme për ajrin jashtë pajisjes. Për shkak se pajisja është menduar të përdoret jashtë, ajo gjithashtu duhet të jetë e papërshkueshme nga shiu.

Për ta bërë këtë, bëra vrima ajri në pjesën e poshtme të kutisë. Vrimat e ajrit janë gjithashtu të ndara në një ndarje të ndryshme nga pajisjet elektronike. Kjo e bën atë që uji të rritet (gjë që nuk mundet) për të arritur në pajisjet elektronike. Unë ruaja vrimat për portën USB të arduinos me gome. Kështu që mbyllet vetë kur nuk përdoren.