AirCitizen - õhu kvaliteedi jälgimine: 11 sammu (piltidega)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2024-01-30 08:48

Tere kõigile

Täna õpetame teile, kuidas oma projekti reprodutseerida: AirCitizen by AirCitizenPolytech Team!

--

Tuleb teemast "OpenAir / Mis su õhk on?" Projektide, AirCitizeni projekti eesmärk on võimaldada kodanikel aktiivselt hinnata oma lähiümbruse kvaliteeti ja eelkõige õhu, mida nad hingavad, pakkudes neile:

Ehitamine

Tehke "Fablabs" (digitaalsed tootmislaborid) kaasaskantavad keskkonnamõõtmisjaamad, mis sisaldavad erinevaid odavaid andureid (nt temperatuur, niiskus, rõhk, gaas NOx, osoon või osakesed PM10 ja PM2.5).

Mõõda

Tehke kohapealseid mõõtmisi, et tuua esile keskkonnamuutujate ruumiline ja ajaline varieeruvus: ühelt poolt rändkampaaniate ajal geograafide-klimatoloogide toel ja teiselt poolt erinevates kohtades, kus on mitmekesine keskkond.

Jaga

Aidake kaasa teadmiste parandamisele, jagades neid mõõtmisi keskkonnaandmebaasis, ning võimaldades seeläbi õhusaaste veebipõhist kaardistamist.

--

Idee on luua autonoomne jaam, mis saab koguda keskkonnaandmeid ja saata need koos SigFoxi võrguga armatuurlauale.

Nii et ühelt poolt näitame teile, kuidas riistvara kujundada, ja teiselt poolt, kuidas tarkvaraosa teha.

Samm: riistvara

Siin on komponendid, mida otsustasime jaama projekteerimisel kasutada:

-STM32 NUCLEO -F303K8 -> Lisateabe saamiseks

-HPMA115S0 -XXX (osakeste andur PM2.5 ja PM10) -> Lisateabe saamiseks

- SHT11 või SHT10 või STH15 või DHT11 (temperatuur ja suhteline õhuniiskus) -> Lisateabe saamiseks

- MICS2714 (NO2 andur, lämmastikdioksiidi andur) -> Lisateabe saamiseks

- Päikesepaneel x2 (2W) -> Lisateabe saamiseks

- Aku LiPo 3, 7 V 1050 mAh -> Lisateabe saamiseks

- Regulaator LiPo Rider Pro (106990008) -> Lisateabe saamiseks

- BreakOut SigFox BRKWS01 + 1 litsents -> Lisateabe saamiseks

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

- 1 kondensaator (100 nF)

- 1 transistor (2N222).

! ! ! HPMA ja SHT11 vaheliste häirete vältimiseks peate stm32 nukleoplaadilt eemaldama SB16 ja SB18!

Põhimõtteliselt peate komponente ühendama järgmiselt:

1. Keevitage paralleelselt päikesepaneelid.
2. Ühendage need LiPo Rider Pro -ga ja ühendage aku ka LiPo Rider Pro -ga.
3. Nagu ülaltoodud fotol, ühendage kõik elemendid STM32 -ga. Ühendage ainult üks temperatuuri ja niiskuse andur, mitte 2! Ärge unustage takistoreid, kondensaatorit ja transistorit.
4. Lõpuks ühendage STM32 USB -kaabli abil LiPo Rider Pro -ga.

Järgmine samm on selle juhtmega alternatiiv.

Samm: riistvara - PCB

Otsustasime trükkplaadi (PCB) kujundamisel kasutada Autodesk Eagle'i.

Saate valida, kas ühendada DHT või SHT, me otsustasime kavandada nende kahe anduri jaoks kaks sõrmejälge, et vajadusel andurit vahetada.

Manusena saate alla laadida Eagle'i kontseptsioonifailid, et saaksite seda hõlpsalt ise teha.

Seadme varustamiseks kasutame stm32 5V kontakti. Selles konfiguratsioonis töötab ainult stm32 tuum.

Seega saame kasutada MCU sügava une režiimi, mis tagab madala unevoolu. Ooterežiimis langeb kogu magamisvool alla XXµA.

3. samm: LPWAN -protokoll: Sigfoxi side

Sigfox on Prantsuse telekommunikatsioonifirma SIGFOX loodud LPWAN -protokoll

See võimaldab kaugseadmetel ühendada ülikiire riba (UNB) tehnoloogia abil. Enamik neist nõuab väikese andmemahu edastamiseks vaid väikest ribalaiust. Võrgud suudavad käsitleda ainult umbes 12 baiti sõnumi kohta ja samal ajal mitte rohkem kui 140 sõnumit seadme kohta päevas.

Paljude IOT-rakenduste jaoks on traditsioonilised mobiiltelefonisüsteemid liiga keerulised, et võimaldada väga väikese energiatarbega töötamist, ja liiga kulukad, et olla teostatavad paljude väikeste odavate sõlmede jaoks… SIGFOX-võrk ja -tehnoloogia on suunatud odavatele masinatele kasutusvaldkonnad, kus on vaja laia ala katmist.

AirCitizeni jaoks on tuvastatud andmete vorming lihtne ja andmete hulk õige, et kasutada Sigfoxit anduritelt meie IOT platvormile ThingSpeak leitud andmete teisendamiseks.

Tutvustame Sigfoxi kasutamist järgmistes sammudes.

Samm: tarkvara konfigureerimine

Pärast meie vooluahela realiseerimist liigume edasi meie STM32 F303K8 mikrokontrolleri arendamise juurde.

Lihtsuse huvides saate programmeerida Arduinos.

Samm: kui te pole Arduino IDE -d veel installinud, laadige see alla ja installige sellelt lingilt. Veenduge, et valite õige operatsioonisüsteemi.

Link: Laadige alla Arduino

Samm: pärast Arduino IDE installimist avage ja laadige alla STM32 plaadi jaoks vajalikud paketid. Seda saab teha valides Fail -> Eelistused.

Samm: klõpsates eelistustel, avaneb allpool näidatud dialoogiboks. Kleepige täiendavasse tahvlite halduri URL -i tekstikasti allolev link:

github.com/stm32duino/BoardManagerFiles/ra…

ja vajutage OK.

Samm 4: Nüüd minge Tööriist -> Lauad -> Juhihaldur. See avab tahvlite halduri dialoogiboksi, otsige sõna „STM32 südamikud” ja installige kuvatav pakett (pakett STMicrolectronics).

Samm 5: Pärast paketti on installimine lõpule viidud. Avage tööriistad ja kerige alla, et leida "Nucleo-32 seeria". Seejärel veenduge, et variant on "Nucleo F303K8" ja muutke üleslaadimismeetodiks "STLink".

Samm 6: Nüüd ühendage plaat arvutiga ja kontrollige seadmehalduri abil, millise COM -pordiga on plaat ühendatud. Seejärel valige sama pordi number menüüst Tools-> Port.

Nüüd olete valmis programmeerima oma STM32 F303K8 Arduino abil!

Samm: programmeerige oma STM32

Kui konfigureerimine on tehtud, peate programmeerima oma mikrokontrolleri andmete kogumiseks ja saatmiseks.

Samm: kontrollige I/O mõju ja mõõtke koodi jaotises "Määra" ajatemplit.

Samm: laadige ülaltoodud kood stm32 -sse üles, avage jadamonitor ja lähtestage seade. Ekraanile peaks ilmuma käsk "AT", kui mitte, kontrollige I/O deklaratsiooni.

Andmete õigsusest saate aimu, kui uurite manuses olevaid Prantsuse õigusaktide standardeid.

Liigume edasi armatuurlaua konfiguratsiooni juurde.

6. samm: ThingSpeak - 1

Enne andmete konfigureerimist, kuidas andmeid meie jaamast ThingSpeaki platvormile suunata, peate looma ThingSpeaki konto.

Registreeruge: ThingSpeaki veebisait

Samm: klõpsake nüüd nuppu "Uus kanal". See avab vormi. Sisestage nimi ja kirjeldus (vajadusel).

Loo 5 välja:

• Väli 1: pm2, 5
• 2. väli: pm10
• 3. väli: temperatuur
• 4. väli: niiskus
• 5. väli: NO2

Need pealkirjad ei ole meie edetabelite pealkirjad.

Kui vajate näidet, vaadake ülaltoodud fotot.

Te ei pea rohkem välju täitma, kuid asukoha sisestamine võib olla huvitav.

Kerige alla ja valige "Salvesta kanal".

2. samm: AirCitizeni jaama kanal.

Nüüd näete 5 diagrammiga lehte. Pliiatsi sümbolil klõpsates saate muuta graafiku omadusi.

Tulemuseks on ülaltoodud teine pilt.

Selles etapis on need graafikud privaatsed. Saate need avalikustada pärast saadud andmete saamist.

Samm: pärast graafikute konfigureerimist. Minge vahekaardile "API võtmed". Vaadake API taotluste osa ja täpsemalt esimest välja "Kanali voo värskendamine". Pange tähele API VÕTI.

Teil on midagi sellist:

HANGI

Nüüd saate liikuda järgmise peatüki juurde.

Samm 7: Sigfoxi mooduli ja ThingSpeak platvormi vaheline suhtlus

Pange tähele, et igal Sigfoxi moodulikaardil on kaardile kirjutatud kordumatu number ja PAC -number.

ThingSpeaki andmete saamiseks peaksite need ümber suunama.

Datas läheb jaamast Sigfoxi taustaprogrammi ja suunatakse ümber ThingSpeaki serverisse.

Selgituste saamiseks vaadake ülaltoodud esimest pilti.

Samm: me ei selgita, kuidas Sigfoxis registreeruda, kuna Internetis on palju õpetusi.

Minge Sigfoxi taustaprogrammi.

Klõpsake "Seadme tüüp", seejärel klõpsake oma komplekti rida ja valige "Muuda".

Nüüd minge jaotisse "Tagasihelistamine" ja klõpsake "Uus", "Kohandatud tagasihelistamine".

2. samm:

Peaksite olema konfiguratsioonilehel:

Tüüp: DATA ja UPLINK

Kanal: URL

Saada duplikaat: pole

Kohandatud kandevõime konfiguratsioon: määrake andmeallikas ja määrake andmevorm. Peaksite kirjutama järgmiselt:

VarName:: Tüüp: NumberOfBits

Sel juhul on meil 5 väärtust nimega pm25, pm10, temperatuur, niiskus ja NO2.

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

URL -i muster: see on süntaks. Kasutage varem leitud API võtit ja sisestage see pärast "api_key ="

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

Kasutage HTTP -meetodit: GET

Saada SNI: ON

Päised: pole

Klõpsake kohe nuppu "OK".

Teie tagasihelistamine ThingSpeak API -le on nüüd konfigureeritud! (Esitus teisel pildil ülal).

8. samm: ThingSpeak - 2

Nüüd saate telgede miinimum- ja maksimumväärtuste muutmisel olla valivam.

Vajadusel klõpsake graafiku paremas ülanurgas pliiatsi logo.

Tüüpilised väärtused:

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

Temperatuur = ° C

Niiskus = %

Lämmastikoksiid = ppm

Teil peaks olema midagi sellist nagu ülaltoodud kaks pilti.

Saate lisada ka muid vidinaid, näiteks "Numbriline kuva" või "Gauge".

Lõpuks, et oma kanal avalikuks teha, minge vahekaardile „Jagamine” ja valige „Jaga kanalivaadet kõigiga”.

9. samm: boonus - ThingTweet ja React

Valikuline: säutsuge, kui mõni tingimus on täidetud!

Samm: looge Twitteri konto või kasutage oma isiklikku Twitteri kontot.

Registreeru - Twitter

Samm 2: minge Thingspeaki jaotisesse "Rakendused" ja seejärel klõpsake "ThingTweet".

Linkige oma Twitteri konto, klõpsates lingil Twitteri konto.

Samm: minge nüüd tagasi rakenduste sektsiooni ja klõpsake siis nuppu „Reageeri”.

Looge uus reaktsioon, klõpsates nuppu "Uus reageerimine".

Näite järgi:

Reaktsiooni nimi: temperatuur üle 15 ° C

Seisundi tüüp: numbriline

Testi sagedus: andmete sisestamine

Tingimus, kui kanal:

Väli: 3 (temperatuur)

Märk: on suurem kui

Väärtus: 15

Tegevus: ThingTweet

Siis säuts: Oh! Temperatuur on üle 15 ° C

kasutades Twitteri kontot:

Valikud: käivitage toiming iga kord, kui tingimus on täidetud

Seejärel klõpsake nuppu "Salvesta reaktsioon".

Teie säutsub nüüd, kui tingimus on täidetud ja palju muid tingimusi saab konfigureerida, näiteks sõltuvalt PM10 tasemest.

Samm: nüüd on teie kord

Lõpuks on teil kõik elemendid oma AirCitizeni jaama reprodutseerimiseks!

Video: saate vaadata videot, kus tutvustame oma tööd.

Meie ThingSpeak platvorm: AirCitizenPolytech Station

--

Täname tähelepanu eest!

AirCitizen Polytechi meeskond

11. samm: viide ja bibliograafia

https://www.sigfox.com/en