Airduino: Mobile Air Quality Monitor: 5 Hakbang

2024 May -akda: John Day | [email protected]. Huling binago: 2024-01-30 13:11

Maligayang pagdating sa aking proyekto, Airduino. Ang pangalan ko ay Robbe Breens. Nag-aaral ako ng multimedia at teknolohiya ng komunikasyon sa Howest sa Kortrijk, Belgium. Sa pagtatapos ng ikalawang semestre, kailangan naming gumawa ng isang aparato ng IoT, na kung saan ay isang mahusay na paraan upang pagsamahin ang lahat ng dating nakuha na kasanayan sa pag-unlad upang lumikha ng isang bagay na kapaki-pakinabang. Ang aking proyekto ay isang monitor ng kalidad ng mobile air na tinatawag na Airduino. Sinusukat nito ang konsentrasyon ng maliit na butil sa hangin at pagkatapos ay kinakalkula ang AQI (Air Quality Index). Ang AQI na ito ay maaaring magamit upang matukoy ang mga panganib sa kalusugan, na sanhi ng sinusukat na konsentrasyon ng maliit na butil sa hangin, at mga hakbang na dapat gawin ng mga lokal na pamahalaan upang maprotektahan ang kanilang mga mamamayan laban sa mga panganib sa kalusugan.

Mahalaga ring tandaan na ang aparato ay mobile. Sa kasalukuyan, mayroong libu-libong mga static na aparato sa pagsubaybay sa kalidad ng hangin sa buong Europa. Mayroon silang napakalaking downside sa kanila dahil hindi sila maililipat sa sandaling ang produkto ay online. Nagbibigay-daan ang isang mobile device sa pagsukat ng kalidad ng hangin sa maraming lokasyon, at kahit na habang gumagalaw (istilo ng view ng kalye sa google). Sinusuportahan din nito ang iba pang mga tampok, kinikilala ang maliit na mga lokal na problema sa kalidad ng hangin (tulad ng isang hindi magandang maaliwalas na kalye) halimbawa. Ang pagbibigay ng labis na halaga sa isang maliit na pakete ay ang nakagaganyak ng proyektong ito.

Gumamit ako ng isang Arduino MKR GSM1400 para sa proyektong ito. Ito ay isang opisyal na board ng Arduino na may module na u-blox na nagbibigay-daan sa komunikasyon sa 3G cellular. Maaaring itulak ni Airduino ang nakalap na data sa isang server anumang oras at mula saanman. Gayundin, pinapayagan ng isang module ng GPS ang aparato na hanapin ang sarili nito at i-geolocate ang mga sukat.

Upang sukatin ang konsentrasyon ng PM (maliit na butil), gumamit ako ng isang pag-setup ng optical sensor. Ang sensor at isang sinag ng ilaw ay nakaupo sa isang anggulo sa bawat isa. Habang dumadaan ang mga maliit na butil sa harap ng ilaw, ang ilang ilaw ay makikita sa sensor. Nagrerehistro ang sensor ng isang pulso hangga't ang maliit na butil ay sumasalamin ng ilaw sa sensor. Kung ang hangin ay gumagalaw sa isang pare-parehong bilis, ang haba ng pulso na ito ay nagbibigay-daan sa amin upang tantyahin ang diameter ng maliit na butil. Ang mga uri ng sensor ay nag-aalok ng isang murang paraan upang sukatin ang PM. Mahalagang tandaan din na sumusukat ako ng dalawang magkakaibang uri ng PM; Ang particle matter na mayroong isang mas maliit na diameter kaysa 10 µm (PM10), at may isang maliit na diameter kaysa 2.5 µm (PM2, 5). Ang dahilan kung bakit sila nakikilala ay na habang ang maliit na maliit na butil ng bagay ay nagiging maliit, ang mga panganib sa kalusugan ay nagiging mas malaki. Ang mas maliit na mga maliit na butil ay tumagos sa baga nang mas malalim, na maaaring maging sanhi ng mas maraming pinsala. Ang isang mataas na konsentrasyon ng PM2, 5 ay, samakatuwid, mangangailangan ng higit o iba't ibang mga hakbang kaysa sa isang mataas na antas ng PM10.

Ipapakita ko sa iyo nang sunud-sunod kung paano ko nilikha ang aparatong ito sa post na Mga Tagubilin

Hakbang 1: Pagkolekta ng Mga Bahagi

Una sa mga bagay, kailangan nating tiyakin na mayroon tayo ng lahat ng mga bahagi na kinakailangan upang likhain ang proyektong ito. Sa ibaba maaari kang makahanap ng isang listahan ng lahat ng mga sangkap na ginamit ko. Maaari mo ring i-download ang isang mas detalyadong listahan ng lahat ng mga bahagi sa ibaba ng hakbang na ito.

• Arduino MKR GSM 1400
• Arduino Mega ADK
• Raspberry pi 3 + 16GB micro sd-card
• NEO-6M-GPS
• TMP36
• BD648 transistor
• 2 x pi-fan
• 100 Ohm risistor
• Mga kable ng jumper

• 3.7V adafruit rechargable Li-Po na baterya

• Dipole GSM antena
• Passive GPS antena

Sa kabuuan nagastos ko ang € 250 sa mga bahaging ito. Tiyak na hindi ito ang pinakamurang proyekto.

Hakbang 2: Paglikha ng Circuit

Dinisenyo ko ang isang PCB (naka-print na circuit board) para sa proyektong ito sa agila. Maaari mong i-download ang mga kerber file (mga file na nagbibigay ng mga tagubilin sa makina na magtatayo ng PCB) sa ibaba ng hakbang na ito. Maaari mong ipadala ang mga file na ito sa isang tagagawa ng PCB. Masidhing inirerekumenda ko ang JLCPCB. Kapag nakuha mo ang iyong board madali mong maghinang ng mga bahagi sa kanila gamit ang nasa itaas na iskemang de-kuryente.

Hakbang 3: Pag-import ng Database

Ngayon ay oras na upang lumikha ng sql database kung saan mai-save namin ang sinusukat na data.

Magdaragdag ako ng isang sql dump sa ibaba ng hakbang na ito. Kailangan mong i-install ang MySQL sa Raspberry pi at pagkatapos ay i-import ang dump. Lilikha ito ng database, mga gumagamit at talahanayan para sa iyo.

Magagawa mo ito gamit ang isang MySQL client. Masidhing inirerekumenda ko ang MYSQL Workbench. Tutulungan ka ng link na mag-install ng MySQL at i-import ang sql dump.

Hakbang 4: Pag-install ng Code

Maaari mong makita ang code sa aking github o i-download ang file na naka-attach sa hakbang na ito.

Kailangan mong:

i-install ang apache sa raspberry pi at ilagay ang mga frontend file sa root folder. Ang interface ay magiging accesible sa iyong lokal na network

• I-install ang lahat ng mga pakete sa sawa na na-import sa backend app. Magagawa mong patakbuhin ang backend code sa iyong pangunahing interpreter ng sawa o isang virtual.
• Ipasa ang port ng 5000 port ng iyong raspberry pi upang ang arduino ay maaaring makipag-usap sa backend.
• I-upload ang arduino code sa mga arduino. Tiyaking binago mo ang Ip adresses at ang impormasyon ng operator ng network ng iyong SIM-card.

Hakbang 5: Pagbubuo ng Kaso

Para sa kaso, ang pinakamahalagang bagay ay pinapayagan nito para sa isang mahusay na daloy ng hangin sa pamamagitan ng aparato. Malinaw na kinakailangan ito upang matiyak na ang mga sukat na ginawa sa aparato ay kinakatawan para sa hangin sa labas ng aparato. Dahil ang aparato ay sinadya upang magamit sa labas, kailangan din itong patunay ng ulan.

Upang magawa ito, gumawa ako ng mga butas sa hangin sa ilalim ng kaso. Ang mga butas ng hangin ay nakahiwalay din sa iba't ibang kompartimento mula sa electronics. Ginagawa ito kaya't ang tubig ay kailangang umakyat (na hindi nito kaya) upang maabot ang electronics. Binantayan ko ang mga butas para sa arduinos USB port na may goma. Upang ito ay mag-seal mismo kapag hindi sila ginagamit.