Airduino: Mobil luftkvalitetsmonitor: 5 trin

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sidst ændret: 2024-01-30 08:26

Velkommen til mit projekt, Airduino. Mit navn er Robbe Breens. Jeg studerer multimedie- og kommunikationsteknologi på Howest i Kortrijk, Belgien. I slutningen af andet semester skal vi lave en IoT -enhed, som er en fantastisk måde at bringe alle de tidligere erhvervede udviklingsfærdigheder sammen for at skabe noget nyttigt. Mit projekt er en mobil luftkvalitetsmonitor kaldet Airduino. Det måler partikelkoncentrationen i luften og beregner derefter AQI (Air Quality Index). Denne AQI kan bruges til at bestemme de sundhedsrisici, der skyldes den målte koncentration af partikler i luften, og de foranstaltninger, der skal træffes af lokale myndigheder for at beskytte deres borgere mod disse sundhedsrisici.

Det er også vigtigt at bemærke, at enheden er mobil. I øjeblikket er der tusinder af statiske luftkvalitetsovervågningsenheder i hele Europa. De har en massiv ulempe ved dem, fordi de ikke kan flyttes, når produktet er online. En mobil enhed muliggør måling af luftkvaliteten flere steder og endda under bevægelse (google street view -stil). Det understøtter også andre funktioner, som f.eks. Identificerer små lokale luftkvalitetsproblemer (f.eks. En dårligt ventileret gade). At give så meget værdi i en lille pakke er det, der gør dette projekt spændende.

Jeg brugte en Arduino MKR GSM1400 til dette projekt. Det er et officielt Arduino-kort med et u-blox-modul, der muliggør 3G-mobilkommunikation. Airduino kan skubbe indsamlede data til en server når som helst og hvor som helst. Et GPS -modul giver også enheden mulighed for at lokalisere sig selv og geolokalisere målingerne.

Til måling af PM (partikel) koncentration brugte jeg en optisk sensoropsætning. Sensoren og en lysstråle sidder i en vinkel til hinanden. Når partikler passerer foran lyset, reflekteres noget lys mod sensoren. Sensoren registrerer en puls, så længe partiklen reflekterer lys til sensoren. Hvis luften bevæger sig med en ensartet hastighed, tillader længden af denne puls os at estimere partiklens diameter. Denne slags sensorer tilbyder en temmelig billig måde at måle PM på. Det er også vigtigt at bemærke, at jeg måler to forskellige typer PM; Partikler, der har en mindre diameter end 10 µm (PM10) og med en mindre diameter end 2,5 µm (PM2, 5). Grunden til, at de adskiller sig, er, at når partikler bliver mindre, bliver sundhedsrisici større. Mindre partikler vil trænge dybere ned i lungerne, hvilket kan forårsage mere skade. En høj koncentration af PM2, 5 vil derfor kræve flere eller andre foranstaltninger end med et højt niveau af PM10.

Jeg vil vise dig trin for trin, hvordan jeg oprettede denne enhed i dette Instructables-indlæg

Trin 1: Indsamling af delene

Først og fremmest skal vi sikre os, at vi har alle de dele, der kræves for at oprette dette projekt. Nedenfor kan du finde en liste over alle de komponenter, jeg brugte. Du kan også downloade en mere detaljeret liste over alle komponenterne under dette trin.

• Arduino MKR GSM 1400
• Arduino Mega ADK
• Raspberry pi 3 + 16GB micro sd-kort
• NEO-6M-GPS
• TMP36
• BD648 transistor
• 2 x pi-blæser
• 100 Ohm modstand
• Jumper kabler

• 3.7V genopladeligt adafruit Li-Po batteri

• Dipol GSM antenne
• Passiv GPS -antenne

I alt brugte jeg omkring € 250 på disse dele. Det er bestemt ikke det billigste projekt.

Trin 2: Oprettelse af kredsløbet

Jeg designede et printkort (printkort) til dette projekt i ørn. Du kan downloade kerber -filer (filer, der giver instruktioner til den maskine, der skal bygge PCB) under dette trin. Du kan derefter sende disse filer til en PCB -producent. Jeg anbefaler stærkt JLCPCB. Når du får dine brædder, kan du let lodde komponenterne til dem ved hjælp af ovenstående elektriske skema.

Trin 3: Import af databasen

Nu er det tid til at oprette sql -databasen, hvor vi vil gemme de målte data.

Jeg tilføjer en sql -dump under dette trin. Du bliver nødt til at installere mysql på Raspberry pi og derefter importere dumpen. Dette vil oprette databasen, brugerne og tabellerne for dig.

Du kan gøre dette ved hjælp af en mysql -klient. Jeg kan varmt anbefale MYSQL Workbench. Linket hjælper dig med at installere mysql og importere sql -dumpen.

Trin 4: Installation af koden

Du kan finde koden på mit github eller downloade filen vedhæftet dette trin.

Du bliver nødt til at:

installer apache på hindbær pi og sæt frontend -filerne i rodmappen. Interfacet vil derefter være tilgængeligt på dit lokale netværk

• Installer alle de python -pakker, der importeres til backend -appen. Du vil derefter kunne køre backend -koden med din hovedpython -tolk eller en virtuel.
• Port frem 5000 porten på din hindbær pi, så arduinoen kan kommunikere med backend.
• Upload arduino -koden til arduinos. Sørg for at ændre Ip-adresserne og netværksoperatørens oplysninger om dit SIM-kort.

Trin 5: Opbygning af sagen

For sagen er det vigtigste, at det giver mulighed for en god luftstrøm gennem enheden. Dette er naturligvis nødvendigt for at sikre, at målingerne foretaget i enheden er repræsentative for luften uden for enheden. Fordi enheden er beregnet til at blive brugt udendørs, skal den også være regntæt.

For at gøre dette lavede jeg lufthuller i bunden af sagen. Lufthullerne er også adskilt i et andet rum end elektronikken. Dette gør det så vandet skal op (hvilket det ikke kan) for at nå elektronikken. Jeg bevogtede hullerne til arduinos USB -port med gummi. Så det forsegler sig selv, når de ikke bruges.