จอแสดงผลเซ็นเซอร์ CO2 แบบพลักแอนด์เพลย์พร้อม NodeMCU/ESP8266 สำหรับโรงเรียน โรงเรียนอนุบาล หรือบ้านของคุณ: 7 ขั้นตอน

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:02

ฉันจะแสดงวิธีสร้างเซ็นเซอร์ CO2 แบบพลักแอนด์เพลย์อย่างรวดเร็ว โดยที่องค์ประกอบทั้งหมดของโครงการจะเชื่อมต่อกับสายของดูปองท์

จะต้องบัดกรีเพียง 5 จุด เพราะผมไม่ได้บัดกรีก่อนโครงการนี้เลย

เซ็นเซอร์จะมีหน้าจอแสดงค่าที่วัดได้ทุกๆ 5 วินาทีในรูปแบบตัวอักษร Helvetica ที่ใหญ่พอ

ตัวเรือนจะทำด้วยเครื่องตัดเลเซอร์จากไม้อัดธรรมดา 4 มม. องค์ประกอบทั้งหมดจะติดกาวเข้าด้วยกัน ภาชนะสำเร็จรูปสามารถเป็นทางเลือกได้ จอแสดงผลและเซ็นเซอร์จะถูกยึดไว้กับที่ด้วยเทปเป็ด

โค้ดของโปรเจ็กต์นี้รวบรวมจากโค้ดตัวอย่าง 2-3 โค้ดที่ฉันมี มันไม่ได้ซับซ้อนหรือสวยงาม แต่เนื่องจากฉันไม่รู้อะไรเลยเกี่ยวกับการเข้ารหัสตั้งแต่ 2 สัปดาห์ก่อน ฉันคิดว่ามันค่อนข้างแข็งแกร่ง

สิ่งที่สมบูรณ์แบบเกี่ยวกับการตั้งค่านี้คือเมื่อโหลดโค้ดบน NodeMCU/ESP8266 แล้ว รหัสจะเริ่มทำงานโดยอัตโนมัติเมื่อไฟเชื่อมต่อกับแหล่งจ่ายไฟและทำงานตราบเท่าที่บอร์ดมีไฟ

ในกรณีที่คุณไม่มีปลั๊กไฟ NodeMCU/ESP8266 สามารถใช้ก้อนแบตเตอรี่ได้นานพอสมควร

เซ็นเซอร์อยู่ในห้องเรียนประถมแล้วและทำงานได้อย่างไม่มีที่ติมาสองสามวันแล้ว เป็นพื้นฐานเมื่อต้องเปิดหน้าต่างเพื่อให้มีอากาศบริสุทธิ์

เสบียง

คุณจะต้องมีอุปกรณ์ดังต่อไปนี้:

- หัวแร้งอย่างดี ปรับอุณหภูมิได้ ปลายเล็ก

- บัดกรี (ไร้สารตะกั่ว)

- ลวดทำความสะอาดหัวแร้ง

- เทปกาว

- สถานีบัดกรีมือที่สามพร้อมแว่นขยาย

- สาย Micro USB (จากสมาร์ทโฟน)

- ที่ชาร์จสมาร์ทโฟน (5V, 1A)

- สายจัมเปอร์ดูปองท์ 20 ซม. - 2, 54 มม. ตัวเมียกับตัวผู้ 6, 99 Euro

- สายจัมเปอร์ดูปองท์ 20 ซม. - 2, 54 มม. ตัวเมีย - ตัวเมีย - 4, 99 Euro

- เซ็นเซอร์ SGP30 TVOC /eCO2 - 25 Euro

- 0, 96 OLED Display I2C Display (SSD1306) 128x64 Pixel - 6, 29 Euro (3 Pack 12, 49 Euro)

- บอร์ด NodeMCU LUA Amica V2 ESP8266 - 5, 99 ยูโร (3 แพ็ค 13, 79 ยูโร)

- บอร์ดฝ่าวงล้อม NodeMCU I/O - 4, 50 ยูโร

- แผ่นไม้อัด 4 มม. - ซิปเล็ก 2 อัน (ไม่แสดงในรูปภาพของฉัน)

ขั้นตอนที่ 1: บัดกรีเซ็นเซอร์ SGP30

ต้องบัดกรีหมุดเชื่อมต่อของเซ็นเซอร์ ตั้งหัวแร้งของคุณให้มีอุณหภูมิที่ต้องการสำหรับลวดบัดกรีและบัดกรีหมุดเข้ากับบอร์ด

มีแบบฝึกหัดดีๆ สำหรับเรื่องนี้ในเว็บไซต์ Adafruit -

สิ่งนี้ช่วยฉันได้มาก

ปล่อยให้เซ็นเซอร์เย็นลงหลังจากการบัดกรี และเตรียมสายจัมเปอร์, NodeMCU และบอร์ดฝ่าวงล้อมสำหรับขั้นตอนต่อไป

มีแผงเซ็นเซอร์ SGP30 ที่มีการเชื่อมต่อล่วงหน้าแล้ว - ทั้งหมดใช้เซ็นเซอร์ CO2 เดียวกันและอาจสะดวกกว่าในการใช้งานเนื่องจากเป็นปลั๊กแอนด์เพลย์จริงๆ (ไม่มีการบัดกรี)

ขั้นตอนที่ 2: เชื่อมต่อ NodeMCU กับ Breakout Board

ใช้ NodeMCU และกระดานฝ่าวงล้อมและสายดูปองท์สีน้ำเงินกับตัวผู้

เชื่อมต่อปลั๊กตัวเมียกับพิน NodeMCU D1 และปลายตัวผู้เข้ากับบอร์ดฝ่าวงล้อม D1

ตอนนี้ใช้สายสีส้มของดูปองท์ตัวเมียกับตัวผู้แล้วต่อปลั๊กตัวเมียกับพิน NodeMCU D2 และปลายตัวผู้กับบอร์ดฝ่าวงล้อม D2

สายไฟเหล่านี้ช่วยให้มั่นใจได้ว่ามีการตั้งค่าการเชื่อมต่อข้อมูล I2C

D1 หมายถึง SCL

D2 หมายถึง SDA

บนอุปกรณ์ I2C

เพื่อให้พลังงานจาก NodeMCU ไปยังบอร์ดฝ่าวงล้อม take

- สายสีแดงตัวเมียกับตัวผู้ ต่อตัวผู้กับขา 3V3 และตัวเมียกับ 3V บนบอร์ดฝ่าวงล้อม

- สายสีดำตัวเมียกับตัวผู้ ต่อตัวผู้กับขา GND และตัวเมียกับ GND บนกระดานฝ่าวงล้อม

ในขั้นตอนสุดท้าย เชื่อมต่อสาย microUSB เข้ากับ NodeMCU เสียบปลายอีกด้านเข้ากับเครื่องชาร์จสมาร์ทโฟน (5V, 1A) และเสียบสายชาร์จเข้ากับเต้ารับ 220 โวลต์

หากคุณเชื่อมต่อทุกอย่างถูกต้อง ไฟ LED สีฟ้าบนกระดานฝ่าวงล้อมจะสว่างขึ้น

ขั้นตอนที่ 3: เชื่อมต่อจอแสดงผล OLED กับ Breakout Board

ถอดสาย microUSB ออกจากบอร์ด NodeMCU

เอามา

- 0, 96 จอแสดงผล OLED I2C จอแสดงผล (SSD1306)

- สายตัวเมียถึงตัวเมีย 4 เส้น (สีแดง สีดำ สีส้ม และสีน้ำเงิน)

เชื่อมต่อกระดานฝ่าวงล้อมเพื่อแสดง

- สีน้ำเงินถึง D1 และ SCL

- สีส้มเป็น D2 และ SDA

- สีแดงถึง 3V และ VCC

- สีดำเป็น GND และ GND

ขั้นตอนที่ 4: เชื่อมต่อเซ็นเซอร์ SGP30 CO2 กับ Breakout Board

ต่อสายจัมเปอร์ตัวเมียกับตัวเมียและต่อบอร์ดฝ่าวงล้อมเข้ากับเซ็นเซอร์ SGP30

- สายสีเหลืองจาก D1 ถึง SCL

- สายสีเขียวจาก D2 ถึง SDA

- สายสีดำจาก GND ถึง GND

- สายสีแดงจาก 3V ถึง VIN

ขั้นตอนที่ 5: สร้างสิ่งที่แนบมาและติดตั้งจอแสดงผลและเซ็นเซอร์

หากคุณต้องการสร้างกล่องหุ้มของคุณเอง ให้ไปที่ makercase.com เลือกกล่องที่คุณชอบ แล้วป้อนขนาดและความหนาของไม้อัดของคุณ ดาวน์โหลดไฟล์.dxf สำหรับการตัดด้วยเลเซอร์

ขนาดของฉันคือ 120 x 80 x 80 มม. (การวัดด้านใน) สำหรับไม้อัด 4 มม. - ฉันได้จัดเตรียมไฟล์พื้นฐานสำหรับการใช้งานในซอฟต์แวร์เครื่องตัดเลเซอร์ของคุณและเพิ่มรูสำหรับ

- เซนเซอร์

- แสดง

- การเชื่อมต่อพลังงาน microUSB สำหรับ NodeMCU

- รูระบายอากาศที่ด้านบนของตัวเครื่อง

เลเซอร์ตัดไม้อัด 4 มม. และกาวพร้อมกาวไม้

เจาะ 2 รูด้วยสว่านไม้ขนาด 3 มม. เพื่อยึดบอร์ด NodeMCU ที่มีสายรัดซิปเข้ากับผนังด้านข้างเพื่อป้องกันการเลื่อนเมื่อเสียบสายไฟ microUSB

ติดจอแสดงผลและเซ็นเซอร์ที่แผงด้านหน้าด้วยเทปปิด - วิธีนี้เป็นวิธีที่ขี้เกียจ;)

กาวส่วนที่เหลือของผนังเข้าด้วยกันและใช้แถบยางเพื่อเก็บทุกอย่างไว้ด้วยกันจนกาวแห้ง อย่าติดกาวที่ส่วนบนของกล่อง เพราะคุณต้องการเข้าถึงการตั้งค่าและเปลี่ยนแปลง/เพิ่มส่วนประกอบของคุณ

หากคุณไม่มีเครื่องตัดเลเซอร์ ให้ซื้อกล่อง/ภาชนะพลาสติกใสราคาถูก เจาะรูสำหรับเซ็นเซอร์ สายรัดบอร์ด NodeMCU และสายไฟ microUSB

ขั้นตอนที่ 6: ตั้งค่าบอร์ด

หากคุณยังใหม่ต่อการเขียนโปรแกรม NodeMCU และยังไม่ได้ติดตั้ง Arduino IDE ให้ไปที่ https://www.arduino.cc/en/pmwiki.php?n=Guide/Windo… และทำตามคำแนะนำสำหรับ Windows

เริ่ม Arduino IDE และตั้งค่าบอร์ดของคุณในแอปพลิเคชัน ในกรณีของฉันคือ NodeMCU LUA Amica V2 ที่มี CP2102-Chip ที่ช่วยให้การสื่อสาร USB ราบรื่นกับ Windows 10 Surface ของฉัน

สิ่งแรกที่คุณต้องทำคือติดตั้งแกน ESP8266 ในการติดตั้ง ให้เปิด Arduino IDE แล้วไปที่:

ไฟล์> ค่ากำหนด และค้นหาฟิลด์ "Additional Boards Manager URLs" จากนั้นคัดลอก url ต่อไปนี้: https://arduino.esp8266.com/stable/package_esp826… วางลิงก์นี้ลงในช่อง "Additional Boards Manager URLs" คลิกปุ่มตกลง จากนั้นปิด Arduino IDE

เชื่อมต่อ NodeMCU กับคอมพิวเตอร์ผ่านพอร์ต USB ไฟ LED บนกระดานฝ่าวงล้อมควรสว่างและติดสว่าง มันเป็นสีฟ้าบนรูปภาพของฉัน

เปิด Arduino IDE อีกครั้งและไปที่: เครื่องมือ> บอร์ด> ตัวจัดการบอร์ด หน้าต่างใหม่จะเปิดขึ้น ป้อน "esp8266" ในช่องค้นหาและติดตั้งบอร์ดชื่อ "esp8266" จาก "ชุมชน ESP8266" คุณได้ติดตั้งแกน ESP8266 แล้ว ในการเลือกบอร์ด NodeMCU LUA Amica V2 ให้ไปที่: เครื่องมือ> บอร์ด> NodeMCU 1.0 (โมดูล ESP - 12E) หากต้องการอัปโหลดโค้ดแบบร่างไปยังการ์ด NodeMCU ก่อนอื่นให้เลือกพอร์ตที่คุณเชื่อมต่อการ์ด

ไปที่: เครื่องมือ> พอร์ต> {ชื่อพอร์ต} - อาจเป็น COM3

โหลดไดรฟ์สำหรับจอแสดงผล OLED ของคุณ ในกรณีนี้ฉันกำลังใช้ไลบรารี u8g2 ในการดาวน์โหลดไลบรารี ให้ไปที่เครื่องมือ> จัดการไลบรารี ในหน้าต่างใหม่ที่เปิดขึ้น ให้ป้อน "u8g2" ในช่องค้นหาและติดตั้งไลบรารี "U8g2" จาก "oliver"

การติดตั้งทำได้ง่ายมาก เพียงคลิกปุ่ม "ติดตั้ง" ที่ปรากฏขึ้นเมื่อคุณเลื่อนเมาส์ไปที่ผลการค้นหา

ทำซ้ำขั้นตอนเดิมเพื่อโหลดและติดตั้งไลบรารีเซ็นเซอร์ SGP30 CO2 ชื่อห้องสมุด Adafruit_SGP30

ขั้นตอนที่ 7: เตรียมตัวให้พร้อมเพื่อทดลองขับและใช้เซ็นเซอร์ CO2 ของคุณ

เปิดรหัสที่ให้มาใน Arduino IDE เมื่อโหลดโค้ดแล้ว รหัสจะแสดงในหน้าต่างแยกต่างหาก

กดเครื่องหมายถูกเพื่อคอมไพล์โค้ดและโหลดลงในบอร์ดของคุณ

หากคุณเชื่อมต่อทุกอย่างถูกต้อง หน้าจอจะแสดง "CO2" และค่า "400" เซ็นเซอร์กำลังเริ่มต้นตัวเอง และหลังจาก 30 วินาที เซ็นเซอร์ก็พร้อมที่จะวัดค่าจริงทุกๆ 5 วินาที

หายใจเข้าเบา ๆ บนเซ็นเซอร์และรอให้ค่าปรากฏบนจอแสดงผล

ยินดีด้วย คุณสร้างและสร้างเซ็นเซอร์ CO2 ด้วยตัวคุณเอง!!

ตอนนี้ถอดสาย USB ออกจากคอมพิวเตอร์ เสียบเข้ากับเครื่องชาร์จแล้วไปที่ห้อง โรงเรียน หรือโรงเรียนอนุบาลที่คุณต้องการใช้เซ็นเซอร์

หลังจากเสียบที่ชาร์จเข้ากับเต้ารับที่ผนังแล้ว เซ็นเซอร์จะพร้อมใช้งานเป็นเวลา 30 วินาที เซ็นเซอร์จะแจ้งให้คุณทราบเมื่อต้องเปิดหน้าต่าง คุณจะต้องทำสิ่งนี้ที่ค่าที่สูงกว่า 650 (ค่าถูกวัดเป็น ppm)