สถานีตรวจอากาศ IoT พร้อมการตรวจสอบ VOCs: 6 ขั้นตอน

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:03

ในคำแนะนำนี้ ฉันแสดงวิธีสร้างสถานีตรวจอากาศ Internet-of-Things (IoT) พร้อมการตรวจสอบสารประกอบอินทรีย์ระเหยง่าย (VOCs) สำหรับโครงการนี้ ฉันได้พัฒนาชุดอุปกรณ์ Do-It-Yourself (DIY) ฮาร์ดแวร์และซอฟต์แวร์เป็นโอเพ่นซอร์ส

ขั้นตอนที่ 1: MeteoMex Aeria Kit

MeteoMex aeria kit (https://www.meteomex.com) มีราคาประมาณ 25 USD และประกอบด้วย

• 1 แผงวงจรพิมพ์ (PCB)
• 1 BME280 เซ็นเซอร์สภาพอากาศ
• 1 CCS811 VOCs เซ็นเซอร์
• 1 Wemos D1 R1 mini ESP8266 ไมโครโปรเซสเซอร์พร้อม WiFi
• หมุดส่วนหัว
• 1 จัมเปอร์ (J1).

นอกจากนี้ คุณจะต้องมีสถานีบัดกรีและแหล่งจ่ายไฟที่เหมาะสมสำหรับอุปกรณ์สำเร็จรูป (USB หรือแบตเตอรี่ AA 3 ก้อน) และสาย USB สำหรับการเขียนโปรแกรม

ขั้นตอนที่ 2: ประสานส่วนประกอบ

คุณต้องประสานส่วนหัวและเซ็นเซอร์บน PCB และ Wemos D1 mini โปรดใช้ความระมัดระวังด้วยการวางแนวเซ็นเซอร์บนกระดานที่ถูกต้อง ฉันใช้เขียงหั่นขนมเพื่อประกอบชิ้นส่วนเพื่อให้มั่นใจในการติดตั้งที่สะอาด

ขั้นตอนที่ 3: ลงทะเบียนหรือติดตั้งเซิร์ฟเวอร์ ThingsBoard

สำหรับการใช้ ThingsBoard เป็นแพลตฟอร์ม IoT คุณต้องลงทะเบียนที่ https://thingsboard.io หรือติดตั้งเซิร์ฟเวอร์ ThingsBoard ของคุณเอง มีหลายวิธีในการติดตั้ง ThingsBoard Community Edition เช่น บนเซิร์ฟเวอร์ Linux, Windows, Raspberry Pi เป็นต้น ฉันเลือกการติดตั้งบนเซิร์ฟเวอร์ส่วนตัวเสมือนของ Ubuntu 18.04 LTS:

ในอินสแตนซ์ ThingsBoard ของคุณ คุณต้องเข้าสู่ระบบในฐานะผู้เช่าและลงทะเบียนอุปกรณ์ใหม่เพื่อส่งข้อมูลทางไกล อุปกรณ์ของคุณจะถูกระบุด้วยโทเค็นการเข้าถึง

ในขั้นตอนต่อไป คุณต้องมี server:port URL และโทเค็นการเข้าถึงของอุปกรณ์ของคุณ

ขั้นตอนที่ 4: การเขียนโปรแกรม Wemos D1 Mini

Wemos D1 mini สามารถตั้งโปรแกรมด้วย Arduino IDE

ติดตั้งบอร์ดเพิ่มเติม ESP32 จาก https://dl.espressif.com/dl/package_esp32_index.json ใน Arduino IDE และเลือกอุปกรณ์ที่ถูกต้อง: LOLIN/Wemos D1 R1 ไม่อย่างนั้นคุณอาจจะ "ก่อกวน" มันตลอดไป (เกิดขึ้นกับฉัน..)!

ตัวอย่างโค้ดต่างๆ สามารถดูได้จาก

สำหรับคำแนะนำนี้ เราใช้โปรแกรม MeteoMex_USB_ThingsBoard_aeria_VOCs

สำคัญ: ในโปรแกรม คุณต้องใช้ URL ที่ถูกต้องของเซิร์ฟเวอร์ ThingsBoard และโทเค็นการเข้าถึงอุปกรณ์ของคุณ!

นอกจากนี้ คุณต้องกำหนด WiFi SSID และรหัสผ่านของคุณ

คุณควรตัดสินใจเกี่ยวกับอัตราการสุ่มตัวอย่าง โดยโพสต์ข้อมูลทุกๆ 10 นาที (สำหรับการตรวจสอบแบบเรียลไทม์ คุณสามารถส่งข้อมูลทุกๆ 500 มิลลิวินาที)

ขั้นตอนที่ 5: ที่อยู่อาศัยของสถานีตรวจอากาศ

ตำแหน่งของสถานีตรวจอากาศของคุณมีความสำคัญ: ควรได้รับการปกป้องจากแสงแดดและฝนโดยตรง ในเวลาเดียวกัน คุณต้องมีการระบายอากาศที่เพียงพอเพื่อวัด VOC และสภาพบรรยากาศ ตามหลักการแล้ว คุณสามารถติดตั้ง MeteoMex ไว้ใกล้กับซ็อกเก็ตและอยู่ในช่วงเครือข่าย WiFi ของคุณ

สำหรับที่อยู่อาศัย คุณสามารถพิจารณาทางเลือกต่างๆ กล่อง 'มืออาชีพ' ที่เหมาะสมจะทำให้คุณเสียค่าใช้จ่ายประมาณ 10 ดอลลาร์สหรัฐ และคุณต้องการพลาสติกมากขึ้น … ฉันยังตัดสินใจไม่ใช้กล่องที่พิมพ์ 3 มิติเนื่องจากเหตุผลด้านเวลา ต้นทุน และสิ่งแวดล้อม (ฉันมีเครื่องพิมพ์ 3 มิติในห้องแล็บของฉันสำหรับการสร้างต้นแบบอุปกรณ์วิเคราะห์). ฉันนำบีกเกอร์โยเกิร์ตพลาสติกกลับมาใช้ใหม่แทน แน่นอน หนึ่งแฟนซีมาก จนถึงตอนนี้ ฉันค่อนข้างพอใจกับโซลูชันนี้: ผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมต่ำ ต้นทุนต่ำ (~1.5 USD รวมโยเกิร์ต 1 ลิตร) และใช้งานได้จริง

ขั้นตอนที่ 6: การตรวจสอบออนไลน์

พร้อม. หากต้องการ คุณสามารถแชร์แดชบอร์ดสาธารณะของสถานีตรวจอากาศของคุณได้:

สถานีตรวจอากาศ IoT พร้อม VOCs, Irapuato, MX, 1, 990 มิลลิวินาที