AtmoScan: 7 ขั้นตอน (พร้อมรูปภาพ)

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:07

**********************************************************************************************

ข่าว

ไปที่ GitHub ของฉันสำหรับ:

- การเปลี่ยนแปลงเล็กๆ น้อยๆ ของฮาร์ดแวร์ช่วยปรับปรุงการออกแบบ รวมถึงความสามารถในการปิดตัวเองจากซอฟต์แวร์ การแก้ไขหนึ่งในข้อเสียที่ใหญ่ที่สุดของการออกแบบ - วิธีจัดการกับแบตเตอรี่ต่ำ

- ขณะนี้มีการเผยแพร่การออกแบบ PCB v2 พร้อมคำแนะนำเพื่อนำการเปลี่ยนแปลงไปใช้กับบอร์ด V1.0 ได้อย่างง่ายดาย

- ไฟล์ CAD สำหรับตู้ที่สมบูรณ์

ตู้ใหม่ดูเหมือนภาพด้านบน…ก็ไม่มียางรัด

****************************************************************************************

ATMOSCAN เป็นอุปกรณ์มัลติเซนเซอร์ที่มุ่งตรวจสอบคุณภาพอากาศภายในอาคาร ขณะที่หลายโครงการได้รับการตีพิมพ์ซึ่งมีจุดประสงค์คล้ายกัน แต่โครงการนี้เป็นระบบที่สมบูรณ์ในแพ็คเกจขนาดกะทัดรัดที่บรรจุในตัวเองซึ่งสรุปทั้งหมด มีหน้าจอสี LCD รับรู้เวลาและสถานที่ มีการควบคุมด้วยท่าทาง และโพสต์ไปยัง ThingSpeak (หรืออื่นๆ) ผ่าน MQTT แต่สามารถจัดการการทำงานที่ตัดการเชื่อมต่อและเชื่อมต่อใหม่ได้อย่างเหมาะสม ด้วยแบตเตอรี่แบบชาร์จไฟได้ในตัว จึงใช้งานได้เต็มวันเมื่อตัดการเชื่อมต่อจากแหล่งจ่ายไฟ

มันใช้เฟรมเวิร์กความร่วมมือแบบมัลติทาสกิ้งและตอบสนองต่ออินพุตของผู้ใช้อย่างมากในขณะที่สุ่มตัวอย่างเซ็นเซอร์ จัดการ UI โพสต์ไปที่ MQTT อันที่จริงมันบีบออกมาจาก ESP8266 ตัวเล็ก ๆ เล็กน้อย ทำได้โดยการรวมไลบรารีโอเพ่นซอร์สจำนวนหนึ่งและใช้ประโยชน์จากบริการเว็บอินเทอร์เน็ต

เครดิตสำหรับห้องสมุดจะมอบให้กับผู้มีส่วนร่วมหลายคน ดูในภายหลัง

เพลงในวิดีโอสามารถพบได้ที่นี่

ขั้นตอนที่ 1: เซ็นเซอร์

Atmoscan วัดตัวแปรจำนวนหนึ่ง:

• อุณหภูมิ
• ความชื้น
• ความดัน
• CO2
• CO
• NO2
• VOC (สารประกอบอินทรีย์ระเหยง่าย ตัวบ่งชี้คุณภาพอากาศ)
• PM 01
• PM25
• PM10
• รังสี

โดยได้รวมเอาเซ็นเซอร์แบบแยกจำนวนหนึ่งเข้าไว้ด้วยกัน

• BME280 (เช่น ลิงค์)
• PMS7003 (เช่น ลิงค์)
• MH-Z19 (เช่น ลิงค์)
• HDC1080 (เช่น ลิงก์)
• MiCS6814 (ลิงค์)
• MP503 (ลิงค์)
• LND-712 Geiger tube (ลิงก์ ฉันพบในยุโรปที่นี่ ลิงก์ หรือ ที่นี่ ลิงก์) พร้อมโมดูลไฟฟ้าแรงสูง (ลิงก์)

เอกสารข้อมูลอยู่ที่นี่

ขั้นตอนที่ 2: อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์

สามารถสร้าง Atmoscan ได้อย่างง่ายดายด้วย NodeMCU หรือบอร์ด ESP8266 อื่นๆ และส่วนประกอบที่พร้อมใช้งาน เช่น ตัวปรับระดับและตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้า หากคุณเลิกใช้เครื่องชาร์จแบตเตอรี่ในตัว

ในขณะที่ฉันสร้างต้นแบบด้วยส่วนประกอบที่แยกจากกัน สำหรับเวอร์ชันสุดท้าย ฉันออกแบบบอร์ดเฉพาะที่รวมฟังก์ชันทั้งหมดและมีตัวเชื่อมต่อที่เรียบร้อยสำหรับเซ็นเซอร์ ไฟ LED สำหรับสถานะ (สีน้ำเงิน= เชื่อมต่อกับแหล่งจ่ายไฟแล้ว สีแดง = กำลังชาร์จ)

มีไฟล์ Eagle PCB ที่นี่

โดยเฉพาะอย่างยิ่ง คณะกรรมการรวม:

• วงจรการชาร์จตาม MAX8903A (ลิงค์)
• ตรรกะเปิด/ปิดด้วยปุ่มเดียว
• โมดูล ESP12E
• ตรรกะการเขียนโปรแกรม
• ตัวเลื่อนระดับ
• ไดรเวอร์ไฟหลังจอ LCD
• ตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้าแบบ Step-Up/Step-Down 3.3V อ้างอิงจาก Pololu S7V8F3 (ลิงก์)
• ตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้าแบบ Step-Up 5V ตาม Pololu U1V10F5 (ลิงก์)
• เกจวัดน้ำมันเชื้อเพลิง LiPo ตาม SparkFun TOL10617 (ลิงก์)

จอแสดงผลเป็นแบบ TFT 320x240 ขนาด 2.8 นิ้ว อิงจากชิป ILI9341 (ลิงก์)

เซ็นเซอร์ท่าทางสัมผัสใช้ชิป PAJ7620U2 (ลิงก์) ซึ่งดีกว่า APDS9960 ราคาถูกซึ่งสร้างการขัดจังหวะอย่างต่อเนื่องและไม่สามารถทำงานได้ผ่านเพล็กซิกลาส

เซ็นเซอร์ค่อนข้างหิวพลังงาน ดังนั้นเพื่อรับประกันความเป็นอิสระอย่างน้อย 24 ชั่วโมง ฉันได้สร้างชุดแบตเตอรี่ LiPo 105575 ขนาด 3 x 5000mAh (ลิงก์) อันที่จริง 2 ก็เพียงพอแล้ว ที่ชาร์จ MAX8903 มีปัญหาในการชาร์จแพ็คผลลัพธ์ 15, 000mAh

หมายเหตุ - ตามที่เห็นในภาพ:

• แสดงตำแหน่งตัวเชื่อมต่อ
• ต้องถอดช่องเสียบการ์ด SD ออกจากจอแสดงผลหากต้องการให้พอดีกับกล่องหุ้ม
• คุณต้องทำรอยบากเล็ก ๆ ใน PCB เพื่อไม่ให้ยุ่งกับพัดลม (รอยบากอยู่ในแฟชั่นหลังจาก iPhone X) แก้ไขใน PCB V2

ตัวย่อตัวเชื่อมต่อบน PCB มีดังนี้:

• PRS: Barometric Pressure Sensor (based BME280) หมายเหตุ: ให้ติดตั้งบน PCB. โดยตรง
• VOC: Grove - เซ็นเซอร์คุณภาพอากาศ v1.3 (อิงตาม MP503)
• TMP: เซนเซอร์ตรวจจับความชื้นและอุณหภูมิแบบดิจิตอลความแม่นยำสูง (อิงตาม HDC1080)
• PMS: PMS7003 เซ็นเซอร์วัดความเข้มข้นของอนุภาคดิจิตอล
• GAS: Grove - เซ็นเซอร์ก๊าซหลายช่อง (อิงตาม MiCS6814)
• GES: Grove – เซ็นเซอร์ท่าทางสัมผัส (อิงตาม PAJ7620U2)
• RAD: Geiger tube (ผ่านโมดูลจ่ายไฟไดรเวอร์ Geiger Probe แรงดันสูง 400V / 500V พร้อมเอาต์พุตพัลส์ TTL แบบดิจิทัล)
• CO2: MH-Z19 อินฟราเรดเซ็นเซอร์ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์
• U1V10F: ตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้าแบบ Step-Up 5V ที่ใช้ Pololu
• U1V10F5 S7V8V3: ตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้าแบบ Step-Up/Step-Down 3.3V ที่ใช้ Pololu S7V8F3
• TOL10617: เกจวัดน้ำมันเชื้อเพลิง Sparkfun LiPo
• LCD: จอแสดงผล ILI9341

ขั้นตอนที่ 3: สิ่งที่ส่งมาด้วย

กล่องหุ้มได้มาจากคอนเทนเนอร์ลูกบาศก์ลูกแก้วขนาด 10x10x10 ซม. ที่ฉันซื้อบนอีเบย์และมีจุดประสงค์เพื่อการใช้งานที่แตกต่างไปจากเดิมอย่างสิ้นเชิง มีช่องระบายอากาศที่ดีและตรงตามความต้องการ โดยหลักการแล้วปริมาณนั้นเพียงพอที่จะบรรจุทั้งชุด ยกเว้นว่ามันไม่ง่าย… ความพยายามในช่วงต้นบางอย่างโดยใช้การจำลองกระดาษแข็งล้มเหลวอย่างน่าสังเวช ดังนั้นฉันจึงเลิกใช้และเสียเวลาหลายชั่วโมงกับ 3D CAD และฉันมีตัวรองรับการตัดด้วยเลเซอร์ภายใน พื้นที่ภายในแบ่งเป็นช่องๆ เพื่อให้เซ็นเซอร์อุณหภูมิอยู่ห่างจากแหล่งความร้อนภายในมากที่สุด ในขณะที่โครงภายนอกทำจากวัสดุ 3 มม. ส่วนบนทำจากแผ่น 2+1 มม. เคล็ดลับนี้อนุญาตให้มีเซ็นเซอร์ท่าทางสัมผัสที่ปกคลุมด้วยอะคริลิกเพียง 1 มม. และเพียงพอที่จะทำให้มันทำงาน

การดัดแปลงบางอย่างต้องทำด้วยเครื่องมือช่างที่ตัวเครื่องเดิม เช่น พัดลม สวิตช์ และรู USB ผลลัพธ์ก็ยังดี!

ไฟล์ CAD อยู่ที่นี่

ขั้นตอนที่ 4: การประกอบเครื่องกล

แพ็คเกจมีความหนาแน่นมาก แต่ด้วยการออกแบบ 3D cad ทำให้ฉันประหลาดใจเล็กน้อยเมื่อประกอบ

การไหลเวียนของอากาศ (จากบนลงล่าง) มั่นใจได้ด้วยพัดลมขนาดเล็ก หลังจากซื้อหมายเลขที่ยุติธรรมใน Aliexpress / eBay ฉันพบว่าเสียงของพัดลมราคาถูกนั้นทนไม่ได้สำหรับอุปกรณ์ในร่ม ฉันลงเอยด้วยการซื้อ Papst 255M (ลิงก์) ที่หมุนช้าและค่อนข้างแพงและฉันป้อนมันด้วยไดโอดน้อยกว่า 5V ผลลัพธ์ค่อนข้างดีและเงียบจนไม่มีใครสังเกตเห็น (แม้จะผ่านการอนุมัติจากภรรยาแล้ว

ขั้นตอนที่ 5: ซอฟต์แวร์

สถาปัตยกรรมซอฟต์แวร์อิงตามเฟรมเวิร์กเชิงวัตถุที่เรียกใช้กระบวนการ (แบบร่วมมือ) หลายขั้นตอนที่จัดการ UI, เซ็นเซอร์ และ MQTT เป็นตำแหน่งและทราบเวลา แต่สามารถจัดการกับการตัดการเชื่อมต่อ / เชื่อมต่อกับ WiFI ใหม่ได้

กรอบงานเปิดและสามารถจัดการหน้าจอจำนวนเท่าใดก็ได้ ตราบใดที่โค้ดและทรัพยากรของพวกมันพอดีกับหน่วยความจำแฟลช กรอบงานของแอปพลิเคชันจะจัดการท่าทางสัมผัสและส่งต่อไปยังหน้าจอ เพื่อการจัดการเพิ่มเติมหรือการยกเลิกหากจำเป็น ท่าทางสัมผัสที่จัดการโดยกรอบงานคือ:

• ปัดไปทางซ้าย / ขวา - เปลี่ยนหน้าจอ
• (นิ้ว) หมุนตามเข็มนาฬิกา - หมุนหน้าจอ
• (นิ้ว) หมุนทวนเข็มนาฬิกา - เรียกใช้หน้าจอการตั้งค่า
• (มือ) จากไกลถึงใกล้ - ปิดหน้าจอ

หน้าจอสืบทอดมาจากคลาสพื้นฐานและจัดการผ่านโมเดลเหตุการณ์ต่อไปนี้:

• เปิดใช้งาน - ยิงครั้งเดียวเมื่อสร้างหน้าจอ
• อัพเดท - เรียกเป็นระยะเพื่ออัพเดทหน้าจอ
• ปิดการใช้งาน - เรียกหนึ่งครั้งก่อนที่หน้าจอจะถูกปิด
• onUserEvent - เรียกเมื่อมีการทริกเกอร์เซ็นเซอร์ท่าทางสัมผัส อนุญาตให้ตอบสนองและแทนที่การจัดการเหตุการณ์เริ่มต้นเช่น ยกเลิกการปัดเพื่อเปลี่ยนหน้าจอ

แต่ละหน้าจอประกาศความสามารถโดยให้ข้อมูลต่อไปนี้:

• getRefreshPeriod - ความถี่ที่หน้าจอต้องการการรีเฟรช
• getRefreshWithScreenOff - หากหน้าจอต้องการรีเฟรชแม้ในขณะที่ปิดแบ็คไลท์ เช่น. สำหรับชาร์ต
• getScreenName - ชื่อของหน้าจอ
• isFullScreen - ควบคุมการแสดงผลได้อย่างเต็มที่ หรืออนุญาตแถบด้านบนด้วยวันที่/เวลา/ตำแหน่ง/เกจแบตเตอรี่/มาตรวัด wifi

เฟรมเวิร์กสามารถสร้างอินสแตนซ์และจัดสรรหน้าจอใหม่ผ่านโรงงานคลาสที่เปิดเผยได้ การจัดสรรแบบไดนามิกช่วยประหยัด RAM และทำให้อุปกรณ์ขยายได้อย่างง่ายดาย กรอบงานแอปพลิเคชันโดยรวมยังสามารถนำมาใช้ซ้ำสำหรับโครงการอื่นๆ

หน้าจอที่ใช้งานใน Atmoscan ในปัจจุบันคือ:

• ค่าเซ็นเซอร์
• เครื่องวัด Geiger / แผนภูมิเซมิล็อก
• สถานะของระบบ
• บันทึกข้อผิดพลาด
• สถานีตรวจอากาศ
• นักสืบเครื่องบิน
• ติดตั้ง
• แบตเตอร์รี่ต่ำ

หน้าจอการตั้งค่าอนุญาตให้ตั้งค่าข้อมูลรับรอง Wifi, ช่อง MQTT, เซิร์ฟเวอร์ Syslog

ใหม่ใน v2.0: ขณะนี้คีย์บริการเว็บทั้งหมดสามารถกำหนดค่าได้ผ่านทางพอร์ทัลการกำหนดค่า ค่าเดียวที่ยังคงฮาร์ดโค้ดไว้คือรหัสผ่าน OTA (ATOSCAN ตัวพิมพ์ใหญ่)

หมายเหตุ 1: การตั้งโปรแกรมครั้งแรกต้องทำด้วยสาย USB-Serial ที่เชื่อมต่อกับขั้วต่อการเขียนโปรแกรม เนื่องจากพอร์ตอนุกรมถูกครอบครองโดยเซ็นเซอร์ การดีบักและการเขียนโปรแกรมด้วยวิธีนั้นจึงทำไม่ได้หลังจากการประกอบ เนื่องจากจะต้องถอดเซ็นเซอร์ออก ดังนั้นซอฟต์แวร์จึงสนับสนุนการดีบัก SYSLOG และการอัปเดต OTA

หมายเหตุ 2: ไบนารี ATMOSCAN มีขนาดเกิน 700Kb และ ArduinoOTA ต้องการให้พื้นที่โปรแกรมมีขนาดอย่างน้อยสองเท่าของขนาดภาพ ซึ่งตัดตัวเลือก "4M (3M SPIFFS)" อย่างไรก็ตาม ตัวเลือก "4M (1M SPIFFS)" มาตรฐานก็ไม่เหมาะสมเช่นกัน เนื่องจากพาร์ติชัน SPIFFS จะไม่เพียงพอสำหรับทรัพยากรแบบกราฟิกที่เกี่ยวข้องกับสถานีตรวจอากาศ ตัวชี้เครื่องบิน และสำหรับไฟล์กำหนดค่า ดังนั้น การกำหนดค่าแบบกำหนดเอง "4M (2M SPIFFS)" จึงถูกสร้างขึ้นเพื่อแก้ไขปัญหา คำอธิบายที่นี่

เอกสารและซอร์สโค้ดแบบเต็มมีอยู่ที่นี่

เครดิตรวมถึงรหัสและห้องสมุดจาก

• อดาฟรุต
• Arcao
• บลังชอน
• บอดเมอร์
• ClosedCube
• Gmag11
• โนลเลอรี
• Lucadentella
• Seeed
• Squix78
• ซาปู
• Wizard97

รวมบริการเว็บจาก

• Adsbexchange.com
• GeoNames.org
• Google.com
• Mylnikov.org
• Timezonedb.com
• Wunderground.com

ขั้นตอนที่ 6: ทำให้ดีขึ้น

ผลลัพธ์ก็ไม่เลวเลย! ซอฟต์แวร์ดูดีและเชื่อถือได้ ในขณะที่สามารถขยายด้วยคุณลักษณะใหม่ ๆ และอาจทำความสะอาดเล็กน้อยเพื่อให้กรอบงานแอปพลิเคชันสามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้อย่างแท้จริงสำหรับโครงการอื่น ๆ การสอบเทียบเซ็นเซอร์บางตัวอาจไม่ดีนัก แต่จำเป็นต้องใช้อุปกรณ์ในห้องปฏิบัติการทดสอบ เวลาเป็นสิ่งมีค่าและฉันมีไม่มาก ความก้าวหน้าจึงช้า เมื่อฉันทำเสร็จแล้ว การสนับสนุนที่ดีสำหรับ ESP32 ก็พร้อมใช้งาน ถ้าฉันเริ่มตอนนี้ ฉันจะใช้มันและรวมเซ็นเซอร์ภายนอกผ่านบลูทูธ

ใครก็ได้?

หมายเหตุ: ฉันยังมี PCB อยู่จำนวนหนึ่ง ดังนั้นหากใครสนใจก็มีจำหน่ายในราคาปกติ/ค่าส่งไปรษณีย์

ขั้นตอนที่ 7: คำถามและคำตอบ

ก่อนอื่น ขอขอบคุณสำหรับความคิดเห็นในเชิงบวกอย่างท่วมท้นของคุณ ฉันไม่ได้คาดหวังความสนใจมากนัก

ฉันได้รับคำถามจำนวนหนึ่งผ่านทางความคิดเห็นหรือข้อความส่วนตัว ดังนั้นฉันจึงคิดที่จะรวบรวมคำตอบไว้ที่นี่ ควรจะมามากกว่านี้ฉันจะเพิ่ม

ฉันพบ PCB ทั้ง 8 ตัวที่ด้านหลังลิ้นชัก และกำลังเดินทางไปเบลเยียม เยอรมนี อินเดีย สหรัฐอเมริกา แคนาดา สหราชอาณาจักร ออสเตรเลีย ว้าว 3 ทวีป! อัศจรรย์.

ฉันจะใส่อะไรในหน้าการกำหนดค่า ATMOSCAN

หน้าการกำหนดค่า Atmoscan ต้องการพารามิเตอร์ต่อไปนี้:

• SSID และรหัสผ่านของเครือข่าย WiFi ที่คุณต้องการเชื่อมต่อ
• เซิร์ฟเวอร์ MQTT ที่คุณใช้ ตัวอย่างเช่น ฉันใช้ mqtt.thingspeak.com
• สตริงการเชื่อมต่อสำหรับหัวข้อ MQTT ที่ใช้ ตัวอย่างเช่น หัวข้อ Thingspeak MQTT อยู่ในรูปแบบ: channels/CHANNEL-ID/publish/WRITE-API (ตัวอย่าง: channels/123456/publish/567890)
• เซิร์ฟเวอร์ Syslog: IP ของเซิร์ฟเวอร์ syslog ที่คุณใช้สำหรับการบันทึก
• คีย์ Google สำหรับ Maps Static API รับรหัสจาก https://console.cloud.google.com/apis/dashboard สร้างโครงการ API ที่ Atmoscan ใช้คือ https://maps.googleapis.com/maps/api/staticmap สร้างคีย์สำหรับ API นี้ในโปรเจ็กต์ google ที่คุณเพิ่งสร้างขึ้น ใช้ที่นี่
• คีย์สภาพอากาศใต้ดิน สร้างบัญชีบน www.wunderground.com ไปที่ WEATHER API (ลิงก์ที่ด้านล่างของหน้าแรก ไปที่ KEY SETTINGS สร้างคีย์ ใช้ที่นี่
• บัญชี Geonames สร้างบัญชีบน https://www.geonemes.org/ เปิดใช้งานเพื่อใช้บริการเว็บฟรีและใส่ชื่อผู้ใช้ที่นี่
• คีย์ TimeZoneDB สร้างบัญชีบนhttps://timezonedb.com/ สร้างคีย์ วางไว้ที่นี่

ฉันจะกำหนดค่า Thingspeak ได้อย่างไร

ต้องการ 3 ช่อง Thingspeak ฟิลด์ถูกใช้ดังนี้:

ช่อง 1 ช่อง

1. อุณหภูมิ
2. ความชื้น
3. ความดัน
4. PM01
5. PM2.5
6. PM10
7. CPM
8. รังสี

ช่อง 2 ช่อง

1. CO
2. CO2
3. NO2
4. VOC

ช่อง 3 ช่อง (ช่องระบบ)

1. เวลาทำงานเป็นนาที
2. ฮีปฟรีเป็นไบต์
3. WIFI RSSI (สัญญาณใน DBM)
4. แรงดันแบตเตอรี่
5. LINEAR SOC (สถานะแบตเตอรี่ของการชาร์จ % - การคำนวณเชิงเส้น สัดส่วนกับแรงดันไฟฟ้า)
6. NATIVE SOC (สถานะแบตเตอรี่ของการชาร์จ % - ตามที่รายงานโดยมาตรวัด ตามที่อ่านจากมาตรวัด หมายเหตุ: มาตรวัดบอกว่า 0% เมื่อถึง 3.6v ในขณะที่แบตเตอรี่สามารถคายประจุได้อีกเล็กน้อย สมมติว่าสูงกว่า 3v ขีดจำกัดล่าง ที่ ATMOSCAN ปิดตัวเองเป็น #define ในไฟล์ globaldefinitions.h)
7. อุณหภูมิของระบบ (จาก bme280 ติดตั้งกับบอร์ดโดยตรง)
8. ความชื้นของระบบ (จาก bme280 ติดตั้งกับบอร์ดโดยตรง)

PCB มีขนาดกะทัดรัดมาก ฉันจะบัดกรีอุปกรณ์ SMD โดยเฉพาะ MAX8903A IC ได้อย่างไร

อันดับแรก ฉันแนะนำให้คุณถามตัวเองว่าคุณต้องการเข้าสู่ SMD หรือไม่ หรือเป็นครั้งเดียว- ถ้าอย่างหลัง อาจขอให้ใครสักคนทำเพื่อคุณ หากคุณต้องการท้าทาย SMD ลงทุนสักนิดและรับเครื่องมือที่เหมาะสม (บัดกรี ฟลักซ์ เตารีดขนาดเล็กไอโซโพรพิลิกแอลกอฮอล์ ปืนร้อน แหนบ กล้อง USB ราคาถูก ที่ยึด PCB) สมัยนี้มีแต่ของถูก จากนั้นดูวิดีโอ YouTube – ครึ่งล้าน – และใช้เวลากับ PCB เก่าที่คุณสามารถเสียสละและยกเลิกการบัดกรี / ทำความสะอาด / ประสานส่วนประกอบบางอย่าง คุณจะไม่เชื่อหรอกว่ามันมีประโยชน์เพียงใด เพื่อเรียนรู้สิ่งที่คาดหวัง รับอุณหภูมิที่เหมาะสม ฯลฯ การพูดจากประสบการณ์… ฉันเริ่ม SMD เปลี่ยนตัวเชื่อมต่อการแสดงผลใน iPod touch และฉันก็ฆ่าอันแรก!

อันที่จริง Atmoscan PCB มีขนาดกะทัดรัดและ IC นั้นไม่ใช่เรื่องง่าย อีกครั้ง ฉันไม่แนะนำให้คุณทำเช่นนี้ในการบัดกรี SMD ครั้งแรกของคุณ QFN ไม่ใช่แพ็คเกจที่เป็นมิตรแม้ว่าตอนนี้ฉันจะบัดกรีตัวเลขแล้ว คุณไม่เคยแน่ใจว่าคุณทำถูกต้อง …

ใน Atmoscan ฉันบัดกรีมันก่อน จากนั้นจึงประกอบส่วนประกอบรอบๆ เพื่อทดสอบว่าส่วนการชาร์จของบอร์ดใช้งานได้ จากนั้นฉันก็ทำส่วนที่เหลือทั้งหมดให้เสร็จ จากรูปภาพที่แนบมา คุณควรจะสามารถสรุปการวางแนวของส่วนประกอบได้ ฉันใช้ไลบรารีคอมโพเนนต์ที่เป็นสาธารณสมบัติ และการวางแนวไม่ชัดเจนในซิลค์สกรีน

วิธีของฉัน: ก่อนอื่นฉันใส่เหล็กบัดกรีบนแผ่นอิเล็กโทรด จากนั้นมีฟลักซ์จำนวนมาก (เฉพาะ SMD) และฉันจัดตำแหน่ง IC ด้วยแหนบอย่างระมัดระวัง จากนั้นอุ่นให้สิ่งของทั้งหมดอยู่ที่ประมาณ 200/220C (ต่ำกว่าจุดหลอมเหลว) เพื่อหลีกเลี่ยงความตึงเครียดเนื่องจากความร้อนที่ไม่สม่ำเสมอ จากนั้นฉันก็เพิ่มอุณหภูมิเป็น 290C หรือมากกว่านั้นรอบๆ IC หากคุณวางบัดกรีเล็กน้อยบนแผ่นรองใกล้ๆ คุณจะเห็นเมื่ออุณหภูมิอยู่ที่จุดหลอมเหลว เนื่องจากมันจะส่องแสง

หลังจากนั้น ฉันทำความสะอาดด้วยไอโซโพรพิลิกแอลกอฮอล์ และตรวจสอบอย่างละเอียดด้วยกล้อง USB ราคาถูก ปัญหาทั่วไปคือการจัดตำแหน่งและปริมาณการบัดกรี เนื่องจากหมุดบางตัวอาจไม่ได้เชื่อมต่อ ในบางกรณี ฉันต้องกลับไปใช้หัวแร้งขนาดเล็กเพื่อเพิ่มการบัดกรีให้กับหมุดบางอัน เนื่องจาก IC นี้มีแผ่นความร้อนอยู่ข้างใต้ซึ่งจำเป็นต้องบัดกรีด้วย ซึ่งจะทำให้เดาปริมาณของบัดกรีได้ยาก และอาจเกิดขึ้นได้จากการบัดกรีที่อยู่ข้างใต้มากเกินไปอาจทำให้หมุดไม่สัมผัสกับ PCB

พูดแล้วฉันไม่อยากทำให้คุณกลัว ฉันทำบอร์ดครบ 3 บอร์ดแล้วและไม่เคยฆ่าไอซีเหล่านี้เลย… เมื่อฉันต้องถอดมันออก ให้ล้างและเริ่มต้นใหม่ตั้งแต่ต้น แต่มันก็ใช้ได้ในที่สุด อีกครั้งไม่ง่ายสุด ๆ แต่ทำได้

คุณซื้อส่วนประกอบที่ไหน

ส่วนใหญ่บน eBay และ Aliexpress อย่างไรก็ตาม ตราสินค้านั้นเป็นของดั้งเดิม (Seeed, Pololu, Sparkfun)

ลิงก์บ่งชี้บางส่วนติดตาม หมายเหตุ: มองไปรอบๆ คุณอาจพบข้อเสนอที่ถูกกว่า…

www.aliexpress.com/item/ESP8266-Remote-Ser…

www.aliexpress.com/item/PLANTOWER-Laser-PM…

www.aliexpress.com/item/High-Accuracy-BME2…

www.aliexpress.com/item/Free-shipping-HDC1…

www.aliexpress.com/item/J34-F85-Free-Shipp…

www.aliexpress.com/item/30pcs-A11-Tactile-…

www.aliexpress.com/item/10PCS-IRF7319TRPBF…

www.aliexpress.com/item/120PC-Lot-0805-SMD…

www.aliexpress.com/item/100pcs-sma-1N5819-…

www.aliexpress.com/item/Free-Shipping-100P…

www.aliexpress.com/item/Chip-Capacitor-080…

www.aliexpress.com/item/92valuesX50pcs-460…

www.aliexpress.com/item/170valuesX50pcs-85…

www.aliexpress.com/item/Si2305-si2301-si23…

www.aliexpress.com/item/100pcs-lot-SI2303-…

www.aliexpress.com/item/20pcs-XH2-54-2-54m…

www.aliexpress.com/item/10pcs-SMD-Power-In…

การตั้งโปรแกรมครั้งแรกบอร์ด Atmoscan มีวงจรการเขียนโปรแกรมที่สอดคล้องกับ NodeMCU โดยปกติการเชื่อมต่อแบบอนุกรมจะใช้สำหรับการตั้งโปรแกรมครั้งแรก หลังจากนั้น การเขียนโปรแกรม OTA ผ่าน wifi เป็นตัวเลือกที่ต้องการ เนื่องจากสามารถทำได้เมื่อประกอบเครื่องจนครบชุด อย่าลืมว่าปกติพอร์ตอนุกรมจะใช้โดยเซ็นเซอร์อนุภาค!

ในการตั้งโปรแกรมบอร์ดด้วยซีเรียล จะต้องต่ออะแดปเตอร์ USB-Serial (เช่น FTDI232 หรือใกล้เคียง) กับขั้วต่อ J7 (ถัดจากปุ่มรีเซ็ต) ตามพินเอาต์ในแผนผัง สามารถอัปโหลดโปรแกรมโดยไม่ต้องเชื่อมต่อเซ็นเซอร์ ยกเว้นสายขัดจังหวะของเซ็นเซอร์ไกเกอร์ควรเชื่อมต่อกับ GND มิฉะนั้น บอร์ดจะไม่บู๊ต (ในการทำเช่นนั้น ให้ต่อพิน 1 และ 3 ในขั้วต่อ RAD) วิธีที่ง่ายที่สุดในการทดสอบบอร์ดโดยไม่ต้องใช้ร่างหลัก - ดังนั้นจึงไม่มีความซับซ้อนของเซ็นเซอร์ - คือการอัปโหลดโปรแกรมอย่างง่ายนี้ผ่านสายเคเบิลอนุกรม มันสร้างจุดเชื่อมต่อ wifi ที่อนุญาตให้กระพริบเพิ่มเติมกับโปรแกรมหลัก

สำคัญ: อย่าลืมใช้การกำหนดค่า 4M/2M SPIFFS ตามคำแนะนำ มิฉะนั้น โปรแกรมหลักจะไม่พอดี บอร์ดต้องได้รับการเริ่มต้นผ่านการเขียนโปรแกรมซีเรียลด้วยการกำหนดค่านั้น มิฉะนั้น คุณอาจมีปัญหากับ OTA ในภายหลัง

น่าเสียดายที่การเริ่มต้นเซ็นเซอร์บางตัวถูกบล็อกหากไม่มีเซ็นเซอร์ (ขึ้นอยู่กับผู้ให้บริการของห้องสมุด) ตัวอย่างหนึ่งคือไลบรารีเซ็นเซอร์มัลติแก๊ส เพื่อให้แน่ใจว่า Atmoscan บู๊ตอย่างถูกต้องด้วยเฟิร์มแวร์ตัวเต็ม คุณสามารถปิดการใช้งานกระบวนการที่เกี่ยวข้อง ดูจุดถาม & ตอบที่เกี่ยวข้อง วิธีง่ายๆ ในการปิดใช้งานเซ็นเซอร์ทั้งหมดสำหรับการทดสอบคือการแสดงความคิดเห็นในบรรทัด #define ENABLE_SENSORS ในไฟล์ GlobalDefinitions.h

เมื่อบอร์ดเริ่มร่างหลักเป็นครั้งแรก บอร์ดควรรับรู้ว่าไม่ได้กำหนดค่าไว้ และควรเปิดฮอตสปอต wifi ซึ่งคุณสามารถเชื่อมต่อและตั้งค่าได้ ท่ามกลางการตั้งค่า มีเซิร์ฟเวอร์ syslog ที่ช่วยแก้จุดบกพร่องอย่างมาก คุณยังสามารถเพิ่มระดับการบันทึกได้โดยยกเลิกการใส่เครื่องหมาย #define DEBUG_SYSLOG ในไฟล์ GlobalDefinitions.hโปรดทราบว่าในไฟล์เดียวกัน ยังมี #define DEBUG_SERIAL ที่ใช้ในระหว่างการดีบักเบื้องต้น หากไม่ใส่ความคิดเห็น จะแสดงผลการบันทึกที่เหลือ _some_ แต่น้อยที่สุด รายการสิ่งที่ต้องทำคือทำให้การบันทึกมีความสม่ำเสมอและสามารถเลือกได้ แต่ฉันไม่เคยมีเวลาทำความสะอาดเลย

คุณได้แก้ไขไลบรารีที่คุณใช้แล้ว จำเป็นต้องมีการกำหนดค่าใดๆ หรือไม่? (ตรงข้ามกับการดาวน์โหลดและคอมไพล์)

เป็นคำถามที่ดี ฉันลืมพูดถึงประเด็นนั้น แน่นอนว่าจำเป็นต้องมี mods / configs เล็กน้อย:

• ห้องสมุด https://github.com/Seeed-Studio/Mutichannel_Gas_Sensor - คำชี้แจงการดีบักแบบอนุกรม จำเป็นต้องแสดงความคิดเห็นเนื่องจากพอร์ตอนุกรมใช้สำหรับเซ็นเซอร์!
• ไลบรารี https://github.com/Bodmer/TFT_eSPI - ต้องการไฟล์ปรับแต่งที่ระบุการกำหนดพินและความถี่ SPI
• ห้องสมุด https://github.com/lucadentella/ArduinoLib_MAX1704… - ดูความคิดเห็นและดึงคำขอฉันสังเกตเห็นว่ามีการแก้ไขข้อผิดพลาดที่ไม่เคยรวมเข้าด้วยกัน

เท่าที่จำได้น่าจะใช่ แจ้งให้เราทราบหากมีปัญหาใด ๆ เกิดขึ้น

หมายเหตุ: โปรดอ้างอิงความคิดเห็นในซอร์สโค้ดล่าสุด - มีลิงก์ไปยังไลบรารีที่จำเป็นทั้งหมดและอัปเดตอยู่เสมอ

เหตุใดเซ็นเซอร์บางตัวจึงอ่านเป็นสีแดงและบางส่วนเป็นสีเขียวในวิดีโอ/รูปภาพ

สีบ่งบอกถึงเทรนด์ มันเริ่มเป็นสีขาว และถ้าขึ้นเป็นสีแดง ถ้าลงไปจะเป็นสีเขียว

คุณจัดการกับการเลื่อนของเซ็นเซอร์อย่างไรเมื่อเวลาผ่านไป? เซ็นเซอร์เหล่านี้ดีแค่ไหน? ฉันจะเห็นอะไรกับเซ็นเซอร์เหล่านี้ได้บ้าง

จริงๆ แล้ว นี่ไม่ใช่ชุดการวัดทางวิทยาศาสตร์ ในการสอบเทียบ ฉันต้องการอุปกรณ์ที่ฉันไม่มี นี่เป็นโครงการสัตว์เลี้ยงจริงๆ ฉันลองเซ็นเซอร์หลายตัว อนุภาค CO2 อุณหภูมิ ความชื้น ความดัน Geiger ค่อนข้างดีในความคิดของฉัน ใน NO2 ฉันมีการจองเกี่ยวกับการสอบเทียบและการออกแบบโดยรวม แต่มีไม่มากนัก โดยรวมแล้วเป็นเซ็นเซอร์หลัก

อย่างไรก็ตาม ชุดค่าผสมนี้ดีพอที่จะแสดงสิ่งที่คุณคาดไม่ถึง

ด้วย Atmoscan ในห้องนั่งเล่นและห้องครัวอยู่ห่างออกไป ของทอด รู้สึกถึง NO2 จากการจราจรในตอนเช้าแม้จะปิดหน้าต่าง

เคาน์เตอร์ Geiger จำเป็นจริงหรือ? แสดงว่ามีประโยชน์หรือไม่?

โชคดีที่เรายังไม่มีเหตุการณ์นิวเคลียร์และสงครามยังไม่มา… ยังมีโรงไฟฟ้านิวเคลียร์อยู่ไม่ไกล และรัฐบาลก็แจกจ่ายยาเม็ดไอโอดีนให้เด็กๆ ถูกเก็บไว้ในลิ้นชักในกรณีที่เกิดเหตุการณ์… เลยเกิดความสงสัย จนถึงตอนนี้ ฉันต้องบอกว่าค่าที่อ่านได้นั้นสอดคล้องกับการแผ่รังสีพื้นหลังที่คาดไว้ (0.12 uSv/h)

ค่าเครื่องทั้งหมดเท่าไหร่?

ฉันมีส่วนประกอบหลายอย่างที่บ้านอยู่แล้ว และลิงก์ด้านบนให้แนวคิดแก่คุณ สุจริตถ้าคุณซื้อ NetAtmo สำเร็จรูปหรือที่คล้ายกันคุณจะประหยัดเงิน คุณไม่สามารถเอาชนะบริษัทจีนที่ทำสิ่งต่าง ๆ ในวงกว้างได้! อย่างไรก็ตาม หากคุณสนุกกับการทำร่วมกับลูกๆ ของคุณ มันก็คุ้มค่า ส่วนที่ดีคือฉันได้ทดสอบ (และทิ้ง) เซ็นเซอร์จำนวนหนึ่งสำหรับคุณแล้ว….

PCB เป็นอย่างไร? คุณขายให้ฉันได้ไหม

เดิมทีฉันมี 10 อันที่สร้างโดย dirtypcbs.com และไฟล์ของฉันก็ใช้ได้ดี คุณภาพดีและราคาถูกเพียงพอ 25USD / 20Euro สำหรับ 10 PCBs ฉันใช้สองชิ้นและฉันยินดีที่จะส่งส่วนที่เหลือสำหรับค่าใช้จ่ายเปล่า (การจัดส่ง 2 ยูโร + ขึ้นอยู่กับสถานที่และการตั้งค่าการจัดส่ง) ฉันเกรงว่าฉันจะต้องเลือกคนแรกที่ส่งข้อความส่วนตัวถึงฉัน

คุณสามารถสร้างชุดอุปกรณ์หรือแคมเปญ kickstarter ได้หรือไม่?

ประจบสอพลอ แต่บอกตามตรง ฉันไม่เคยคิดว่ามันเป็นนวัตกรรมมากพอ… และอีกอย่าง ไม่มีเวลา!!

อย่างไรก็ตาม หากมีคนหยิบความคิดขึ้นมา จำเป็นต้องมีการทำซ้ำครั้งที่สอง มีขอบที่แหลมคมในการออกแบบที่ควรค่าแก่การแก้ไข แต่ฉันไม่เคยมีเวลาเพียงพอสำหรับ V2 อีกแล้ว

บนฮาร์ดแวร์: ฉันสามารถเพิ่ม / ถอดเซ็นเซอร์ หน้าจอ ฯลฯ เพื่อขยายความสามารถ / ลดการใช้พลังงานได้หรือไม่?

จอแสดงผลเชื่อมต่อโดยไม่ต้องใช้ MISO ดังนั้น CPU จะไม่อ่านจากจอแสดงผล ดังนั้นคุณจึงไม่สามารถเชื่อมต่อมดแสดงผลได้ มันจะทำงานได้ดี เมื่อกล่าวไปแล้ว จอแสดงผลจะเปิดขึ้นในบางครั้งหลังจากตรวจพบท่าทางสัมผัสสุดท้าย ดังนั้นจึงไม่ส่งผลกระทบต่อการใช้พลังงานจริงๆ

เซ็นเซอร์ใช้พลังงานแทนและทุกอย่างใช้ 400/500mA อย่างง่ายดาย อย่าลืมพัดลมและความจริงที่ว่าเซ็นเซอร์อนุภาคก็มีพัดลมในตัวด้วย ESP ยังไม่เข้าสู่โหมดสลีปเนื่องจากขาด GPIO pons อย่างไรก็ตามนั่นอาจช่วยประหยัด 20mA …

ซอฟต์แวร์เป็นแบบโมดูลาร์ และคุณสามารถเพิ่ม/ลบกระบวนการและหน้าจอได้อย่างง่ายดาย เพื่อให้คุณสามารถเพิ่มเซ็นเซอร์หรือทำให้ไฟสว่างขึ้นโดยการถอดบางส่วนออก หากต้องการ ข้อจำกัดเพียงอย่างเดียวคือจำนวนพิน GPIO อย่างไรก็ตาม สามารถเพิ่มเซ็นเซอร์ได้อย่างง่ายดายหาก I2C หรืออีกวิธีหนึ่งคือสามารถใช้ตัวขยาย I2C เพื่อเพิ่ม GPIO…

หากต้องการปิดใช้งานเซ็นเซอร์ เช่น เพื่อทดสอบโครงสร้างบางส่วน วิธีที่ดีที่สุดในความคิดของฉันคือไม่เริ่มกระบวนการที่เกี่ยวข้อง สิ่งนี้สามารถทำได้โดยการแสดงความคิดเห็นการเรียก enable() ที่เกี่ยวข้องในฟังก์ชัน void startProcesses() ในไฟล์.ino หลัก เว้นแต่คุณต้องการแก้ไขโครงสร้างระบบ ฉันจะไม่ลบกระบวนการทั้งหมดเนื่องจากหน้าจอและกระบวนการ MQTT จะสำรวจพวกเขา ด้วยวิธีนี้พวกเขาควรจะคืนค่าศูนย์ โปรดทราบว่าอินพุตขัดจังหวะสำหรับบอร์ดไกเกอร์จะถูกดึงลงหากไม่ได้ใช้งาน มิฉะนั้น บอร์ดจะไม่สามารถบู๊ตได้

คุณจะปรับปรุงอะไรได้บ้างถ้าคุณมีเวลาสำหรับ V2.0

ไม่เรียงลำดับใดๆ..

• PCB สามารถหลีกเลี่ยงทองแดงหลังเสาอากาศ ESP8266 ฉันลืมมันไปโดยสิ้นเชิงและทำให้แผนภาพการแผ่รังสีไม่ใช่ไอโซทรอปิก
• ที่ชาร์จในความคิดของฉันมีขนาดเล็กเกินไปสำหรับแบตเตอรี่ขนาดใหญ่ / แบตเตอรี่ใหญ่เกินไปสำหรับเครื่องชาร์จ มี IC อื่น ๆ และฉันจะลองอันอื่น
• มีมาตรวัดแบตเตอรี่ที่ดีกว่า
• ฉันจะเพิ่มเซ็นเซอร์โอโซน
• ฉันจะใช้ ESP32 สำหรับ GPIO และเซ็นเซอร์ Bluetooth เพิ่มเติมจากยูนิตหลัก
• ถ้าฉันมี GPIO มากกว่าด้วย ESP32 หรือตัวขยาย I2C ฉันจะใช้อันหนึ่งเพื่อควบคุมพัดลมและอีกอันเพื่อปิดหน่วยจากซอฟต์แวร์ ตอนนี้เมื่อแบตเตอรี่เหลือน้อย สิ่งเดียวที่ทำได้คือแสดงหน้าจอแบตเตอรี่ต่ำ นี่เป็นข้อเสียเปรียบที่ใหญ่ที่สุดของการออกแบบ เนื่องจากสถานการณ์แบตเตอรี่ต่ำไม่ได้รับการจัดการอย่างงดงาม

เกี่ยวกับซอฟต์แวร์

ฉันใช้เวลานานกว่าฮาร์ดแวร์… ฉันคิดว่ามันประกอบด้วยแนวความคิดที่ดีหลายอย่าง แต่ทว่ายังใช้งานไม่เต็มที่ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ฉันเชื่อว่าควรล้างข้อมูล ขยายขอบเขตได้ และสามารถดึงกรอบงานทั่วไปสำหรับแอปพลิเคชัน ESP8266 ได้อย่างง่ายดาย ไม่มีเวลา. มีใครรับความท้าทายบ้างไหม?

คุณสามารถเพิ่มการควบคุมด้วยเสียง?

ควรจะเป็นไปได้ มีไลบรารีสำเร็จรูปจำนวนหนึ่งสำหรับควบคุม ESP8266 กับ Alexa และฉันไม่เห็นว่าทำไมการผสานรวมจึงควรเป็นปัญหา คำถามที่น่าสนใจคือคุณต้องการทำอะไรกับมัน ฟังก์ชันการทำงานที่ชาญฉลาด ฉันไม่ได้เป็นเจ้าของ Amazon Echo ดังนั้นฉันจึงไม่เคยลอง

คุณทำการตัดด้วยเลเซอร์ได้อย่างไร?

ภาพวาดทำด้วย SketchUp โปรแกรมดี แต่ขาดความสามารถในการส่งออกอย่างจริงจัง อย่างไรก็ตาม เวอร์ชันทดลองใช้งาน 30 วันช่วยได้เนื่องจากมีฟังก์ชันเพิ่มเติม จากนั้นฉันก็นำเข้ามันใน Inkscape เพื่อการประมวลผลขั้นสุดท้าย

คุณสามารถเปิด/ปิดเซ็นเซอร์เพื่อประหยัดพลังงานผ่าน MOSFET ได้หรือไม่?

โดยหลักการแล้วเป็นแนวคิดที่ดี แต่เซ็นเซอร์เหล่านี้ส่วนใหญ่ต้องได้รับพลังงานตลอดเวลาเนื่องจากมีเวลาอุ่นเครื่อง นอกจากนี้… ฉันไม่มี GPIO ใน ESP8266 แล้ว ฉันยังต้องใช้ GPIO10 ซึ่งใช้งานไม่ได้อย่างเป็นทางการ แต่ใช้งานได้ดีกับ ESP12E

ทักษะใดที่ฉันต้องการ?

ในการสร้างตั้งแต่เริ่มต้น คุณจะต้องมีพื้นฐานการออกแบบอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ ไม่มากนัก ทุกวันนี้ด้วยอินเทอร์เน็ต คุณไม่จำเป็นต้องอ่านเอกสารข้อมูลทีละบรรทัดเหมือนในวันแรกๆ ของฉัน… หากคุณใช้ผลลัพธ์ของการทดลอง คุณจะต้องมีทักษะการบัดกรี SMD ทักษะทางกล และความอดทน

นี่เป็นโครงการแรกของคุณหรือเปล่า

มันเป็นคำสั่งแรกของฉัน แต่ไม่ใช่โครงการแรกของฉัน ในอดีตฉันคร่ำครวญมากมาย แต่วันนี้ฉันไม่ค่อยมีเวลาจริงๆ ฉันฟื้นทักษะที่เป็นสนิมในขณะที่ฉันพยายามสอนสิ่งที่เป็นประโยชน์กับลูกๆ ของฉัน..! ฉันได้ทำโปรเจ็กต์อื่นๆ อีกสองสามโปรเจ็กต์ซึ่งวันหนึ่งฉันอาจเผยแพร่..