Airduino: مانیتور کیفیت هوای موبایل: 5 مرحله

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:53

به پروژه من ، Airduino خوش آمدید. اسم من روب برنز است. من در Howest در Kortrijk بلژیک در حال مطالعه چند رسانه ای و فناوری ارتباطات هستم. در پایان ترم دوم ، ما باید یک دستگاه اینترنت اشیا بسازیم ، که راهی عالی برای جمع آوری همه مهارتهای توسعه قبلی است که برای ایجاد چیزی مفید مفید است. پروژه من یک مانیتور کیفیت هوای تلفن همراه به نام Airduino است. غلظت ذرات معلق در هوا را اندازه گیری می کند و سپس AQI (شاخص کیفیت هوا) را محاسبه می کند. این AQI می تواند برای تعیین خطرات سلامتی ، که ناشی از غلظت اندازه گیری شده ذرات معلق در هوا است ، و اقداماتی که باید توسط دولتهای محلی برای محافظت از شهروندان خود در برابر این خطرات سلامتی انجام شود ، مورد استفاده قرار گیرد.

همچنین لازم به ذکر است که دستگاه تلفن همراه است. در حال حاضر ، هزاران دستگاه نظارت بر کیفیت هوا در سراسر اروپا وجود دارد. آنها دارای یک نقطه ضعف بزرگ هستند زیرا نمی توان آنها را به محض آنلاین شدن محصول منتقل کرد. یک دستگاه تلفن همراه امکان اندازه گیری کیفیت هوا را در مکان های مختلف و حتی هنگام حرکت (سبک نمای خیابان خیابان گوگل) فراهم می کند. همچنین از سایر ویژگی ها پشتیبانی می کند ، به عنوان مثال مشکلات کوچک کیفیت هوای محلی (مانند خیابان با تهویه نامناسب) را شناسایی می کند. ارائه ارزش بسیار زیاد در یک بسته کوچک چیزی است که این پروژه را هیجان انگیز می کند.

من برای این پروژه از آردوینو MKR GSM1400 استفاده کردم. این یک برد رسمی آردوینو با ماژول u-blox است که ارتباطات سلولی 3G را امکان پذیر می کند. Airduino می تواند داده های جمع آوری شده را در هر زمان و هر مکان به سرور منتقل کند. همچنین ، یک ماژول GPS به دستگاه اجازه می دهد تا مکان خود را پیدا کرده و موقعیت مکانی را اندازه گیری کند.

برای اندازه گیری غلظت PM (ماده ذرات) ، از تنظیم سنسور نوری استفاده کردم. سنسور و پرتو نور در زاویه ای نسبت به یکدیگر قرار دارند. با عبور ذرات از جلوی نور ، مقداری از نور به سمت حسگر منعکس می شود. سنسور تا زمانی که ذره نور را به سنسور منعکس می کند ، یک پالس را ثبت می کند. اگر هوا با سرعت ثابت حرکت می کند ، طول این پالس به ما اجازه می دهد تا قطر ذره را تخمین بزنیم. این نوع سنسورها راهی بسیار ارزان برای اندازه گیری PM ارائه می دهند. همچنین لازم به ذکر است که من دو نوع مختلف PM را اندازه گیری می کنم. ذرات معلق که دارای قطر کوچکتر از 10 میکرومتر (PM10) و با قطر کوچکتر از 2.5 میکرومتر (PM2 ، 5) هستند. دلیل تمایز آنها این است که با کوچکتر شدن ذرات ، خطرات سلامتی بزرگتر می شوند. ذرات کوچکتر در ریه ها عمیق تر نفوذ می کنند ، که می تواند آسیب بیشتری ایجاد کند. بنابراین غلظت بالای PM2 ، 5 نسبت به سطح بالای PM10 نیاز به اقدامات بیشتر یا متفاوتی دارد.

گام به گام نحوه ایجاد این دستگاه را در این پست Instructables به شما نشان خواهم داد

مرحله 1: جمع آوری قطعات

در وهله اول ، ما باید مطمئن شویم که تمام قسمتهای مورد نیاز برای ایجاد این پروژه را داریم. در زیر می توانید لیستی از همه اجزای مورد استفاده من را بیابید. همچنین می توانید لیست دقیق تری از همه اجزای زیر این مرحله را بارگیری کنید.

• آردوینو MKR GSM 1400
• آردوینو مگا ADK
• کارت حافظه میکرو sd رزبری پای 3 + 16 گیگابایت
• NEO-6M-GPS
• TMP36
• ترانزیستور BD648
• 2 عدد pi-fan
• مقاومت 100 اهم
• کابل های بلوز
• 3.7 ولت adafruit قابل شارژ Li-Po
• آنتن دیپول GSM
• آنتن GPS منفعل

در کل من حدود 250 یورو برای این قسمت ها هزینه کردم. مطمئناً ارزان ترین پروژه نیست.

مرحله 2: ایجاد مدار

من یک PCB (برد مدار چاپی) را برای این پروژه در عقاب طراحی کردم. می توانید فایلهای kerber (فایلهایی که دستورالعمل هایی را به دستگاهی که PCB را ایجاد می کند) در زیر این مرحله دریافت کنید. سپس می توانید این فایل ها را به سازنده PCB ارسال کنید. من JLCPCB را به شدت توصیه می کنم. هنگامی که تخته های خود را تهیه می کنید ، می توانید قطعات را به راحتی با استفاده از شماتیک الکتریکی بالا به آنها بچسبانید.

مرحله 3: وارد کردن پایگاه داده

اکنون زمان ایجاد پایگاه داده sql است که در آن داده های اندازه گیری شده را ذخیره می کنیم.

من یک زیر سطحی sql را در زیر این مرحله اضافه می کنم. شما باید mysql را روی Raspberry pi نصب کرده و سپس dump را وارد کنید. این پایگاه داده ، کاربران و جداول را برای شما ایجاد می کند.

می توانید این کار را با استفاده از کلاینت mysql انجام دهید. من MYSQL Workbench را به شدت توصیه می کنم. این پیوند به شما کمک می کند mysql را نصب کرده و sql dump را وارد کنید.

مرحله 4: نصب کد

می توانید کد را در github من پیدا کنید یا فایل پیوست شده به این مرحله را بارگیری کنید.

شما مجبور خواهید شد:

apache را روی raspberry pi نصب کنید و فایلهای frontend را در پوشه اصلی قرار دهید. سپس رابط کاربری در شبکه محلی شما قابل دسترسی خواهد بود

• تمام بسته های پایتون که به برنامه backend وارد شده اند را نصب کنید. سپس می توانید کد پشتیبان را با مترجم اصلی پایتون یا یک مجازی اجرا کنید.
• پورت 5000 تمشک pi خود را به جلو منتقل کنید تا آردوینو بتواند با پس زمینه ارتباط برقرار کند.
• کد arduino را در arduinos بارگذاری کنید. اطمینان حاصل کنید که آدرس Ip و اطلاعات اپراتور شبکه سیم کارت خود را تغییر داده اید.

مرحله 5: ساختن پرونده

برای مورد ، مهمترین چیز این است که اجازه می دهد تا جریان هوا خوبی از طریق دستگاه انجام شود. این امر بدیهی است برای اطمینان از اینکه اندازه گیری های انجام شده در دستگاه برای هوای خارج از دستگاه قابل نمایش است. از آنجا که دستگاه مورد استفاده قرار می گیرد در خارج ، همچنین باید ضد باران باشد.

برای انجام این کار ، من سوراخ های هوا را در پایین کیس ایجاد کردم. سوراخ های هوا نیز در محفظه ای متفاوت از قطعات الکترونیکی جدا شده اند. این باعث می شود آب برای رسیدن به قطعات الکترونیکی بالا برود (که نمی تواند). من با لاستیک از سوراخ های درگاه USB arduinos محافظت کردم. به طوری که وقتی از آنها استفاده نمی شود خود را می بندد.