AirPi - senzor kvality vzduchu: 8 kroků

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:23

Přemýšleli jste někdy nad tím, proč vás bolí hlava? A pokud je to kvůli špatné kvalitě ovzduší? Pomocí tohoto zařízení můžete zkontrolovat, zda tomu tak je. Toto zařízení měří hodnotu CO2, hodnotu TVOC, teplotu a vlhkost. Kvalitu ovzduší můžete naživo sledovat na LCD displeji a v případě nebezpečí můžete jasně vidět. Tímto způsobem můžete včas otevřít okna.

Pokud zadáte IP adresu - zobrazí se při spuštění zařízení v prohlížeči - webová stránka se otevře. Můžete vidět spoustu informací o vnitřním prostředí spolu s grafy posledních minut / hodin. Na palubní desce je také živá indikace a několik informací a tipů.

Tento projekt vytvořil student společnosti Howest Kortrijk, NMCT (New Media and Communication Technology).

Krok 1: Materiály

To je vše, co jsem si koupil, abych vytvořil tento projekt. Jedná se o relativně levný projekt v závislosti na nákladech na 3D tisk. Pokud to dokážete vytisknout ve škole, může to být velmi levné. Jinak to závisí na tom, kde to tisknete, a na materiálu, ve kterém to tisknete. Všimnete si, že jsem toho koupil hodně, prostě proto, že je těžké najít jednotlivé odpory nebo diody, a díky tomu je to ještě levnější. Pokud máte čas, můžete většinu položek objednat na aliexpress.com, doručení může chvíli trvat, ale tímto způsobem můžete omezit své výdaje.

Bez tisku jsou peníze, které jsem na tento projekt utratil, 81,80 EUR.

Toto jsou materiály, které potřebujete:

Obvod:

• Raspberry Pi 3
• SD karta 8 GB (minimum)
• Čidlo kvality vzduchu CCS811
• Čidlo teploty a vlhkosti DHT22
• Potenciometr (kontrastní LCD)
• LCD 16x2
• Propojovací vodiče mezi ženami a ženami
• Zelená a červená LED
• Rezistory (2x470ohm a 1 4700ohm)

Případ:

• 3D tisk
• Šrouby
• 2složkové lepidlo (nebo jiné horké lepidlo)
• nástroj pro řezání závitů

Pouze vy používáte PCB:

• Páječka
• Flux (usnadňuje)
• Cín
• Experimentujte s plošnými spoji 2x4 cm

Krok 2: Připojení

Připojte vodiče jako výše. Ve fritzovacím souboru můžete vidět elektrický obvod. Není to příliš komplikovaný obvod, ale pokud ho chcete udělat tak malý, jak je to jen možné, určitě si chcete pořídit experimentální desku plošných spojů. Zapojení by bylo stejné, kromě GND a Vin budou připojeny k desce plošných spojů. Senzory budou propojeny propojovacími vodiči nebo samci s pájením. Nezapomeňte připájet odpor na senzoru DHT22.

Doporučuji také použít krátké kabely, 10 cm by mělo stačit. Jinak by byla krabice ještě více naplněna kabelem. Nepotřebujete příliš dlouhé, protože velikost tisku je co nejmenší.

Krok 3: 3D tisk

První myšlenka, která se mi vynořila v hlavě, když jsem přemýšlel o případu, byl 3D tisk. Protože můj otec vytiskl několik dalších položek a sám je navrhl. Společně jsme vytvořili tento design a přemýšleli o každém aspektu. Mělo by být dostatečně dobře chlazené, vše lze přišroubovat na místo a pokud ne, lze jej zasunout na místo.

Dokonce jsme nakreslili všechny komponenty, abychom zkontrolovali, zda vše zapadá. Soubor je k dispozici pro všechny a rádi bychom slyšeli zpětnou vazbu. S výsledkem jsme byli velmi spokojeni.

Krok 4: Kód

Kód pro tento projekt najdete na Githubu. Pokud jste použili jiné piny (například jiný GPIO-pin pro LED diody, budete muset tyto proměnné upravit. Budou spuštěny dva skripty pythonu, web.py pro web a sensor.py pro čtení senzorů a aktualizaci importujeme třídní LCD z lcd.py.

S nakonfigurovaným malinovým pi můžete začít. Nejprve budete muset aktualizovat a upgradovat všechny balíčky:

sudo apt-get update && sudo apt-get upgrade

Poté budete muset nainstalovat následující balíčky:

sudo apt install -y python3-venv python3-pip python3-mysqldb mariadb-server uwsgi nginx uwsgi-plugin-python3

Nyní vytvořte virtuální prostředí:

me@my -rpi: ~ $ python3 -m pip install --upgrade pip setuptools wheel virtualenv

me@my-rpi: ~ $ mkdir project1 && cd project1 me@my-rpi: ~/project1 $ python3 -m venv --system-site-packages env me@my-rpi: ~/project1 $ source env/bin/ aktivovat (env) me@my-rpi: ~/project1 $ python -m pip install mysql-connector-python argon2-cffi Flask Flask-HTTPAuth Flask-MySQL mysql-connector-python passlib

Protože je to hotovo, můžete kód z mého GitHubu naklonovat do vašeho virtuálního prostředí. To lze provést několika způsoby.

V adresáři conf najdete čtyři soubory, které budete muset v případě potřeby upravit. Určitě budete muset změnit uživatele a domovský adresář v každém souboru. UWSGI ini by mělo být v pořádku, pokud jste nezměnili můj kód, v případě potřeby nezapomeňte změnit uživatele a virtualenv.

Vzhledem k tomu, že senzor CCS811 byl záměrně použit pro arduino, nemůže tato komunikace komunikovat po sběrnici i2c rychlostí malinového pi. V konfiguračním souboru budete muset snížit rychlost na přenosovou rychlost 10 000 (použil jsem 9600).

Budete také muset získat knihovnu senzoru adafruit. Mohl bych to vysvětlit zde, ale existuje perfektní průvodce adafruit, který to všechno velmi dobře vysvětluje.

Protože chceme, aby se skripty pythonu automaticky spouštěly po připojení maliny, budete muset použít služby. Mělo by to být v pořádku, pokud zachováte můj kód. Vše, co musíte pro jejich spuštění udělat, je povolit. Než to uděláte, je tu ještě jedna poslední věc.

Protože používáme webový server nginx, budeme muset deaktivovat výchozí a nahradit ho vlastní konfigurací. Chcete -li to provést, postupujte takto:

• zkopírujte conf/nginx na *weby dostupné *
• Odstraňte odkaz na výchozí konfiguraci
• Přidejte odkaz na novou konfiguraci
• Uložte změny restartováním nginx

me@my-rpi: ~/project1 $ sudo cp conf/project1-*. service/etc/systemd/system/

me@my-rpi: ~/project1 $ sudo systemctl daemon-reload me@my-rpi: ~/project1 $ sudo systemctl start project1-* me@my-rpi: ~/project1 $ sudo systemctl status project1-*

Nginx a mysql by měly být spuštěny po celou dobu. Začínají spolu s malinovým pi. Webový skript a skript senzoru zatím ne.

Chcete -li to provést, musíte ještě povolit tyto dvě služby pomocí těchto příkazů:

sudo systemctl povolit project1-flask.service

sudo systemctl povolit project1-sensor.service

Krok 5: Databáze

Moje databáze se skládá ze tří tabulek. Uživatel nemá žádný vztah k jiným tabulkám. Slouží pouze k přihlášení a povolení přístupu na web. Když je zařízení zapnuto, hodnoty CO2 a TVOC se zapisují do databáze každých 50 sekund. Teplota a vlhkost každých 5 minut. Tímto způsobem získáme jasný přehled o minulosti.

Soubor SQL najdete zde, ale abyste získali databázi na malinovém pi, měli byste postupovat podle těchto kroků:

Po instalaci balíčků v předchozím kroku by měl být okamžitě spuštěn mariadb/mysql. Můžete to zkontrolovat na tomto řádku:

me@my-rpi: ~ $ sudo systemctl status mysql

Chcete-li vytvořit databázi a uživatele, můžete jednoduše spustit skripty sql v kódu z GitHub. Pokud jste to udělali správně, měli byste vidět své tabulky pomocí tohoto příkazu:

me@my-rpi: ~ $ echo 'show tables;' | mysql project1 -t -u project1 -admin -p

Nyní jsme všichni připraveni, můžete to vyzkoušet bez pouzdra a ujistit se, že vše funguje. Pokud nejste připojeni k síti Wi -Fi, budete ji muset připojit ethernetovým kabelem a spustit ručně.

Krok 6: Připojte se k Wi-Fi

Otevřete konfigurační soubor wpa-proscant v nano (na tom vlastně nezáleží, jen se ujistěte, že můžete pracovat s textovým editorem).

sudo nano /etc/wpa_supplicant/wpa_supplicant.conf

Přejděte do spodní části souboru a přidejte následující (nahraďte ssid-name a password-name vaším):

síť = {

ssid = "ssid-name" psk = "heslo-jméno"}

K vytvoření šifrovaného hesla můžete použít wpa_passphrase a jednoduše jej zkopírovat do wpa_supplicant.conf psk, aby bylo vše bezpečnější.

wpa_passphrase "ssid-name" "heslo-jméno"

Pokud chcete, aby se k této síti Wi-Fi připojovalo automaticky a v konfiguračním souboru jsou další, nezapomeňte změnit prioritu na vyšší úroveň přidáním tohoto řádku do sítě v konfiguračním souboru:

priorita = 2

Nezapomeňte překonfigurovat rozhraní pomocí:

wpa_cli -i wlan0 překonfigurovat

Nyní jste všichni připraveni a připojeni k síti Wi -Fi.

Krok 7: Dát vše dohromady

Protože je vše zapojeno a pájeno, můžeme se dostat k případu. Byl navržen tak, abyste mohli pouzdro otevřít bez uvolněných drátů. To znamená, že je vše připevněno ke spodní části. První věcí, kterou musíte udělat, je malá úprava maliny. Má na sobě díry na každém rohu, ale ty nejsou tak velké, jak by měly být. Průměr by měl stačit na to, aby se do něj vešel 3mm šroub. Museli jsme vyleštit otvory, aby se trochu rozšířily.

Druhá věc, kterou musíte udělat, je řezání šroubového závitu do každého otvoru. Může to znít tvrdě, ale lze to snadno provést pomocí správných nástrojů. Doporučil bych to udělat v místním železářství, stačí požádat o nástroj na řezání závitů. Protože můj táta je zlatník, měl k tomu v práci nástroje. Mohl bych nahrát nový soubor stl, aby se to vytisklo později, ale to by vyžadovalo velmi přesnou tiskárnu.

Třetím krokem je přišroubování pí na spodní část. Budete potřebovat 4 7 mm dlouhé šrouby o průměru 3 mm. Poté můžete desku PCD zasunout na určené místo v horní části spodní části. Senzor CCS811 lze zasunout na určené místo na levé straně a DHT11 lze připevnit k pravé desce. Oba jsou izolovaní a dostatečně větraní, ale poté jsme si všimli, že uvnitř je stále horko. Více o tom později.

Poté musíte k jejich trubici připojit LED diody. Udělali jsme to pomocí dvousložkového lepidla, ale můžete to udělat, jak chcete. Ujistěte se, že se tam drží.

Nyní můžete připojit LCD displej, budete potřebovat šrouby se stejným průměrem jako předchozí, ale trochu delší. Moje měly 1 cm. Pokud jsou čtyři šrouby zašroubovány, zbývá udělat jen jednu věc. Připevněte horní část. Vše, co potřebujete, jsou čtyři šrouby se stejným průměrem a ty jsou 2 cm. Nyní by mělo být vše na svém místě a můžete to spustit.

Krok 8: Spusťte jej

Proces spuštění tohoto projektu je velmi snadný:

1. Připojte napájecí kabel k levé straně pouzdra. Není to moc vidět, ale můžete vidět skrz větrací otvory. Pokud jste to jednou dostali, už to nebude problém.
2. Dejte tomu nějaký čas na start.
3. Na deset sekund se na displeji zobrazí IP adresa. Jediná věc, kterou musíte udělat, je zajistit, abyste byli připojeni ke stejné síti, a do adresního řádku prohlížeče zadejte IP adresu.
4. Nyní jste na webu. Ještě nemáte účet, tak si jej vytvořte.
5. Pokud jste zaregistrováni, přihlaste se.
6. Hotovo! Všechna data můžete vidět na webové stránce a LCD displej zobrazuje aktuální kvalitu vzduchu.

Protože teplo stoupá, umístili jsme senzory ve spodní části skříně. Tímto způsobem by teplota neměla velký vliv na registrované hodnoty. Chcete -li tedy dosáhnout optimálních měření, postavte zařízení na místo nebo jej jednoduše zavěste na zeď.