Μετεωρολογικός σταθμός IoT με παρακολούθηση VOC: 6 βήματα

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:32

Σε αυτό το διδακτικό, δείχνω πώς να φτιάξετε έναν μετεωρολογικό σταθμό Internet-of-Things (IoT) με παρακολούθηση των πτητικών οργανικών ενώσεων (VOCs). Για αυτό το έργο, ανέπτυξα ένα κιτ Do-It-Yourself (DIY). Το υλικό και το λογισμικό είναι ανοιχτού κώδικα.

Βήμα 1: MeteoMex Aeria Kit

Το κιτ aeria MeteoMex (https://www.meteomex.com) κοστίζει περίπου 25 USD και περιέχει

• 1 Πίνακας τυπωμένων κυκλωμάτων (PCB).
• 1 αισθητήρας κλίματος BME280.
• 1 αισθητήρας VOCs CCS811
• 1 μικροεπεξεργαστής Wemos D1 R1 mini ESP8266 με WiFi.
• καρφίτσες κεφαλίδας.
• 1 άλτης (J1).

Επιπλέον, θα χρειαστείτε έναν σταθμό συγκόλλησης και ένα κατάλληλο τροφοδοτικό για την τελική συσκευή (USB ή 3 x μπαταρίες AA) και ένα καλώδιο USB για προγραμματισμό.

Βήμα 2: Συγκολλήστε τα εξαρτήματα

Πρέπει να κολλήσετε τις κεφαλίδες και τους αισθητήρες στο PCB και το Wemos D1 mini. Να είστε προσεκτικοί με τον σωστό προσανατολισμό των αισθητήρων στην πλακέτα. Για να εξασφαλίσω μια καθαρή τοποθέτηση, χρησιμοποιώ ένα breadboard για τη συναρμολόγηση των εξαρτημάτων.

Βήμα 3: Εγγραφή ή εγκατάσταση διακομιστή ThingsBoard

Για να χρησιμοποιήσετε το ThingsBoard ως πλατφόρμα IoT, πρέπει να εγγραφείτε στη διεύθυνση https://thingsboard.io ή να εγκαταστήσετε τον δικό σας διακομιστή ThingsBoard. Υπάρχουν διάφοροι τρόποι εγκατάστασης της ThingsBoard Community Edition, π.χ. σε Linux Server, Windows, Raspberry Pi κλπ. Επέλεξα την εγκατάσταση σε έναν εικονικό προσωπικό διακομιστή Ubuntu 18.04 LTS:

Στην περίπτωση του ThingsBoard, πρέπει να συνδεθείτε ως ενοικιαστής και να καταχωρίσετε μια νέα συσκευή για την αποστολή δεδομένων τηλεμετρίας. Η συσκευή σας θα αναγνωριστεί με το διακριτικό πρόσβασης.

Στο επόμενο βήμα, χρειάζεστε τον διακομιστή: διεύθυνση URL θύρας και το διακριτικό πρόσβασης της συσκευής σας.

Βήμα 4: Προγραμματισμός του Wemos D1 Mini

Το Wemos D1 mini μπορεί να προγραμματιστεί με το Arduino IDE.

Εγκαταστήστε τους πρόσθετους πίνακες ESP32 από τη διεύθυνση https://dl.espressif.com/dl/package_esp32_index.json στο Arduino IDE και επιλέξτε τη σωστή συσκευή: LOLIN/Wemos D1 R1. Διαφορετικά, μπορεί να το "τούβλακες" για πάντα (μου συνέβη..)!

Διαφορετικά παραδείγματα κώδικα είναι διαθέσιμα στη διεύθυνση

Για αυτό το διδακτικό, χρησιμοποιούμε το πρόγραμμα MeteoMex_USB_ThingsBoard_aeria_VOCs.

Σημαντικό: Στο πρόγραμμα, πρέπει να χρησιμοποιήσετε τη σωστή διεύθυνση URL του διακομιστή ThingsBoard και το διακριτικό πρόσβασης της συσκευής σας!

Επιπλέον, πρέπει να ορίσετε το SSID WiFi και τον κωδικό πρόσβασής σας.

Θα πρέπει επίσης να αποφασίσετε για το ποσοστό δειγματοληψίας, δημοσιεύοντας δεδομένα κάθε 10 λεπτά (για παρακολούθηση σε πραγματικό χρόνο μπορείτε να στέλνετε δεδομένα κάθε 500 ms).

Βήμα 5: Στέγαση Μετεωρολογικού Σταθμού

Η τοποθεσία του μετεωρολογικού σας σταθμού είναι σημαντική: Πρέπει να προστατεύεται από τον άμεσο ήλιο και τη βροχή. Ταυτόχρονα, χρειάζεστε επαρκή εξαερισμό για τη μέτρηση των VOC και των ατμοσφαιρικών συνθηκών. Στην ιδανική περίπτωση, μπορείτε να τοποθετήσετε το MeteoMex κοντά σε μια πρίζα και στην εμβέλεια του δικτύου WiFi.

Για τη στέγαση, μπορείτε να εξετάσετε διαφορετικές επιλογές. Ένα κατάλληλο «επαγγελματικό» κουτί θα σας κοστίσει 10 ~ και χρειάζεστε περισσότερα πλαστικά… Επίσης αποφάσισα να μην εκτυπώσω ένα κουτί 3D λόγω χρόνου, κόστους και περιβαλλοντικών λόγων (πήρα έναν τρισδιάστατο εκτυπωτή στο εργαστήριό μου για τη δημιουργία πρωτοτύπων αναλυτικών συσκευών). Αντ 'αυτού, ξαναχρησιμοποίησα ένα πλαστικό ποτήρι γιαούρτι. Φυσικά, ένα πολύ φανταχτερό. Μέχρι τώρα, είμαι αρκετά ευχαριστημένος με αυτή τη λύση: Χαμηλό περιβαλλοντικό αποτύπωμα, χαμηλού κόστους (~ 1,5 USD, συμπεριλαμβανομένου 1L γιαουρτιού) και λειτουργικό.

Βήμα 6: Online παρακολούθηση

Ετοιμος. Εάν θέλετε, μπορείτε να μοιραστείτε τον δημόσιο πίνακα ελέγχου του μετεωρολογικού σας σταθμού:

Μετεωρολογικός σταθμός IoT με VOC, Irapuato, MX, 1, 990 m.a.s.l.