Meteorologická stanica IoT s monitorovaním VOC: 6 krokov

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 11:55

V tomto návode vám ukážem, ako vybudovať meteorologickú stanicu pre internet vecí (IoT) s monitorovaním prchavých organických zlúčenín (VOC). Pre tento projekt som vyvinul stavebnicu Do-It-Yourself (DIY). Hardvér a softvér sú open-source.

Krok 1: Súprava MeteoMex Aeria

Súprava MeteoMex aeria (https://www.meteomex.com) stojí asi 25 USD a obsahuje

• 1 doska s plošnými spojmi (PCB).
• 1 snímač klímy BME280.
• 1 snímač VOCs CCS811
• 1 mikroprocesor Wemos D1 R1 mini ESP8266 s WiFi.
• kolíkové hlavičky.
• 1 prepojka (J1).

Ďalej budete potrebovať spájkovaciu stanicu a vhodný zdroj napájania pre hotové zariadenie (USB alebo 3 x batérie AA) a kábel USB na programovanie.

Krok 2: Spájkujte súčasti

Musíte spájkovať záhlavia a snímače na doske plošných spojov a Wemos D1 mini. Buďte opatrní so správnou orientáciou senzorov na doske. Na zaistenie čistého upevnenia používam na montáž dielov nepájivú dosku.

Krok 3: Zaregistrujte sa alebo nainštalujte server ThingsBoard

Na používanie platformy ThingsBoard ako platformy IoT sa musíte zaregistrovať na https://thingsboard.io alebo si nainštalovať vlastný server ThingsBoard. Existujú rôzne spôsoby inštalácie komunitnej edície ThingsBoard, napr. na serveri Linux, Windows, Raspberry Pi atď. Vybral som si inštaláciu na virtuálny osobný server Ubuntu 18.04 LTS:

Vo vašej inštancii ThingsBoard sa musíte prihlásiť ako nájomník a zaregistrovať nové zariadenie na odosielanie telemetrických údajov. Vaše zariadenie bude identifikované pomocou svojho prístupového tokenu.

V nasledujúcom kroku budete potrebovať server: adresu URL portu a prístupový token vášho zariadenia.

Krok 4: Programovanie Wemos D1 Mini

Wemos D1 mini je možné naprogramovať pomocou Arduino IDE.

Nainštalujte ďalšie dosky ESP32 z https://dl.espressif.com/dl/package_esp32_index.json do Arduino IDE a vyberte správne zariadenie: LOLIN/Wemos D1 R1. V opačnom prípade by ste to mohli „murovať“navždy (mne sa to stalo..)!

Rôzne príklady kódu sú k dispozícii na stránke

Na tento pokyn používame program MeteoMex_USB_ThingsBoard_aeria_VOCs.

Dôležité: V programe musíte použiť správnu adresu URL vášho servera ThingsBoard a prístupový token vášho zariadenia!

Ďalej musíte definovať svoje WiFi SSID a heslo.

Mali by ste sa tiež rozhodnúť pre vzorkovaciu frekvenciu a údaje odosielať každých 10 minút (na monitorovanie v reálnom čase môžete odosielať údaje každých 500 ms).

Krok 5: Umiestnenie meteorologickej stanice

Poloha vašej meteorologickej stanice je dôležitá: Mala by byť chránená pred priamym slnkom a dažďom. Súčasne potrebujete dostatočné vetranie na meranie VOC a atmosférických podmienok. V ideálnom prípade môžete MeteoMex namontovať blízko zásuvky a v dosahu vašej siete WiFi.

Pokiaľ ide o bývanie, môžete zvážiť rôzne možnosti. Vhodný „profesionálny“box vás bude stáť ~ 10 USD a potrebujete viac plastov … Tiež som sa rozhodol pre box s 3D tlačou z dôvodu času, nákladov a environmentálnych dôvodov (v laboratóriu som dostal 3D tlačiareň na prototypovanie analytických zariadení). Namiesto toho som znova použil plastovú nádobu na jogurt. Samozrejme, veľmi efektná. S týmto riešením som zatiaľ celkom spokojný: nízka ekologická stopa, lacné (~ 1,5 USD, vrátane 1 litra jogurtu) a funkčné.

Krok 6: Online monitorovanie

Pripravený. Ak chcete, môžete zdieľať verejný informačný panel vašej meteorologickej stanice:

Meteostanica internetu vecí s VOC, Irapuato, MX, 1, 990 m.a.s.l.