AtmoScan: 7 krokov (s obrázkami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 11:59

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

NOVINKA

Prejsť na môj GitHub:

- Niektoré malé hardvérové zmeny vylepšujú dizajn, vrátane možnosti vypnúť sa zo softvéru a napraviť jednu z najväčších nevýhod dizajnu - ako zvládnuť vybitú batériu.

- Dizajn DPS v2 je teraz publikovaný spolu so sprievodcom, ktorý umožňuje jednoduchú zmenu na dosky V1.0.

- CAD súbory pre kompletnú prílohu

Nový kryt vyzerá ako na obrázku vyššie … bez gumičky

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

ATMOSCAN je multisenzorové zariadenie zamerané na monitorovanie kvality vzduchu v interiéri. Zatiaľ čo bolo publikovaných mnoho projektov s podobným účelom, tento predstavuje kompletný systém v kompaktnom, samostatnom balení, ktorý ich všetky sumarizuje. Má farebný LCD displej, uvedomuje si čas a polohu, ovláda sa gestami a uverejňuje príspevky na serveri ThingSpeak (alebo iných) prostredníctvom MQTT, ale dokáže správne zvládnuť odpojené operácie a opätovné pripojenie. Vďaka vstavanej nabíjateľnej batérii vydrží celý deň bez napájania.

Využíva kooperatívny rámec pre viac úloh a veľmi dobre reaguje na vstupy používateľov pri vzorkovaní senzorov, manipulácii s používateľským rozhraním a odosielaní na MQTT. V skutočnosti to z malého ESP8266 dosť vyžmýka. Robí to integráciou niekoľkých open source knižníc a využívaním internetových webových služieb.

Kredity pre knižnice putujú k množstvu prispievateľov, pozri neskôr.

Hudbu vo videu nájdete TU

Krok 1: Senzory

Atmoscan meria množstvo premenných:

• Teplota
• Vlhkosť
• Tlak
• CO2
• CO
• NO2
• VOC (prchavé organické zlúčeniny, indikátor kvality ovzdušia)
• PM 01
• PM25
• PM10
• Žiarenie

Za týmto účelom integruje niekoľko diskrétnych senzorov

• BME280 (napr. Odkaz)
• PMS7003 (napr. Odkaz)
• MH-Z19 (napr. Odkaz)
• HDC1080 (napr. Odkaz)
• MiCS6814 (odkaz)
• MP503 (odkaz)
• Geigerova trubica LND-712 (Link, našiel som ju v Európe tu Link alebo tu Link) s vysokonapäťovým modulom (Link)

Dátové listy sú TU.

Krok 2: Elektronika

Atmoscan je možné ľahko postaviť pomocou NodeMCU alebo akejkoľvek inej dosky ESP8266 a niektorých ľahko dostupných komponentov, ako sú radiče úrovní a regulátory napätia, ak sa vzdáte integrovanej nabíjačky batérií.

Kým som robil prototyp so samostatnými komponentmi, pre konečnú verziu som navrhol konkrétnu dosku, ktorá integruje všetky funkcie a poskytuje úhľadné konektory pre senzory, diódy LED pre stav (modrá = napájanie je pripojené; červená = nabíjanie).

Súbory PCB Eagle dostupné TU.

Doska konkrétne integruje:

• Nabíjacie obvody založené na MAX8903A (Link)
• Logika zapnutia/vypnutia jedným tlačidlom
• Modul ESP12E
• Logika programovania
• Radič úrovne
• Ovládač podsvietenia LCD
• Regulátor zvyšovania/znižovania napätia 3,3 V na základe Pololu S7V8F3 (odkaz)
• 5V krokový regulátor napätia na báze Pololu U1V10F5 (Link)

• LiPo palivomer na báze SparkFun TOL10617 (Link)

Displej je 2,8 TFT 320x240 na základe čipu ILI9341 (Link).

Gesto je založené na čipe PAJ7620U2 (Link), ktorý je oveľa lepší ako lacný APDS9960, ktorý generuje nepretržité prerušenia a nemôže pracovať cez plexisklo.

Senzory sú dosť náročné na energiu, takže aby som zaistil aspoň 24hodinovú autonómiu, vyrobil som batériu s 3 x 5 000 mAh LiPo 105575 batériami (Link). V skutočnosti 2 mohli stačiť. Nabíjačka MAX8903 má problémy s nabíjaním výsledného balíka 15 000 mAh.

POZNÁMKY - AKO JE ZOBRAZENÉ NA OBRÁZKOCH:

• Zobrazia sa polohy konektorov
• Ak chcete, aby sa slot do karty SD zmestil do skrinky, je potrebné z neho odpojiť slot pre kartu SD
• Na doske plošných spojov musíte urobiť malý zárez, aby neprekážal ventilátoru (zárezy sú v móde po iPhone X). Opravené v PCB V2

Skratky konektorov na doske plošných spojov sú nasledujúce:

• PRS: Barometrický snímač tlaku (založený na BME280) POZNÁMKA: na montáž priamo na dosku plošných spojov
• VOC: Grove - snímač kvality vzduchu v1.3 (na základe MP503)
• TMP: Digitálny snímač vlhkosti a teploty s vysokou presnosťou (na základe HDC1080)
• PMS: PMS7003 Digitálny snímač koncentrácie častíc
• GAS: Grove - viackanálový senzor plynu (na základe MiCS6814)
• GES: Grove - snímač gest （založený na PAJ7620U2）
• RAD: Geigerova trubica (cez vysokonapäťový napájací modul ovládača geigerovej sondy 400V / 500V s digitálnym pulzným výstupom TTL)
• CO2: Infračervený senzor plynu MH-Z19
• U1V10F: 5V krokový regulátor napätia na báze Pololu
• U1V10F5 S7V8V3: 3,3V regulátor zvyšovania/znižovania napätia na základe Pololu S7V8F3
• TOL10617: Sparkfun LiPo palivomer
• LCD: displej ILI9341

Krok 3: Príloha

Skriňa je odvodená z kontajnera na kocky z plexiskla 10 x 10 x 10 cm, ktorý som kúpil na ebay a bol určený na úplne iné použitie. Malo pekné vetracie otvory, ktoré boli presne to, čo bolo potrebné. Objem bol v zásade dostačujúci na zabalenie celej sady, až na to, že to nebolo jednoduché … niektoré rané pokusy založené na kartónových maketách zlyhali nešťastne, takže som to vzdal a niekoľko hodín som stratil s 3D CAD a nechal som vnútorné podpery vyrezať laserom. Vnútorný priestor je rozdelený na priehradky tak, aby bol snímač teploty čo najďalej od vnútorných zdrojov tepla. Aj keď je vonkajší kryt vyrobený z materiálu 3 mm, vrchná časť je vyrobená z listov 2+1 mm. Tento trik umožnil mať senzor gest pokrytý iba 1 mm akrylom a to stačí na to, aby to fungovalo.

Niektoré úpravy bolo potrebné vykonať pomocou ručného náradia na pôvodnom kryte, ako je ventilátor, vypínač a otvory USB. Výsledok bol napriek tomu slušný!

CAD súbory sú TU.

Krok 4: Mechanická montáž

Balíček je veľmi hustý, ale vďaka 3D CAD designu som pri jeho zostavovaní zažil niekoľko prekvapení.

Cirkuláciu vzduchu (zhora nadol) zaisťuje malý ventilátor. Po zakúpení slušného čísla na Aliexpress / eBay som si uvedomil, že hluk lacných fanúšikov je pre vnútorné zariadenie neznesiteľný. Nakoniec som si kúpil pomerne drahý, pomaly sa otáčajúci Papst 255M (Link) a napájal som ho pomocou menej ako 5 V pomocou niekoľkých diód. Výsledok je celkom dobrý a je dosť tichý na to, aby bol nepovšimnutý (dokonca je schválený manželkou, najťažšia certifikácia).

Krok 5: Softvér

Softvérová architektúra je založená na objektovo orientovanom rámci, ktorý prevádzkuje viacero (kooperatívnych) procesov, ktoré zvládajú UI, senzory a MQTT. Uvedomuje si to umiestnenie a čas, ale zvládne odpojenie / opätovné pripojenie k sieti WiFI.

Rámec je otvorený a môže spravovať ľubovoľný počet obrazoviek, pokiaľ sa ich kód a zdroje zmestia do pamäte Flash. Rámec aplikácie spracováva gestá a prenáša ich na obrazovky pre ďalšie spracovanie alebo zrušenie v prípade potreby. Gestá spravované rámcom sú:

• Potiahnutie prstom doľava / doprava - Zmeniť obrazovku
• (Prst) Vírenie v smere hodinových ručičiek - Otočte obrazovku
• (Prst) Vírenie proti smeru hodinových ručičiek - vyvolá obrazovku nastavenia
• (Ruka) Zďaleka na blízko - Vypnite displej

Obrazovky dedia zo základnej triedy a spravujú sa pomocou nasledujúceho modelu udalostí:

• aktivovať - spustí sa raz pri vytváraní obrazovky
• aktualizácia - volá sa pravidelne na aktualizáciu obrazovky
• deaktivovať - volá sa raz, kým sa obrazovka nezavrie
• onUserEvent - volá sa, keď je spustený senzor gest. Umožňuje reagovať a tiež prepísať predvolené spracovanie udalostí, napr. prerušenie potiahnutím zmeníte obrazovku

Každá obrazovka deklaruje svoje schopnosti poskytnutím nasledujúcich informácií:

• getRefreshPeriod - ako často je potrebné obrazovku obnovovať
• getRefreshWithScreenOff - ak sa chce obrazovka obnoviť, aj keď je podsvietenie vypnuté. napr. pre grafy
• getScreenName - názov obrazovky
• isFullScreen - prevezmite plnú kontrolu nad displejom alebo povoľte hornú lištu s dátumom/časom/miestom/ukazovateľom batérie/wifi

Rámec je schopný vytvoriť inštanciu a zrušiť prideľovanie obrazoviek prostredníctvom továrne na deklaratívne triedy. Dynamické alokovanie šetrí RAM a uľahčuje rozšírenie zariadenia. Celkový aplikačný rámec je tiež opakovane použiteľný aj pre iné projekty.

V súčasnosti sú v programe Atmoscan implementované tieto obrazovky:

• Hodnoty senzorov
• Geigerov meter / semilogový graf
• Stav systému
• Protokol chýb
• Meteorologická stanica
• Pozorovateľ lietadiel
• Nastaviť
• Slabá batéria

Obrazovky nastavenia umožňujú nastaviť poverenia Wifi, kanály MQTT, server Syslog.

NOVINKA vo verzii 2.0: všetky kľúče webových služieb je teraz možné konfigurovať prostredníctvom konfiguračného portálu. Jediná hodnota, ktorá je stále pevne zakódovaná, je heslo OTA (veľké písmená ATMOSCAN).

POZNÁMKA 1: Prvé programovanie je potrebné vykonať pomocou sériového kábla USB zapojeného do programovacieho konektora. Pretože sériový port je obsadený senzorom, ladenie a programovanie týmto spôsobom je po montáži nepraktické, pretože by vyžadovalo odpojenie senzora. Softvér preto podporuje ladenie SYSLOG a aktualizácie OTA.

POZNÁMKA 2: Binárny súbor ATMOSCAN má viac ako 700 kB a ArduinoOTA vyžaduje, aby bol priestor programu najmenej dvojnásobkom veľkosti obrazu, čo vylučuje možnosť „4M (3M SPIFFS)“. Štandardná možnosť „4M (1M SPIFFS)“je však tiež nevhodná, pretože oddiel SPIFFS by bol nedostačujúci pre grafické zdroje súvisiace s meteorologickou stanicou, vyhľadávačom lietadiel a pre konfiškujúci súbor. Preto bola na vyriešenie problému vytvorená vlastná konfigurácia „4M (2M SPIFFS)“. Vysvetlenie tu.

Dokumentácia a úplný zdrojový kód sú k dispozícii tu.

ÚVERY OBSAHUJÚ KÓD A KNIŽNICE OD

• Adafruit
• Arcao
• Bblanchon
• Bodmer
• ClosedCube
• Gmag11
• Knolleary
• Lucadentella
• Vidieť
• Squix78
• Tzapu
• Čarodejník 97

INTEGRÁCIA WEBOVÝCH SLUŽIEB OD

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

Krok 6: Zlepšite to

Výsledok nie je vôbec zlý! Softvér vyzerá dobre a je spoľahlivý, hoci ho možno rozšíriť o nové funkcie a možno aj trochu vyčistiť, aby bol aplikačný rámec skutočne opakovane použiteľný pre iné projekty. Kalibrácia niektorých senzorov nie je skvelá, ale bolo by potrebné vybavenie testovacej laboratória. Čas je vzácny a ja ho nemám veľa, takže pokrok bol pomalý. Kým som skončil, bola dostupná slušná podpora pre ESP32. Ak by som to teraz spustil, využil by som to a integroval externé senzory cez bluetooth.

Ktokoľvek?

POZNÁMKA: Stále mám niekoľko PCB, takže ak má niekto záujem, sú k dispozícii za nominálnu / poštovné.

Krok 7: Otázky a odpovede

V prvom rade ĎAKUJEM za vaše mimoriadne pozitívne komentáre. Úprimne som nečakal taký veľký záujem.

Dostal som niekoľko otázok buď prostredníctvom komentárov, alebo súkromných správ, a tak ma napadlo zozbierať odpovede tu. Ak prídu ďalšie, doplním.

Našiel som v zadnej časti zásuvky 8 dostupných PCB - a oni sú na ceste do Belgicka, Nemecka, Indie, USA, Kanady, Veľkej Británie, Austrálie. Páni, 3 kontinenty! Úžasný.

Čo mám vložiť na konfiguračnú stránku ATMOSCAN?

Konfiguračná stránka Atmoscan vyžaduje nasledujúce parametre:

• SSID a heslo siete WiFi, ku ktorej sa chce pripojiť
• Server MQTT, ktorý používate. Napríklad používam mqtt.thingspeak.com
• Použitý reťazec pripojenia pre témy MQTT. Témy MQTT Thingspeak sú napríklad vo formáte: kanály/CHANNEL-ID/publikovať/WRITE-API (PRÍKLAD: kanály/123456/publikovať/567890)
• Syslog server: IP servera syslog, ktorý používate na protokolovanie
• Kľúč Google pre API Maps Static. Kľúč získate na https://console.cloud.google.com/apis/dashboard. Vytvorte projekt; API, ktoré Atmoscan používa, je https://maps.googleapis.com/maps/api/staticmap. Vytvorte kľúč pre toto API v projekte Google, ktorý ste práve vytvorili, použite ho tu
• Kľúč podzemného počasia. Vytvorte si účet na www.wunderground.com, prejdite na WEATHER API (odkaz v spodnej časti domovskej stránky, prejdite na KĽÚČOVÉ NASTAVENIA, vygenerujte kľúč, použite ho tu
• Účet Geonames. Vytvorte si účet na https://www.geonames.org/, povoľte mu používať bezplatné webové služby a zadajte sem používateľské meno.
• Kľúč TimeZoneDB. Vytvorte si účet na https://timezonedb.com/, vytvorte si kľúč a vložte ho sem

Ako nakonfigurujem Thingspeak?

Potrebujete 3 kanály Thingspeak. Polia sa používajú nasledovne:

KANÁL 1 polia

1. TEPLOTA
2. VLHKOSŤ
3. TLAK
4. PM01
5. PM2,5
6. PM10
7. CTZ
8. ŽIARENIE

KANÁL 2 polia

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

KANÁL 3 polia (systémový kanál)

1. UPTIME V MINÚTACH
2. ZADARMO HEAP V BYTOCH
3. WIFI RSSI (SIGNÁL V DBM)
4. NAPÄTIE BATÉRIE
5. LINEÁRNY SOC (BATÉRIOVÝ STAV NABÍJANIA % - lineárny výpočet, úmerný napätiu)
6. NATIVE SOC (STAV NABÍJANIA BATÉRIE % - podľa údajov z meradla. Ako sa odčíta z meradla. POZNÁMKA: meradlo hovorí 0 % pri dosiahnutí 3,6 v, pričom batérie je možné vybiť o niečo ďalej, povedzme nad 3 v. Spodná hranica, pri ktorom sa ATMOSCAN sám vypne, je súbor #define v globaldefinitions.h)
7. SYSTÉMOVÁ TEPLOTA (z bme280, namontované priamo na dosku)
8. SYSTÉMOVÁ VLHKOSŤ (z bme280, namontované priamo na dosku)

Doska plošných spojov je veľmi kompaktná. Ako spájkujem zariadenia SMD, najmä IC MAX8903A?

Najprv navrhujem, aby ste sa pýtali, či sa chcete dostať do SMD alebo či je to jednorazové. Ak ide o druhé, možno požiadajte niekoho, aby to urobil za vás. Ak chcete zvládnuť výzvu SMD, investujte trochu a zaobstarajte si správne nástroje (spájka, tavidlo, malá žehlička na izopropylalkohol, horúcu pištoľ, pinzetu, lacnú USB kameru, držiak na DPS). V dnešnej dobe sú to lacné veci. Potom si pozrite video na YouTube-je ich pol milióna-a strávte nejaký čas so starou doskou s plošnými spojmi, ktorej môžete obetovať a niektoré komponenty odpájkovať / vyčistiť / spájkovať. Neverili by ste, aké je to poučné, naučiť sa, čo očakávať, mať správnu teplotu atď. Keď hovoríme o skúsenostiach … Začal som SMD meniť konektor displeja v zariadení iPod touch a zabil som prvého!

Atmoscan PCB je skutočne kompaktný a IC nie je ľahké. Opäť neodporúčam, aby ste to urobili ako prvé spájkovanie SMD. QFN nie je priateľský balík, aj keď som už spájkoval číslo. Nikdy si nie ste istí, že ste to urobili správne …

Na Atmoscane som najskôr spájkoval, potom jeho okolité komponenty, aby som mohol otestovať, či nabíjacia časť dosky funguje, potom som dokončil všetko ostatné. Z priložených obrázkov by ste mali byť schopní odvodiť orientáciu komponentov. Použil som verejne dostupné knižnice komponentov a orientácia nie je na silkscreeni príliš evidentná.

Moja cesta: Najprv som na podložky žehličkou položil spájku. Potom sme veľa toku (špecifický pre SMD) a opatrne sme IC umiestnili pinzetou. Potom sa všetko zohreje na približne 200/220 ° C (pod teplotu topenia), aby sa zabránilo napätiu v dôsledku nerovnomerného zahrievania. Potom som zvýšil teplotu na 290 C alebo tak ďalej a okolo IC. Ak na blízku podložku nanesiete trochu spájky, uvidíte, kedy bude teplota dosiahnuť bod topenia, pretože bude svietiť.

Potom som ho vyčistil izopropylalkoholom a starostlivo som ho skontroloval lacnou USB kamerou. Typickými problémami sú zarovnanie a množstvo spájky, pretože niektoré kolíky nemusia byť pripojené. V niektorých prípadoch som sa k tomu musel vrátiť malou spájkovačkou, aby som na niektoré piny pridal trochu spájky, pretože tento integrovaný obvod má tepelnú podložku, ktorú je potrebné tiež spájkovať. Odhadnúť množstvo spájky je preto trochu zložité a môže sa stať, že príliš veľa spájky pod ním ju môže zdvihnúť, aby sa kolíky nedotýkali dosky plošných spojov.

Keď to hovorím, nechcem vás strašiť. Dokončil som 3 dosky a tieto integrované obvody som nikdy nezabil … Raz som to dokonca musel odstrániť, vyčistiť a reštartovať od začiatku, ale nakoniec to fungovalo. Opäť nie veľmi ľahké, ale uskutočniteľné.

Kde ste kupovali komponenty?

Väčšinou na eBay a Aliexpress. Značkové sú však originálne (Seeed, Pololu, Sparkfun).

Nasledujú niektoré INDIKATÍVNE odkazy. Poznámka: rozhliadnite sa, možno nájdete ešte lacnejšie ponuky …

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…

Doska Atmoscan obsahuje programovacie obvody, ktoré sú v súlade s NodeMCU. Na prvé programovanie sa bežne používa sériové pripojenie. Potom je preferovanou možnosťou programovanie OTA cez wifi, pretože sa dá vykonať s plne zostavenou jednotkou. Nezabudnite, že sériový port bežne používa snímač častíc!

Na programovanie dosky pomocou sériového portu je potrebné ku konektoru J7 (vedľa tlačidla reset) pripojiť USB-sériový adaptér (napr. FTDI232 alebo podobný) podľa schémy na vývod. Program je možné nahrať bez pripojených senzorov, okrem toho, že prerušovacia linka geigerovho senzora by mala byť pripojená k GND, inak sa doska nespustí (za týmto účelom zapojte kolíky 1 a 3 do konektora RAD). Najjednoduchší spôsob, ako otestovať dosku bez použitia hlavného náčrtu - a teda bez zložitosti senzorov - je nahrať TENTO jednoduchý program pomocou sériového kábla. Vytvára prístupový bod wifi, ktorý umožňuje ďalšie blikanie s hlavným programom.

DÔLEŽITÉ: Nezabudnite použiť konfiguráciu 4M/2M SPIFFS podľa pokynov, inak sa hlavný program nezmestí. Dosku je potrebné inicializovať pomocou sériového programovania s touto konfiguráciou, inak by ste mohli mať neskôr problémy s OTA.

Inicializácia niektorých senzorov bohužiaľ blokuje, ak senzory nie sú k dispozícii (závisí od poskytovateľa knižnice). Jedným z príkladov je viacplynová knižnica senzorov. Aby ste sa uistili, že sa Atmoscan správne spustí s úplným firmvérom, môžete príslušný proces zakázať, pozrite si príslušný bod Otázky a odpovede. Jednoduchý spôsob, ako zakázať VŠETKY senzory na testovanie, je komentovať riadok #define ENABLE_SENSORS v súbore GlobalDefinitions.h.

Keď doska prvýkrát naštartuje hlavnú skicu, mala by rozpoznať, že nie je nakonfigurovaná, a mala by otvoriť wifi hotspot, ku ktorému sa môžete pripojiť a nastaviť ho. Medzi nastaveniami je server syslog, ktorý výrazne pomáha pri ladení. Úroveň protokolovania môžete tiež zvýšiť zrušením pridania komentárov k súboru #define DEBUG_SYSLOG v súbore GlobalDefinitions.h. Upozorňujeme, že v tom istom súbore je aj #define DEBUG_SERIAL, ktorý bol použitý počas počiatočného ladenia. Ak je odkomentovaný, vygeneruje _ niektoré_zostatkové protokolovanie, ale minimálne. Položkou ToDo bolo vždy zaistiť jednotnosť a voliteľnosť protokolovania, ale nikdy som nemal čas ho vyčistiť.

Upravili ste použité knižnice, je potrebná nejaká konfigurácia? (na rozdiel od sťahovania a kompilácie)

Dobrá otázka, ten bod som zabudol spomenúť. V skutočnosti je potrebných niekoľko režimov / konfigurácií:

• Knižnica https://github.com/Seeed-Studio/Mutichannel_Gas_Sensor - sériové príkazy k ladeniu. Je potrebné to komentovať, pretože sériový port sa používa pre snímač!
• Knižnica https://github.com/Bodmer/TFT_eSPI - vyžaduje konfiguračný súbor, kde je uvedené priradenie pinov a frekvencia SPI
• Knižnica https://github.com/lucadentella/ArduinoLib_MAX1704… - Pri pohľade na komentáre a žiadosti o stiahnutie som si všimol, že existuje oprava chyby, ktorá nebola nikdy zlúčená

Pokiaľ si pamätám, tak by to malo byť. Dajte mi vedieť, ak sa vyskytnú nejaké problémy.

POZNÁMKA: Pozrite si poznámky v najnovšom zdrojovom kóde - obsahuje odkazy na všetky potrebné knižnice a je aktualizovaný

Prečo niektoré senzory na videu/obrázkoch čítajú červenú a niektoré zelenú?

Farba naznačuje trend. Začína sa bielo a ak stúpanie je červené, ak klesanie je zelené.

Ako zvládate drift senzorov v priebehu času? Ako dobré sú tieto senzory? Čo môžem vidieť s týmito snímačmi?

Úprimne povedané, toto nie je súprava na vedecké meranie. Na kalibráciu by som potreboval zariadenie, ktoré nemám k dispozícii. Toto je skutočne projekt pre domáce zvieratá. Skúsil som niekoľko senzorov. Častice, CO2, teplota, vlhkosť, tlak, Geiger sú podľa mňa dosť dobré. Na NO2 mám výhrady ku kalibrácii a celkovému dizajnu, ale nie je toho veľa k dispozícii. Celkovo sú to hlavné snímače.

Táto kombinácia je však dostatočne dobrá na to, aby ukázala veci, ktoré by ste nečakali.

Vďaka systému Atmoscan v obývacej izbe a kuchyni bez miestnosti detekuje obrovské vrcholy častíc, keď napr. vyprážanie vecí. Cíti NO2 z rannej premávky aj pri zatvorených oknách.

Bol Geigerov pult skutočne potrebný? Ukazuje to niečo užitočné?

Našťastie sme nemali žiadne jadrové incidenty a vojna sa ešte len blíži … Napriek tomu nie sú tak ďaleko jadrové elektrárne a vláda distribuuje jódové pilulky pre deti, ktoré by mali byť uložené v zásuvke pre prípad incidentov … takže som bol podozrivý. Zatiaľ musím povedať, že hodnoty sú presne v súlade s očakávaným žiarením pozadia (0,12 uSv/h)

Aké sú celkové náklady na zariadenie?

Mnoho komponentov som už mal doma a vyššie uvedené odkazy vám poskytnú predstavu. Úprimne povedané, ak si kúpite hotový NetAtmo alebo podobný, ušetríte peniaze. Nemôžete poraziť čínsku spoločnosť, ktorá robí veci vo veľkom! Ak vás však baví tvoriť spolu so svojimi deťmi, stojí to za to. Dobré na tom je, že som pre vás už testoval (a vyradil) niekoľko senzorov ….

Ako je to s PCB? Môžete mi jeden predať?

Pôvodne som ich nechal vyrobiť 10 na dirtypcbs.com a moje súbory fungovali dobre. Dobrá kvalita a dostatočne lacné, 25 USD / 20 EUR za 10 PCB. Použil som dva a zvyšné rád pošlem za úplné náklady (2 euro + zásielka, v závislosti od polohy a preferencií prepravy). Obávam sa, že budem musieť vybrať prvých, ktorí mi pošlú súkromnú správu.

Dokážete vyrobiť súpravu alebo kampaň na kickstarter?

Lichotivé, ale úprimne, nikdy som si nemyslel, že je to dostatočne inovatívne … a okrem toho ŽIADNY ČAS !!

Ak by však niekto nápad prevzal, bola by potrebná druhá iterácia. V dizajne je niekoľko ostrých hrán, ktoré by stáli za opravu, ale opäť som nikdy nemal na V2 dostatok času.

Na hardvéri: Môžem pridať / odstrániť snímač, obrazovku atď., Aby som rozšíril možnosti / znížil spotrebu energie?

Displej je pripojený bez použitia MISO, preto CPU nikdy nečíta z displeja. Preto nemôžete jednoducho pripojiť displej a bude to fungovať dobre. Displej je však zapnutý iba nejaký čas po zistení posledného gesta, takže v skutočnosti nemá vplyv na spotrebu energie.

Senzory sú namiesto toho náročné na energiu a celé to využíva 400/500mA. Nezabudnite na ventilátor a tiež na fakt, že snímač častíc má vstavaný ventilátor. ESP tiež neprechádza do režimu spánku, kvôli nedostatku GPIO ponov. To by však možno ušetrilo 20 mA …

Tento softvér je modulárny a môžete jednoducho pridávať/odstraňovať procesy a obrazovky, aby ste mohli pridať senzory alebo rozsvietiť napájanie odstránením niektorých, ak si to želáte. Jediným obmedzením je počet pinov GPIO. Senzory je však možné ľahko pridať, ak je možné použiť I2C, alebo alternatívne použiť expandér I2C na pridanie GPIO …

Ak chcete deaktivovať senzor, napríklad otestovať čiastočnú zostavu, najlepším spôsobom by podľa mňa nebolo začať príslušný proces. To sa dá dosiahnuť komentovaním súvisiaceho volania enable () vo funkcii void startProcesses () v hlavnom súbore.ino. Pokiaľ nechcete systém štrukturálne upravovať, procesy by som úplne neodstraňoval, pretože ich budú vyvolávať procesy obrazovky a MQTT. Takýmto spôsobom by mali vrátiť iba nulu. Upozorňujeme, že vstup prerušenia pre geigerovu dosku sa stiahne, ak sa nepoužíva, inak sa doska nespustí.

Aké vylepšenia by ste urobili, keby ste mali čas na V2.0?

Nie v žiadnom konkrétnom poradí..

• DPS by sa mohla vyhnúť medi za anténou ESP8266. Úplne som na to zabudol a diagram žiarenia je preto neizotropný
• Nabíjačka je podľa mňa na tak veľkú batériu poddimenzovaná / batéria je na nabíjačku príliš veľká. Existujú ďalšie integrované obvody a skúsil by som iný.
• Existujú lepšie merače batérie.
• Pridal by som snímač ozónu
• Použil by som ESP32 pre viac GPIO a senzorov Bluetooth mimo hlavnej jednotky.
• Ak by som mal viac GPIO buď s ESP32, alebo s expandérom I2C, použil by som jeden na ovládanie ventilátora a druhý na vypnutie jednotky zo softvéru. Keď je batéria takmer vybitá, jediná vec, ktorú môže urobiť, je zobraziť obrazovku s vybitou batériou. Toto je v skutočnosti najväčšia nevýhoda dizajnu, pretože stav vybitia batérie nie je elegantne zvládnutý.

O softvéri

Trvalo mi to dlhšie ako hardvér … Myslím, že obsahuje množstvo dobrých konceptov, ktoré bohužiaľ nie sú úplne implementované. Konkrétne sa domnievam, že by mal byť vyčistený, potenciálne rozšírený a mohol by sa z neho ľahko odvodiť generický rámec pre aplikácie ESP8266. Nie je čas. Prijíma niekto výzvu?

Môžete pridať hlasové ovládanie?

Malo by byť uskutočniteľné. Existuje niekoľko hotových knižníc na ovládanie ESP8266 pomocou Alexa a nechápem, prečo by integrácia mala byť problémom. Zaujímavou otázkou je, čo s tým chcete urobiť, funkčne. Nevlastním Amazon Echo, takže som to nikdy neskúsil.

Ako ste robili laserové rezy?

Kresby sú vytvorené pomocou SketchUp. Program je pekný, ale vážne mu chýbajú možnosti exportu. 30 -dňová skúšobná verzia však pomáha, pretože má ďalšie funkcie. Potom som ho importoval do Inkscape na konečné spracovanie.

Môžete snímače MOSFET zapnúť/vypnúť, aby ste ušetrili energiu?

V princípe dobrý nápad, ale väčšinu týchto senzorov je potrebné neustále napájať, pretože majú čas zahrievania. Okrem toho … V ESP8266 mi dochádzajú GPIO. Dokonca som musel použiť GPIO10, ktorý oficiálne nie je funkčný, ale na ESP12E funguje dobre.

Aké schopnosti by som potreboval?

Na to, aby ste ho postavili od začiatku, by ste potrebovali určité pozadie pre návrh elektroniky. Nie je toho veľa, v dnešnej dobe s internetom skutočne nepotrebujete čítať listy po riadkoch ako za mojich začiatkov … Ak použijete výsledok môjho experimentovania, budete potrebovať určité schopnosti spájkovania SMD, mechanické schopnosti a trpezlivosť.

Je to váš prvý projekt?

Je to môj prvý pokyn, ale nie môj prvý projekt. V minulosti som veľa drotal, ale v dnešnej dobe nemám veľa času. Vzkriesil som svoje hrdzavé schopnosti, keď sa pokúšam naučiť niečo užitočné pre svoje deti..! Vytvoril som niekoľko ďalších projektov, ktoré by som jedného dňa mohol publikovať.