Airduino: Mobil Hava Kalitesi Monitörü: 5 Adım

2024 Yazar: John Day | [email protected]. Son düzenleme: 2024-01-30 13:17

Projeme hoş geldiniz, Airduino. Benim adım Robbe Breens. Belçika, Kortrijk'teki Howest'te multimedya ve iletişim teknolojisi okuyorum. İkinci dönemin sonunda, daha önce edinilmiş tüm geliştirme becerilerini faydalı bir şey yaratmak için bir araya getirmenin harika bir yolu olan bir IoT cihazı yapmamız gerekiyor. Projem Airduino adında bir mobil hava kalitesi monitörü. Havadaki partikül madde konsantrasyonunu ölçer ve ardından AQI'yi (Hava Kalitesi İndeksi) hesaplar. Bu AQI, havada ölçülen partikül madde konsantrasyonunun neden olduğu sağlık risklerini ve yerel yönetimlerin vatandaşlarını bu sağlık risklerine karşı korumak için alması gereken önlemleri belirlemek için kullanılabilir.

Cihazın mobil olduğunu da belirtmekte fayda var. Şu anda tüm Avrupa'da binlerce statik hava kalitesi izleme cihazı bulunmaktadır. Ürün çevrimiçi olduktan sonra yeniden yerleştirilemedikleri için büyük bir dezavantajı var. Bir mobil cihaz, hava kalitesinin birden fazla yerde ve hatta hareket halindeyken (google sokak görünümü stili) ölçülmesini sağlar. Aynı zamanda, örneğin küçük yerel hava kalitesi sorunlarını (yetersiz havalandırılan bir cadde gibi) tanımlayan diğer özellikleri de destekler. Bu projeyi heyecanlandıran şey, küçük bir pakette bu kadar çok değer sunmaktır.

Bu proje için bir Arduino MKR GSM1400 kullandım. 3G hücresel iletişimi sağlayan u-blox modülüne sahip resmi bir Arduino kartıdır. Airduino, toplanan verileri herhangi bir zamanda ve herhangi bir yerden bir sunucuya gönderebilir. Ayrıca, bir GPS modülü, cihazın kendisini konumlandırmasını ve ölçümlerin coğrafi konumunu belirlemesini sağlar.

PM (partikül madde) konsantrasyonunu ölçmek için bir optik sensör kurulumu kullandım. Sensör ve bir ışık huzmesi birbirine açılı olarak oturur. Parçacıklar ışığın önünden geçerken, bir miktar ışık sensöre doğru yansır. Sensör, parçacık ışığı sensöre yansıttığı sürece bir darbe kaydeder. Hava tutarlı bir hızda hareket ediyorsa, bu darbenin uzunluğu, parçacığın çapını tahmin etmemizi sağlar. Bu tür sensörler, PM'yi ölçmek için oldukça ucuz bir yol sunar. İki farklı PM türünü ölçtüğümü de belirtmekte fayda var; Çapı 10 µm'den (PM10) ve çapı 2.5 µm'den (PM2, 5) daha küçük olan partikül madde. Ayırt edilmelerinin nedeni, partikül madde küçüldükçe sağlık risklerinin artmasıdır. Daha küçük parçacıklar akciğerlere daha derin nüfuz eder ve bu da daha fazla hasara neden olabilir. Bu nedenle, yüksek bir PM2, 5 konsantrasyonu, yüksek bir PM10 seviyesinden daha fazla veya farklı önlemler gerektirecektir.

Bu Instructables gönderisinde bu cihazı nasıl oluşturduğumu adım adım göstereceğim.

Adım 1: Parçaları Toplama

Öncelikle, bu projeyi oluşturmak için gerekli tüm parçalara sahip olduğumuzdan emin olmalıyız. Aşağıda kullandığım tüm bileşenlerin bir listesini bulabilirsiniz. Bu adımın altındaki tüm bileşenlerin daha ayrıntılı bir listesini de indirebilirsiniz.

• Arduino MKR GSM 1400
• Arduino Mega ADK
• Raspberry pi 3 + 16GB mikro sd kart
• NEO-6M-GPS
• TMP36
• BD648 transistör
• 2 x pi-fan
• 100 Ohm direnç
• Atlama kabloları

• 3.7V adafruit şarj edilebilir Li-Po pil

• Dipol GSM anteni
• Pasif GPS anteni

Toplamda bu parçalara yaklaşık 250€ harcadım. Kesinlikle en ucuz proje değil.

Adım 2: Devreyi Oluşturma

Bu proje için kartalda bir PCB (baskılı devre kartı) tasarladım. Kerber dosyalarını (PCB'yi oluşturacak makineye talimat veren dosyalar) bu adımın altından indirebilirsiniz. Daha sonra bu dosyaları bir PCB üreticisine gönderebilirsiniz. JLCPCB'yi şiddetle tavsiye ederim. Kartlarınızı aldığınızda, yukarıdaki elektrik şemasını kullanarak bileşenleri kolayca lehimleyebilirsiniz.

Adım 3: Veritabanını İçe Aktarma

Şimdi sıra ölçülen verileri kaydedeceğimiz sql veritabanını oluşturmaya geldi.

Bu adımın altına bir sql dökümü ekleyeceğim. Raspberry pi'ye mysql kurmanız ve ardından dökümü içe aktarmanız gerekecek. Bu sizin için veritabanını, kullanıcıları ve tabloları oluşturacaktır.

Bunu bir mysql istemcisi kullanarak yapabilirsiniz. MYSQL Workbench'i şiddetle tavsiye ederim. Bağlantı, mysql'yi kurmanıza ve sql dökümünü içe aktarmanıza yardımcı olacaktır.

Adım 4: Kodu Yükleme

Kodu github adresimde bulabilir veya bu adıma ekli dosyayı indirebilirsiniz.

Yapmanız gerekenler:

ahududu pi'ye apache kurun ve ön uç dosyalarını kök klasöre koyun. Arayüz daha sonra yerel ağınızda erişilebilir olacaktır

• Arka uç uygulamasına aktarılan tüm python paketlerini yükleyin. Ardından arka uç kodunu ana python yorumlayıcınızla veya sanal bir kodla çalıştırabileceksiniz.
• Arduino'nun arka uçla iletişim kurabilmesi için ahududu pi'nizin 5000 bağlantı noktasını iletin.
• Arduino kodunu arduinolara yükleyin. SIM kartınızın IP adreslerini ve şebeke operatörü bilgilerini değiştirdiğinizden emin olun.

Adım 5: Vakayı Oluşturma

Kasa için en önemli şey, cihazdan iyi bir hava akışına izin vermesidir. Bu, cihazda yapılan ölçümlerin cihazın dışındaki hava için temsil edilebilir olmasını sağlamak için açıkça gereklidir. Cihaz dışarıda kullanılmak üzere tasarlandığından, yağmur geçirmez olması da gerekir.

Bunu yapmak için kasanın altına hava delikleri yaptım. Hava delikleri de elektronikten farklı bir bölmede ayrılmıştır. Bu, suyun elektroniğe ulaşmak için yükselmesini (ki bunu yapamaz) yapar. Arduino'nun USB bağlantı noktasının deliklerini kauçukla korudum. Böylece kullanılmadıklarında kendini mühürler.