Como construir um sensor de qualidade do ar e fazer upload de dados

Você está preocupado com a poluição do ar em sua vizinhança? Então, por que não instalar sua própria estação de qualidade do ar? Não custa muito montar a partir de alguns componentes padrão e alguns sensores para medir os níveis de partículas, junto com a temperatura, pressão e umidade relativa.

Você também pode se juntar a milhares de outras pessoas no upload de seus dados para o Sensor. Projeto de ciência cidadã comunitária. Mostraremos como montar uma estação de qualidade do ar, instalar o software e colocá-lo na rede rapidamente.

1. Componentes Fonte

Para construir a estação de qualidade do ar, você precisará de uma seleção de componentes eletrônicos padrão e outros.

O que você precisará:

• Microcontrolador NodeMCU v3 ou v2
• Sensor de poeira SDS011
• Sensor de temperatura, pressão e umidade BME280 de 6 pinos
• 8 fios de jumper fêmea para fêmea
• Fonte de alimentação 5V 2A e cabo USB para micro-USB
• 2x curvas de tubo de queda de plástico
• Massa adesiva ou tiras
• Abraçadeiras
• Fita adesiva
• Tubo de plástico flexível (diâmetro interno de 6 mm)

Observação: Isso é para a configuração padrão, mas o sensor. O programa de ciência cidadã da comunidade oferece suporte a uma ampla gama de sensores.

2. Instale o driver

Conecte sua placa NodeMCU a um computador com um cabo USB. Em uma máquina Linux, a conexão serial deve funcionar por padrão; em um PC com Windows ou Mac, você precisará instalar um driver. Os links do driver são os seguintes:

Janelas:

• NodeMCU v2 Windows 10
• NodeMCU v2 Windows 7/8 / 8.1, versão de 32 bits

Abra o CP210x pasta e clique duas vezes noCP210xVCPInstaller_x64 (ou x86) aplicativo.

• NodeMCU v3 (CH340 / CH341) para Windows

Abra o CH341SER pasta e clique duas vezes no CONFIGURAR aplicativo.

Mac:

• NodeMCU v2

Descompacte o CP210x pasta e clique duas vezes no CP210xVCPInstaller_x64 (ou x86) aplicativo. Reinicie o seu Mac.

• NodeMCU v3

Descompacte o CH341SER pasta e clique duas vezes no CONFIGURAR aplicativo. Reinicie o seu Mac.

3. Flash do Firmware

Em seguida, você precisará piscar o sensor. Firmware da comunidade no NodeMCU. Para isso, baixe o Ferramenta de atualização de firmware Airrohr; escolha a versão apropriada para o sistema operacional do seu computador.

Execute o aplicativo, selecione latest_en.bin (ou outra versão de idioma) no menu suspenso da versão do firmware e clique em Envio para fazer um flash em sua placa NodeMCU conectada.

Nota: Se o aplicativo piscando disser ‘No boards found’, escolha a opção ‘usbserial’ no Borda suspenso.

4. Conecte seus sensores

É hora de conectar seus sensores à placa NodeMCU. Se o seu BME280 não tiver pinos machos, você precisará soldar alguns nele.

Conecte o sensor BME280 ao NodeMCU v3 da seguinte forma:

BME280	NodeMCU v3
VCC / VIN	3V3
GND	GND
SCL	D4 (GPIO2)
SDA	D3 (GPIO0)

Conecte o sensor SDS011 ao NodeMCU v3 da seguinte forma:

SDS011	NodeMCU v3
5V	VU
GND	GND
TXD	D1 (GPIO5)
RXD	D2 (GPIO4)

Você pode encontrar os guias de fiação para outras combinações de sensores no Página do Airrohr GitHub.

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5. Configure a Estação

Quando você liga a estação de qualidade do ar pela primeira vez, ela cria um ponto de acesso sem fio com o nome airRohr (ou Particulate Matter ou Feinstaubsensor) seguido pelo ID do chip do NodeMCU (por exemplo, 12980979). Anote esse número, pois você precisará dele para registrar a estação mais tarde.

Conecte seu computador a este ponto de acesso sem fio e aponte um navegador para http://192.168.4.1 para acessar seu painel da web. A partir daqui, vá para Configuração > Configurações de wifi, selecione seu roteador sem fio e digite a senha para ele.

Clique no Salve a configuração e reinicie opção para salvar as configurações e reiniciar a estação. Em seguida, ele se conectará à sua rede sem fio e poderá ser acessado em seu endereço IP alocado; para descobrir isso, procure na lista de dispositivos do seu roteador um dispositivo chamado ‘Airrohr-’ seguido por seu ID de chip.

Visite o endereço IP em seu navegador da web e você poderá concluir a configuração. No Configuração > Sensores guia, certifique-se de que os sensores que você está usando estão marcados. Clique no Salve a configuração e reinicie opção para salvar as configurações.

Reconecte-se ao painel da web e clique em Dados atuais para verificar se tudo está funcionando. Observe que pode demorar alguns minutos para fazer as primeiras leituras.

6. Registre o dispositivo

Para habilitar sua estação para carregar dados para o sensor. Site da comunidade, você precisará registrá-lo lá. Vá para o página de login de dispositivos e criar uma conta.

Faça login e vá para Meus sensores > Registrar novo sensor. Para ID do sensor, insira o número de identificação do chip que você anotou; para Placa de Sensor, selecione 'esp8266'.

Preencha o Básico e Informações adicionais, em seguida, verifique se os sensores corretos estão selecionados em Configuração de hardware. Escolha a localização da sua estação no mapa e clique Salvar configurações.

Levará alguns minutos para que a estação comece a carregar dados para o Sensor. Comunidade — você pode verificar clicando no Dados botão para isso no Meus sensores página; você também pode Mostrar no mapa.

7. Carcaça à prova de intempéries

Para proteger sua estação das intempéries quando colocada ao ar livre, você pode abrigá-la dentro de algumas curvas de tubo de queda de plástico interligadas.

Insira os componentes eletrônicos em uma das curvas do tubo. Dependendo do tipo de tubo usado, você pode posicionar o sensor de poeira mais para cima e conectar o tubo de plástico flexível à sua entrada de ar de metal brilhante. Você pode então passar a tubulação até o final da tubulação, junto com o sensor BME280.

Nossas curvas quadradas do tubo não eram largas o suficiente para empurrar o sensor de poeira para cima, então o colocamos mais perto da extremidade e realmente não precisávamos do tubo flexível, embora tenhamos adicionado um comprimento curto.

Coloque a placa NodeMCU mais para cima, perto da junção com a segunda curva do tubo, e passe o cabo de alimentação USB pela extremidade dessa seção do tubo. Prenda este e os sensores nas laterais do tubo com massa adesiva ou tiras.

Quando estiver satisfeito e tiver garantido que a estação está funcionando, enrole fita adesiva ao redor da junção das curvas do tubo. Se você quiser evitar que insetos e outros rastejadores entrem na estação, você também pode colocar um pouco de malha fina nas extremidades do tubo.

8. Montagem ao ar livre

É recomendável posicionar sua estação de qualidade do ar à prova de intempéries em um local adequado ao ar livre, de preferência 5 a 12 pés acima do solo e bem ventilado. Protegemos o nosso sob uma calha do telhado usando três braçadeiras de cabos encadeados em margarida. Como alternativa, você pode prendê-lo a um tubo de descida.

Para fornecer energia à sua estação de qualidade do ar, você pode precisar de um cabo USB longo para alcançar uma tomada elétrica dentro de casa. Se a sua estação estiver muito longe do seu roteador sem fio para manter um bom sinal, você também pode considerar colocar um extensor de alcance Wi-Fi mais perto da estação.

9. Verifique seus dados

Visitando o Sensor. Mapa mundial da comunidade, você pode verificar sua estação (e todas as outras) e visualizar suas leituras atuais e dados recentes em gráficos das últimas 24 horas e média móvel ao longo de uma semana.

Os níveis de material particulado para PM2,5 (partículas finas com diâmetro de 2,5 μm ou menos) e PM10 (partículas grossas) podem ser visualizados. Você também pode usar o menu inferior esquerdo para visualizar a temperatura, pressão e umidade relativa.

Construir uma Estação de Qualidade do Ar: Sucesso

Agora você montou sua própria estação de qualidade do ar e pode visualizar seus dados em um mapa-múndi, junto com os de milhares de outras estações ao redor do globo. Não é apenas um projeto legal, mas você estará contribuindo com dados valiosos para o Sensor. Programa de ciência cidadã da comunidade.

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