Метеостанция Интернета вещей с мониторингом летучих органических соединений: 6 шагов

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:48

В этом руководстве я покажу, как построить метеостанцию Интернета вещей (IoT) с мониторингом летучих органических соединений (ЛОС). Для этого проекта я разработал набор «Сделай сам». Аппаратное и программное обеспечение с открытым исходным кодом.

Шаг 1: комплект MeteoMex Aeria

Комплект MeteoMex aeria (https://www.meteomex.com) стоит около 25 долларов США и содержит

• 1 печатная плата (PCB).
• 1 датчик климата BME280.
• 1 датчик ЛОС CCS811
• 1 микропроцессор Wemos D1 R1 mini ESP8266 с Wi-Fi.
• штифты заголовка.
• 1 перемычка (J1).

Далее вам понадобится паяльная станция и подходящий блок питания для готового устройства (USB или 3 батарейки AA), а также USB-кабель для программирования.

Шаг 2: припаяйте компоненты

Вам нужно припаять разъемы и датчики на печатной плате и Wemos D1 mini. Пожалуйста, будьте осторожны с правильной ориентацией датчиков на плате. Для обеспечения аккуратного монтажа я использую макетную плату для сборки деталей.

Шаг 3: Зарегистрируйте или установите сервер ThingsBoard

Для использования ThingsBoard в качестве платформы IoT вам необходимо зарегистрироваться на https://thingsboard.io или установить свой собственный сервер ThingsBoard. Есть разные способы установки ThingsBoard Community Edition, например: на Linux Server, Windows, Raspberry Pi и т. д. Я выбрал установку на виртуальном персональном сервере Ubuntu 18.04 LTS:

На вашем экземпляре ThingsBoard вы должны войти в систему как клиент и зарегистрировать новое устройство для отправки данных телеметрии. Ваше устройство будет идентифицировано по токену доступа.

На следующем этапе вам потребуются сервер: URL-адрес порта и токен доступа вашего устройства.

Шаг 4: Программирование Wemos D1 Mini

Wemos D1 mini можно программировать с помощью Arduino IDE.

Установите дополнительные платы ESP32 из https://dl.espressif.com/dl/package_esp32_index.json в Arduino IDE и выберите правильное устройство: LOLIN / Wemos D1 R1. В противном случае вы можете "замуровать" его навсегда (случилось со мной..)!

Различные примеры кода доступны на

Для этого мы используем программу MeteoMex_USB_ThingsBoard_aeria_VOCs.

Важно: в программе вы должны использовать правильный URL-адрес вашего сервера ThingsBoard и токен доступа вашего устройства!

Кроме того, вам необходимо определить свой SSID и пароль Wi-Fi.

Вы также должны выбрать частоту дискретизации, отправляя данные каждые 10 минут (для мониторинга в реальном времени вы можете отправлять данные каждые 500 мс).

Шаг 5: Размещение метеостанции

Местоположение вашей метеостанции важно: она должна быть защищена от прямых солнечных лучей и дождя. В то же время вам потребуется достаточная вентиляция для измерения летучих органических соединений и атмосферных условий. В идеале вы можете установить MeteoMex рядом с розеткой и в зоне действия вашей сети Wi-Fi.

По жилью можно рассмотреть разные варианты. Подходящая «профессиональная» коробка обойдется вам примерно в 10 долларов, и вам понадобится больше пластика … Я также отказался от 3D-печатной коробки из-за времени, стоимости и экологических соображений (у меня в лаборатории был 3D-принтер для создания прототипов аналитических устройств.). Вместо этого я повторно использовал пластиковый стакан для йогурта. Конечно, очень навороченный. До сих пор меня вполне устраивало это решение: низкий уровень воздействия на окружающую среду, низкая стоимость (~ 1,5 доллара США, включая 1 л йогурта) и функциональность.

Шаг 6: онлайн-мониторинг

Готовый. Если хотите, вы можете поделиться общедоступной панелью вашей метеостанции:

Метеостанция IoT с летучими органическими соединениями, Ирапуато, MX, 1, 990 м над уровнем моря.