Stacja pogodowa IoT z monitorowaniem lotnych związków organicznych: 6 kroków

2025 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2025-01-13 06:58

W tej instrukcji pokazuję, jak zbudować stację pogodową Internetu Rzeczy (IoT) z monitorowaniem Lotnych Związków Organicznych (VOC). Na potrzeby tego projektu opracowałem zestaw Do-It-Yourself (DIY). Sprzęt i oprogramowanie są open-source.

Krok 1: Zestaw MeteoMex Aeria

Zestaw MeteoMex aeria (https://www.meteomex.com) kosztuje około 25 USD i zawiera

• 1 płytka drukowana (PCB).
• 1 czujnik klimatu BME280.
• 1 czujnik CCS811 VOCs
• 1 mikroprocesor Wemos D1 R1 mini ESP8266 z WiFi.
• szpilki nagłówka.
• 1 zworka (J1).

Ponadto potrzebna będzie stacja lutownicza i odpowiedni zasilacz do gotowego urządzenia (baterie USB lub 3 x AA) oraz kabel USB do programowania.

Krok 2: Przylutuj komponenty

Trzeba przylutować nagłówki i czujniki na płytce drukowanej i Wemos D1 mini. Uważaj na prawidłową orientację czujników na płycie. Aby zapewnić czysty montaż, do montażu części używam płytki stykowej.

Krok 3: Zarejestruj lub zainstaluj serwer ThingsBoard

Aby używać ThingsBoard jako platformy IoT, musisz zarejestrować się na https://thingsboard.io lub zainstalować własny serwer ThingsBoard. Istnieją różne sposoby instalacji ThingsBoard Community Edition, m.in. na Linux Server, Windows, Raspberry Pi itp. Wybrałem instalację na wirtualnym serwerze osobistym Ubuntu 18.04 LTS:

W wystąpieniu ThingsBoard musisz zalogować się jako dzierżawca i zarejestrować nowe urządzenie do wysyłania danych telemetrycznych. Twoje urządzenie zostanie zidentyfikowane za pomocą tokena dostępu.

W następnym kroku potrzebujesz adresu URL server:port i tokena dostępu swojego urządzenia.

Krok 4: Programowanie Wemos D1 Mini

Wemos D1 mini można zaprogramować za pomocą Arduino IDE.

Zainstaluj dodatkowe płytki ESP32 z https://dl.espressif.com/dl/package_esp32_index.json w Arduino IDE i wybierz właściwe urządzenie: LOLIN/Wemos D1 R1. W przeciwnym razie możesz go „zamurować” na zawsze (przytrafiło mi się…)!

Różne przykłady kodu są dostępne na

W tym celu używamy programu MeteoMex_USB_ThingsBoard_aeria_VOCs.

Ważne: W programie musisz użyć poprawnego adresu URL serwera ThingsBoard i tokena dostępu do swojego urządzenia!

Ponadto musisz zdefiniować swój SSID Wi-Fi i hasło.

Należy również zdecydować o częstotliwości próbkowania, wysyłając dane co 10 minut (w celu monitorowania w czasie rzeczywistym można wysyłać dane co 500 ms).

Krok 5: Obudowa stacji pogodowej

Lokalizacja stacji pogodowej jest ważna: powinna być chroniona przed bezpośrednim słońcem i deszczem. Jednocześnie potrzebna jest wystarczająca wentylacja do pomiaru LZO i warunków atmosferycznych. Idealnie, możesz zamontować MeteoMex blisko gniazdka i w zasięgu swojej sieci WiFi.

W przypadku mieszkania możesz rozważyć różne opcje. Odpowiednie „profesjonalne” pudełko kosztuje ~10 USD, a potrzebujesz więcej plastiku… Zrezygnowałem też z pudełka drukowanego w 3D ze względu na czas, koszty i ochronę środowiska (dostałem w laboratorium drukarkę 3D do prototypowania urządzeń analitycznych). Zamiast tego ponownie użyłem plastikowego kubka po jogurcie. Oczywiście bardzo fantazyjny. Do tej pory jestem całkiem zadowolony z tego rozwiązania: Niski ślad środowiskowy, niski koszt (~1,5 USD, w tym 1L jogurtu) i funkcjonalny.

Krok 6: Monitorowanie online

Gotowy. Jeśli chcesz, możesz udostępnić publiczny pulpit nawigacyjny swojej stacji pogodowej:

Stacja pogodowa IoT z LZO, Irapuato, MX, 1990 m n.p.m.