Mobilny analizator jakości powietrza: 4 kroki

2024 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-30 11:31

W tym artykule znajdziesz tutorial jak zbudować analizator jakości powietrza. Analizator jest przeznaczony do zamontowania w samochodzie podczas podróży, dzięki czemu możemy zbudować bazę danych online gromadzącą wszystkie informacje o jakości powietrza według lokalizacji.

Do jego realizacji wykorzystaliśmy następujące elementy sprzętowe:

-STM32: NUCLEO-N432KC

- wielokanałowy czujnik gazu: Grove 101020088

- optyczny czujnik kurzu - GP2Y1010AU0F

- czujnik wilgotności i temperatury: DHT11

- moduł wisolowy: SFM10R1

Oraz następujące oprogramowanie:

- Mbed

- Ubidoty

- Altium

Krok 1: Opracowanie kodu

Przede wszystkim wykorzystaliśmy Mbed do samodzielnego opracowania kodu dla każdego komponentu.

W przypadku wielokanałowego czujnika gazu, optycznego czujnika kurzu oraz czujnika wilgotności i temperatury wykorzystaliśmy biblioteki czujników i po prostu korzystamy z funkcji, które przekształcają surowe dane na dane użytkowe.

W przypadku czujnika gęstości pyłu musieliśmy zapalić wewnętrzną diodę LED na 0,32 ms i odczytać wartość 0,28 ms po jej włączeniu, a następnie wyłączyć diodę na kolejne 9,68 ms.

Po przetestowaniu każdego czujnika ponownie połączyliśmy wszystkie kody w jeden, aby uzyskać wszystkie wydrukowane pomiary.

Po zebraniu danych są one tłumaczone na liczby całkowite, dzięki czemu można je zakodować w systemie szesnastkowym i wysłać w sieci Sigfox. Następnie wdrożyliśmy moduł Wisol do nawiązania komunikacji z siecią Sigfox.

Krok 2: Sigfox - baza danych

Po odebraniu danych przez Sigfox, dzięki zdefiniowanym callbackom, są one przekierowywane do naszej bazy danych Ubidots. Tam możemy sprawdzić ewolucję poszczególnych miar w czasie.

Krok 3: PCB

Gdy karta działała w LABDEC, konieczne było przeniesienie jej na płytkę drukowaną. W tym celu dostępnych jest kilka programów i platform. Wykorzystaliśmy oprogramowanie Altium ze względu na jego prostotę i wydajność. Altium oferuje tworzenie schematów PCB oraz drukowanie i lutowanie z komponentami.

Tutaj wyjaśniamy w kilku krokach samouczek tworzenia układu elektronicznego.

KROK 1: Stworzenie schematu.

Przede wszystkim należy pobrać biblioteki, które pozwalają uzyskać kartę nukleo, jest ona dostępna pod linkiem:

Następnie możesz utworzyć schemat, dodając NUCLEO i podłącz go do komponentów, GPS, czujnika gazu…

KROK 2: Konwersja na PCB

Przekształć swój schemat PCB w prawdziwą PCB. Po zakończeniu umieść komponenty i NUCLEO tak, aby jak najłatwiej było okablować, kable połączeniowe muszą się jak najmniej krzyżować.

Ta metoda zapewni użycie tylko jednej warstwy okablowania. najlepiej dolną warstwę (lepiej zwiększyć rozmiar połączeń do 50 mil, aby nie mieć przerw lub braku płynności elektrycznej).

KROK 3: Drukowanie PCB.

Po zakończeniu kroków 1 i 2 pojawi się to okno w swoim projekcie Altium.

Następnie musisz utworzyć pliki Gerber, ten krok jest szczegółowo opisany w linku:

Krok 4: Montaż

Na koniec, po przylutowaniu złączy wtykowych, wkładamy nasz układ do puszki wypuszczając czujniki na zewnątrz, aby pozostawały w otaczającym powietrzu.