Airduino: Monitor Kualiti Udara Bergerak: 5 Langkah

2025 Pengarang: John Day | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2025-01-23 15:00

Selamat datang ke projek saya, Airduino. Nama saya Robbe Breens. Saya belajar teknologi multimedia dan komunikasi di Howest di Kortrijk, Belgium. Pada akhir semester kedua, kita harus membuat peranti IoT, yang merupakan kaedah terbaik untuk menyatukan semua kemahiran pembangunan yang telah diperoleh sebelumnya untuk membuat sesuatu yang berguna. Projek saya adalah monitor kualiti udara mudah alih yang dipanggil Airduino. Ia mengukur kepekatan zarah di udara dan kemudian mengira AQI (Indeks Kualiti Udara). AQI ini dapat digunakan untuk menentukan risiko kesehatan, yang disebabkan oleh kepekatan zarah di udara yang diukur, dan langkah-langkah yang harus diambil oleh pemerintah daerah untuk melindungi warganya dari risiko kesihatan ini.

Penting juga untuk diperhatikan bahawa peranti ini mudah alih. Pada masa ini, terdapat ribuan alat pemantauan kualiti udara statik di seluruh Eropah. Mereka mempunyai kelemahan besar kerana mereka tidak dapat dipindahkan setelah produk dalam talian. Peranti mudah alih membolehkan pengukuran kualiti udara di beberapa lokasi, dan walaupun bergerak (gaya tampilan jalan google). Ia juga menyokong ciri lain, seperti mengenal pasti masalah kualiti udara tempatan yang kecil (seperti jalan yang kurang berventilasi) misalnya. Menyediakan begitu banyak nilai dalam pakej kecil inilah yang menjadikan projek ini menarik.

Saya menggunakan Arduino MKR GSM1400 untuk projek ini. Ini adalah papan Arduino rasmi dengan modul u-blox yang membolehkan komunikasi selular 3G. Airduino dapat mendorong data yang dikumpulkan ke pelayan pada bila-bila masa dan dari mana sahaja. Modul GPS juga membolehkan peranti mencari lokasi dan mengukur lokasi.

Untuk mengukur kepekatan PM (zarah), saya menggunakan persediaan sensor optik. Sensor dan pancaran cahaya saling bersudut. Semasa zarah melintas di depan cahaya, beberapa cahaya dipantulkan ke arah sensor. Sensor mendaftarkan nadi selama zarah memantulkan cahaya ke sensor. Sekiranya udara bergerak pada kelajuan yang konsisten, panjang nadi ini membolehkan kita mengira diameter zarah. Sensor jenis ini menawarkan cara yang cukup murah untuk mengukur PM. Juga penting untuk diperhatikan bahawa saya mengukur dua jenis PM; Bahan zarah yang mempunyai diameter lebih kecil daripada 10 µm (PM10), dan dengan diameter lebih kecil daripada 2.5 µm (PM2, 5). Sebab mereka dibezakan adalah kerana bahan zarah semakin kecil, risiko kesihatan menjadi lebih besar. Zarah yang lebih kecil akan menembusi paru-paru lebih dalam, yang boleh menyebabkan lebih banyak kerosakan. Oleh itu, kepekatan PM2, 5 yang tinggi akan memerlukan langkah yang lebih banyak atau berbeza daripada dengan tahap PM10 yang tinggi.

Saya akan menunjukkan kepada anda langkah demi langkah bagaimana saya membuat peranti ini dalam catatan Instructables ini

Langkah 1: Mengumpulkan Bahagian

Perkara pertama yang pertama, kita harus memastikan bahawa kita mempunyai semua bahagian yang diperlukan untuk membuat projek ini. Di bawah ini anda dapat mencari senarai semua komponen yang saya gunakan. Anda juga boleh memuat turun senarai yang lebih terperinci dari semua komponen di bawah langkah ini.

• Arduino MKR GSM 1400
• Arduino Mega ADK
• Raspberry pi 3 + kad mikro sd-16GB
• NEO-6M-GPS
• TMP36
• Transistor BD648
• 2 x kipas pi
• Perintang 100 Ohm
• Kabel pelompat

• 3.7V adafruit bateri Li-Po yang boleh dicas semula

• Antena GSM Dipole
• Antena GPS pasif

Secara keseluruhan saya membelanjakan sekitar € 250 untuk bahagian ini. Ini pastinya bukan projek yang paling murah.

Langkah 2: Membuat Litar

Saya merancang PCB (papan litar bercetak) untuk projek ini dalam helang. Anda boleh memuat turun fail kerber (fail yang memberikan arahan kepada mesin yang akan membina PCB) di bawah langkah ini. Anda kemudian boleh menghantar fail ini ke pengeluar PCB. Saya sangat mengesyorkan JLCPCB. Apabila anda mendapatkan papan anda, anda boleh menyolder komponen dengan mudah menggunakan skema elektrik di atas.

Langkah 3: Mengimport Pangkalan Data

Kini tiba masanya untuk membuat pangkalan data sql di mana kita akan menyimpan data yang diukur.

Saya akan menambah dump sql di bawah langkah ini. Anda perlu memasang mysql pada Raspberry pi dan kemudian mengimport dump. Ini akan membuat pangkalan data, pengguna dan jadual untuk anda.

Anda boleh melakukannya dengan menggunakan klien mysql. Saya sangat mengesyorkan MYSQL Workbench. Pautan akan membantu anda memasang mysql dan mengimport dump sql.

Langkah 4: Memasang Kod

Anda boleh mendapatkan kod di github saya atau memuat turun fail yang dilampirkan pada langkah ini.

Anda perlu:

pasang apache pada raspberry pi dan masukkan fail frontend ke dalam folder root. Antaramuka kemudian akan dapat diakses di rangkaian tempatan anda

• Pasang semua python pakej yang diimport ke aplikasi backend. Anda kemudian dapat menjalankan kod backend dengan jurubahasa python utama atau yang maya.
• Portkan 5000 port pi raspberry anda supaya arduino dapat berkomunikasi dengan backend.
• Muat naik kod arduino ke arduino. Pastikan anda menukar alamat Ip dan maklumat pengendali rangkaian kad SIM anda.

Langkah 5: Membina Kes

Untuk kes ini, perkara yang paling penting ialah ia membolehkan aliran udara yang baik melalui peranti. Ini jelas diperlukan untuk memastikan bahawa pengukuran yang dibuat di dalam perangkat dapat ditunjukkan untuk udara di luar peranti. Kerana alat ini dimaksudkan untuk digunakan di luar, ia juga harus tahan hujan.

Untuk melakukan ini, saya membuat lubang udara di bahagian bawah casing. Lubang udara juga dipisahkan dalam petak yang berbeza dari elektronik. Ini membuatnya sehingga air harus naik (yang tidak dapat) untuk mencapai elektronik. Saya menjaga lubang untuk port USB arduino dengan getah. Supaya ia menutup diri apabila tidak digunakan.