Màn hình cảm biến CO2 Plug & Play với NodeMCU / ESP8266 cho trường học, trường mẫu giáo hoặc nhà của bạn: 7 bước

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:30

Tôi sẽ chỉ cho bạn cách nhanh chóng xây dựng một cảm biến CO2 plug & play nơi tất cả các yếu tố của dự án sẽ được kết nối với dây DuPont.

Sẽ chỉ có 5 điểm cần hàn, bởi vì tôi đã không hàn trước dự án này cả.

Cảm biến sẽ có màn hình hiển thị các giá trị đo được sau mỗi 5 giây bằng phông chữ Helvetica đủ lớn.

Vỏ ngoài sẽ được làm bằng máy cắt laser từ ván ép đơn giản 4mm. Tất cả các yếu tố sẽ được dán lại với nhau. Một thùng chứa được làm sẵn có thể là một lựa chọn thay thế. Màn hình và cảm biến sẽ được giữ cố định bằng băng keo.

Mã của dự án này được ghép lại với nhau từ 2-3 mã mẫu mà tôi đã có. Nó không phức tạp hay đẹp nhưng vì tôi không biết gì về mã hóa kể từ 2 tuần trước, tôi nghĩ nó khá chắc chắn.

Điều hoàn hảo về thiết lập này là khi mã được tải trên NodeMCU / ESP8266, nó sẽ tự động khởi động khi nguồn được kết nối với nguồn và chạy miễn là bo mạch có nguồn.

Trong trường hợp bạn không có ổ cắm điện, NodeMCU / ESP8266 có thể chạy bằng pin trong thời gian dài.

Cảm biến đã được đặt trong một lớp học tiểu học và đã hoạt động hoàn hảo trong một vài ngày cho đến nay. Nó cung cấp cơ sở cho thời điểm cần mở cửa sổ để đón không khí trong lành vào.

Quân nhu

Bạn sẽ cần các nguồn cung cấp sau:

- Mỏ hàn tốt có thể điều chỉnh nhiệt độ và một đầu rất nhỏ

- Hàn (không chì)

- Làm sạch dây cho mỏ hàn

- Băng vịt

- Trạm hàn tay thứ ba với kính lúp

- Cáp Micro USB (từ điện thoại thông minh)

- Bộ sạc điện thoại thông minh (5V, 1A)

- Dây nhảy Dupont 20cm - 2, 54mm từ nữ đến nam 6, 99 Euro

- Dây nhảy Dupont 20cm - 2, 54mm từ nữ đến nữ - 4, 99 Euro

- Cảm biến SGP30 TVOC / eCO2 - 25 Euro

- 0, 96 “Màn hình OLED I2C (SSD1306) 128x64 Pixel - 6, 29 Euro (3 Gói 12, 49 Euro)

- Bo mạch NodeMCU LUA Amica Module V2 ESP8266 - 5, 99 Euro (3 Gói 13, 79 Euro)

- Bảng đột phá I / O NodeMCU - 4, 50 Euro

- Tấm ván ép 4mm - 2 dây buộc zip nhỏ (không hiển thị trong hình của tôi)

Bước 1: Hàn cảm biến SGP30

Các chân kết nối của cảm biến cần được hàn. Đặt mỏ hàn của bạn ở nhiệt độ cần thiết cho dây hàn của bạn và hàn các chân vào bảng.

Có một hướng dẫn tốt cho việc này trên trang web Adafruit -

Điều này đã giúp tôi rất nhiều.

Để cảm biến nguội bớt sau khi hàn và chuẩn bị dây jumper, NodeMCU và bảng Breakout cho bước tiếp theo.

Có các bảng cảm biến SGP30 có sẵn các kết nối của chúng đã được cài đặt sẵn - tất cả chúng đều sử dụng cùng một cảm biến CO2 và có thể thuận tiện hơn khi sử dụng vì chúng thực sự là plug & play (không cần hàn)

Bước 2: Kết nối NodeMCU với Breakout Board

Lấy NodeMCU và bảng Breakout và một dây DuPont màu xanh từ nữ cho nam.

Kết nối đầu cắm cái với chân NodeMCU D1 và đầu đực vào bảng Breakout D1.

Bây giờ lấy đầu dây DuPont màu cam cho đầu dây đực và kết nối đầu cắm cái với chân NodeMCU D2 và đầu nam với bảng Breakout D2.

Các dây này đảm bảo kết nối dữ liệu I2C được thiết lập.

D1 đại diện cho SCL

D2 đại diện cho SDA

trên các thiết bị I2C.

Để cung cấp nguồn từ NodeMCU cho bảng Breakout, hãy

- dây màu đỏ nữ với nam, nối nam với chân 3V3 và nữ với 3V trên bảng Breakout

- dây đen nữ với nam, kết nối nam với chân GND và dây nữ với GND trên bảng Breakout

Bước cuối cùng, hãy kết nối cáp microUSB với NodeMCU, cắm đầu kia vào bộ sạc điện thoại thông minh (5V, 1A) và cắm bộ sạc vào ổ cắm 220 Volt.

Nếu bạn đã kết nối mọi thứ một cách chính xác, đèn led màu xanh lam trên bảng Breakout sẽ sáng lên

Bước 3: Kết nối Màn hình OLED với Bảng đột phá

Ngắt kết nối cáp microUSB khỏi bo mạch NodeMCU

Cầm lấy

- Màn hình I2C OLED 0, 96 “(SSD1306)

- 4 dây cái đến cái (đỏ, đen, cam và xanh)

Kết nối bảng Breakout để hiển thị

- màu xanh lam đối với D1 và SCL

- màu cam sang D2 và SDA

- màu đỏ đến 3V và VCC

- màu đen đối với GND và GND

Bước 4: Kết nối Cảm biến CO2 SGP30 với Bảng đột phá

Đi dây jumper dành cho nữ và nữ và kết nối bảng đột phá với cảm biến SGP30

- dây màu vàng từ D1 đến SCL

- dây màu xanh lá cây từ D2 đến SDA

- dây đen từ GND sang GND

- dây đỏ từ 3V đến VIN

Bước 5: Xây dựng Bao vây & Cài đặt Màn hình và Cảm biến

Nếu bạn muốn tạo bao vây của riêng mình, hãy truy cập makercase.com, chọn hộp bạn thích và nhập kích thước cũng như độ dày của ván ép của bạn. Tải xuống tệp.dxf để cắt laser

Kích thước của tôi là 120 x 80 x 80mm (số đo bên trong) cho ván ép 4mm - Tôi đã cung cấp tệp cơ bản để sử dụng trong phần mềm máy cắt laser của bạn và thêm các lỗ cho

- Cảm biến

- Trưng bày

- kết nối nguồn microUSB cho NodeMCU

- lỗ thoát hơi trên đỉnh của vỏ

Cắt gỗ dán 4mm bằng laser và dán keo với nhau bằng keo dán gỗ

Khoan 2 lỗ bằng mũi khoan gỗ 3mm để gắn bảng NodeMCU với dây buộc zip vào tường bên để tránh trượt khi cắm cáp nguồn microUSB

Gắn màn hình và cảm biến vào bảng điều khiển phía trước bằng băng keo - đây là cách lười biếng;)

Keo phần còn lại của các bức tường với nhau và sử dụng dây cao su để giữ mọi thứ lại với nhau cho đến khi keo khô. Không dán từ trên xuống hộp vì bạn muốn có thể truy cập vào thiết lập của mình và thay đổi / thêm các thành phần

Nếu bạn không có máy cắt laser, hãy mua hộp / hộp đựng bằng nhựa trong suốt giá rẻ, khoan lỗ cho cảm biến, dây buộc bảng NodeMCU và cáp nguồn microUSB

Bước 6: Thiết lập hội đồng quản trị

Nếu bạn chưa quen với lập trình NodeMCU và chưa cài đặt Arduino IDE, hãy truy cập https://www.arduino.cc/en/pmwiki.php?n=Guide/Windo… và làm theo hướng dẫn dành cho Windows

Khởi động Arduino IDE và thiết lập bảng của bạn trong ứng dụng. Trong trường hợp của tôi, đó là NodeMCU LUA Amica V2 với Chip CP2102 đảm bảo giao tiếp USB thông suốt với Surface 10 của tôi.

Điều đầu tiên bạn cần làm là cài đặt lõi ESP8266. Để cài đặt nó, hãy mở Arduino IDE và đi tới:

Tệp> Tùy chọn và tìm trường "URL trình quản lý bảng bổ sung". Sau đó sao chép url sau: https://arduino.esp8266.com/stable/package_esp826… Dán liên kết này vào trường "URL trình quản lý bảng bổ sung". Nhấp vào nút OK. Sau đó đóng Arduino IDE.

Kết nối NodeMCU với máy tính của bạn qua cổng USB. Đèn led trên bảng Breakout sẽ sáng và vẫn sáng. Nó có màu xanh trong các chuyến dã ngoại của tôi.

Mở lại Arduino IDE và đi tới: Tools> Board> Boards Manager Một cửa sổ mới sẽ mở ra, nhập "esp8266" vào trường tìm kiếm và cài đặt bo mạch có tên "esp8266" từ "Cộng đồng ESP8266" Bây giờ bạn đã cài đặt lõi ESP8266. Để chọn bo mạch NodeMCU LUA Amica V2, hãy chuyển đến: Tools> Board> NodeMCU 1.0 (ESP - 12E Module) Để tải mã phác thảo lên thẻ NodeMCU, trước tiên hãy chọn cổng mà bạn đã kết nối thẻ.

Đi tới: Công cụ> Cổng> {tên cổng} - có thể là COM3

Tải ổ đĩa cho màn hình OLED của bạn. Trong trường hợp này, tôi đang sử dụng thư viện u8g2. Để tải xuống thư viện, hãy đi tới Công cụ> Quản lý Thư viện. Trong một cửa sổ mới mở ra, hãy nhập “u8g2” vào trường tìm kiếm và cài đặt thư viện “U8g2” từ “oliver”.

Việc cài đặt rất dễ dàng. Chỉ cần nhấp vào nút "Cài đặt" xuất hiện khi bạn di chuyển chuột qua kết quả tìm kiếm.

Bây giờ lặp lại các bước tương tự để tải và cài đặt thư viện cảm biến CO2 SGP30. Tên của thư viện là Adafruit_SGP30

Bước 7: Sẵn sàng Lái thử và Sử dụng Cảm biến CO2 của bạn

Mở mã được cung cấp trong Arduino IDE. Sau khi mã được tải, nó sẽ được hiển thị trong một cửa sổ riêng biệt.

Nhấn vào dấu kiểm để biên dịch mã và tải nó vào bảng của bạn.

Nếu bạn đã kết nối mọi thứ một cách chính xác, màn hình sẽ hiển thị "CO2" và giá trị "400". Cảm biến đang tự khởi tạo và sau 30 giây, cảm biến sẵn sàng đo các giá trị thực sau mỗi 5 giây.

Hít thở nhẹ nhàng trên cảm biến và đợi giá trị được hiển thị trên màn hình.

Xin chúc mừng - bạn đã tạo ra nó và tự mình chế tạo cảm biến CO2 !!

Bây giờ, hãy ngắt kết nối cáp USB khỏi máy tính, cắm nó vào bộ sạc và đến phòng, trường học hoặc vườn trẻ nơi bạn muốn sử dụng cảm biến của mình.

Sau khi cắm bộ sạc vào ổ điện, sẽ mất 30 giây để cảm biến sẵn sàng. Sau đó, cảm biến sẽ cho bạn biết khi nào cần mở cửa sổ. Bạn sẽ muốn làm điều này ở các giá trị trên 650 (các giá trị được đo bằng ppm)