Trạm thời tiết IoT với giám sát VOCs: 6 bước

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

Trong tài liệu hướng dẫn này, tôi chỉ cách xây dựng một trạm thời tiết Internet-of-Things (IoT) với việc giám sát các Hợp chất hữu cơ dễ bay hơi (VOC). Đối với dự án này, tôi đã phát triển một bộ công cụ Do-It-Yourself (Tự làm). Phần cứng và phần mềm là mã nguồn mở.

Bước 1: MeteoMex Aeria Kit

Bộ MeteoMex aeria (https://www.meteomex.com) có giá khoảng 25 USD và chứa

• 1 Bảng mạch in (PCB).
• 1 cảm biến khí hậu BME280.
• 1 cảm biến CCS811 VOCs
• 1 bộ vi xử lý Wemos D1 R1 mini ESP8266 có WiFi.
• chân tiêu đề.
• 1 Cầu nhảy (J1).

Hơn nữa, bạn sẽ cần một trạm hàn và nguồn điện phù hợp cho thiết bị đã hoàn thiện (USB hoặc 3 x pin AA) và cáp USB để lập trình.

Bước 2: Hàn các thành phần

Bạn phải hàn các tiêu đề và cảm biến trên PCB và Wemos D1 mini. Hãy cẩn thận với hướng chính xác của các cảm biến trên bảng. Để đảm bảo lắp ráp sạch sẽ, tôi sử dụng một breadboard để lắp ráp các bộ phận.

Bước 3: Đăng ký hoặc cài đặt máy chủ ThingsBoard

Để sử dụng ThingsBoard làm nền tảng IoT, bạn cần đăng ký tại https://thingsboard.io hoặc cài đặt máy chủ ThingsBoard của riêng bạn. Có nhiều cách khác nhau để cài đặt Phiên bản Cộng đồng ThingsBoard, ví dụ: trên Máy chủ Linux, Windows, Raspberry Pi, v.v. Tôi đã chọn cài đặt trên máy chủ cá nhân ảo Ubuntu 18.04 LTS:

Trên phiên bản ThingsBoard của bạn, bạn phải đăng nhập với tư cách là người thuê và đăng ký một thiết bị mới để gửi dữ liệu đo từ xa. Thiết bị của bạn sẽ được xác định bằng mã thông báo truy cập của nó.

Trong bước tiếp theo, bạn cần máy chủ: URL cổng và mã thông báo truy cập của thiết bị của bạn.

Bước 4: Lập trình Wemos D1 Mini

Wemos D1 mini có thể được lập trình với Arduino IDE.

Cài đặt các bo mạch bổ sung ESP32 từ https://dl.espressif.com/dl/package_esp32_index.json trong Arduino IDE và chọn đúng thiết bị: LOLIN / Wemos D1 R1. Nếu không, bạn có thể sẽ "đóng gạch" nó mãi mãi (đã xảy ra với tôi..)!

Các ví dụ mã khác nhau có sẵn từ

Đối với hướng dẫn này, chúng tôi sử dụng chương trình MeteoMex_USB_ThingsBoard_aeria_VOCs.

Quan trọng: Trong chương trình, bạn phải sử dụng đúng URL của máy chủ ThingsBoard và mã thông báo truy cập của thiết bị của bạn!

Hơn nữa, bạn cần xác định SSID và mật khẩu WiFi của mình.

Bạn cũng nên quyết định tốc độ lấy mẫu, đăng dữ liệu 10 phút một lần (để theo dõi thời gian thực, bạn có thể gửi dữ liệu sau mỗi 500 mili giây).

Bước 5: Nhà ở của Trạm thời tiết

Vị trí của trạm thời tiết của bạn là quan trọng: Nó phải được bảo vệ khỏi nắng và mưa trực tiếp. Đồng thời, bạn cần thông gió đủ để đo VOC và điều kiện khí quyển. Lý tưởng nhất là bạn có thể gắn MeteoMex gần ổ cắm và trong phạm vi của mạng WiFi của bạn.

Đối với nhà ở, bạn có thể xem xét các lựa chọn khác nhau. Một chiếc hộp 'chuyên nghiệp' phù hợp sẽ có giá ~ 10 USD, và bạn cần nhiều nhựa hơn … Tôi cũng quyết định không chọn hộp in 3D vì lý do thời gian, chi phí và môi trường (tôi có một máy in 3D trong phòng thí nghiệm để tạo mẫu thiết bị phân tích). Thay vào đó, tôi sử dụng lại một cốc đựng sữa chua bằng nhựa. Tất nhiên, một trong những rất ưa thích. Cho đến nay, tôi khá hài lòng với giải pháp này: Ảnh hưởng đến môi trường thấp, chi phí thấp (~ 1,5 USD, bao gồm 1L sữa chua) và chức năng.

Bước 6: Giám sát trực tuyến

Sẵn sàng. Nếu muốn, bạn có thể chia sẻ trang tổng quan công khai của trạm thời tiết của mình:

Trạm thời tiết IoT với VOC, Irapuato, MX, 1, 990 m.a.s.l.