Cảm biến khí IoT: 7 bước

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:33

Tôi đã muốn tạo ra một Cảm biến gas có thể phát hiện rò rỉ khí gas trong nhà. Cách sử dụng thực tế của nó để đảm bảo bạn không để bếp không có lửa, dẫn đến ngộ độc khí. Một cách sử dụng khác có thể là đảm bảo rằng bạn không nấu quá chín hoặc để chảo trên lửa quá lâu, dẫn đến thức ăn bị than. Điều sau có vẻ khó hơn trong thực tế, và cần phải suy nghĩ thêm về điều này. Vì vậy, tôi đang sử dụng lại khái niệm tương tự với cảm biến Nhiệt độ IoT, để xây dựng dữ liệu sau này trên máy chủ web nhằm tránh rắc rối khi mở các cổng trên bộ định tuyến.

Bước 1: Khái niệm

Ý tưởng là kết nối cảm biến với ESP8266 và theo dõi lượng khí trong không khí. Khi lượng khí đạt đến một ngưỡng nhất định, điều này sẽ kích hoạt báo động (Buzzer). Dữ liệu khí cũng sẽ được tải lên định kỳ lên đám mây (máy chủ web) cho phép truy cập và giám sát khí từ xa. Nếu dữ liệu được thu thập trong cơ sở dữ liệu trong khoảng thời gian, điều này có thể được vẽ trên biểu đồ để hiển thị xu hướng.

Bước 2: Vật liệu được sử dụng

Dưới đây là danh sách các vật liệu được sử dụng trong công trình này:

- ESP8266 - Đây sẽ là bộ não cho phép chúng ta kết nối mọi thứ với internet

- Cảm biến khí MQ-5

- Buzzer

ESP8266 là một mô-đun tuyệt vời cho phép mọi thứ kết nối với internet, cảm biến Gas sử dụng MQ5 cho phép 2 chế độ hoạt động, chế độ Kỹ thuật số và chế độ Analog. Nó cũng cho phép chúng tôi điều chỉnh độ nhạy khí thông qua biến trở trên bo mạch của cảm biến.

Bước 3: Sơ đồ kết nối

Chúng tôi đang kết nối cảm biến Gas MQ-5 với đầu vào Analog (AD0) của ESP8266 như trong sơ đồ. Bộ rung được kết nối với Pin GND và D3.

Trong ví dụ này, chúng tôi đang sử dụng đầu ra tương tự của cảm biến cho phép chúng tôi theo dõi phạm vi khí lớn hơn nhiều. Đầu ra Kỹ thuật số của cảm biến cũng có thể được sử dụng, nhưng điều này phải được hiệu chỉnh đúng cách để đảm bảo rằng nó sẽ cung cấp kích hoạt mong muốn khi một thành phần khí nhất định được phát hiện.

Hình ảnh thứ hai cho thấy kết nối bằng cách sử dụng bảng nguyên mẫu. Chúng tôi đã kết nối bộ cảm biến và bộ rung. ESP8266 được cung cấp bởi 3,3 V. Bo mạch cho phép kết nối USB chuyển đổi 5V thành 3,3 V được sử dụng bởi bo mạch.

Khi điều này được kết nối, bạn có thể kết nối kết nối USB với PC hoặc Mac để cho phép tải lên mã qua Arduino IDE. Nếu bạn không quen thuộc với Arduino IDE, bạn có thể xem bài đăng Các tài liệu hướng dẫn khác của tôi có thể giúp bạn bắt đầu.

Bước 4: Thiết lập máy chủ trang web

Điều kiện tiên quyết: Bạn đã quen với việc thiết lập máy chủ web, tải tệp lên qua ftp, tạo thư mục ảo và tập lệnh máy chủ. Nếu bạn không quen, đừng lo lắng, bạn luôn có thể nhờ người bạn sành sỏi của mình giúp bạn thực hiện bước này.

Tải xuống tệp "IoTGasSensorWebserver.zip" và giải nén tệp này vào thư mục gốc của máy chủ web của bạn bằng phần mềm ftp yêu thích của bạn hoặc vào bất kỳ thư mục ảo nào bạn thích. Trong ví dụ này, tôi giả sử máy chủ web là "https://arduinotestbed.com"

Tập lệnh php mà ESP8266 sẽ gọi được gọi là "gasdata_store.php". trong ví dụ này, chúng tôi giả sử đường dẫn đầy đủ đến tệp này là "https://arduinotestbed.com/gasdata_store.php"

Nếu bạn đã tải lên các tệp một cách chính xác, bạn có thể kiểm tra xem mọi thứ đang hoạt động hay không bằng cách trỏ trình duyệt web của bạn đến liên kết sau "https://arduinotestbed.com/GasData.php"

Bạn sẽ thấy vị trí tương tự như hình trên với vòng quay dữ liệu Gas.

Một điều nữa bạn cần đảm bảo là tệp “gas.txt” cần phải có thể ghi được, vì vậy bạn cần đặt quyền của tệp này thành “666” bằng cách sử dụng lệnh unix sau:

chmod 666 gas.txt

Điều này cũng có thể được thực hiện bằng cách sử dụng phần mềm ftp của bạn hoặc trình quản lý tệp trong webhosting của bạn.

Tệp này là nơi dữ liệu cảm biến sẽ được tải lên bởi ESP8266.

Bước 5: Mã

Sau khi thiết lập xong, bạn có thể mở Arduino IDE và tải xuống bản phác thảo ở trên. Giải nén tệp zip và bạn sẽ có tổng cộng 2 tệp:

- ESP8266GasSensor.ino

- mainPage.h

- settings.h

Đặt tất cả chúng vào cùng một thư mục và chọn "ESP8266GasSensor.ino" trong Arduino IDE, sau đó thực hiện sửa đổi nhỏ đối với mã để trỏ đến đúng vị trí máy chủ web được hiển thị trong hình trên.

Đồng thời sửa đổi dòng sau để phù hợp với tệp trong vị trí máy chủ web của bạn.

String weburi = "/gasdata_store.php"

Sau đó, biên dịch bản phác thảo bằng cách chọn nút "đánh dấu" ở trên cùng của Arduino IDE. Nếu mọi việc suôn sẻ, mã của bạn sẽ được biên dịch thành công.

Bước tiếp theo là tải mã lên ESP8266, để thực hiện việc này, bạn có thể nhấp vào nút "=>" trên giao diện Arduino và thao tác này sẽ tải mã của bạn vào ESP8266. Nếu mọi việc suôn sẻ, bạn nên có một AP (Điểm truy cập) đang hoạt động từ ESP8266 trong lần đầu tiên bạn chạy nó. Tên của AP được gọi là “ESP-GasSensor”.

Cố gắng kết nối với AP này bằng máy tính xách tay hoặc điện thoại di động của bạn, sau đó tìm địa chỉ ip đã được gán cho bạn là gì, bạn có thể thực hiện điều này bằng lệnh “ipconfig” trong windows hoặc lệnh “ifconfig” nếu bạn đang sử dụng Linux hoặc mac. Nếu bạn đang sử dụng iPhone, bạn có thể nhấp vào nút “i” bên cạnh ESP-GasSensor mà bạn đã kết nối. Mở trình duyệt web của bạn và trỏ đến địa chỉ Ip ESP-GasSensor, nếu bạn được chỉ định 192.168.4.10 khi lên, ESP-GasSensor có ip là 192.168.4.1, vì vậy bạn có thể trỏ trình duyệt web của mình tới http: / /192.168.4.1 Bạn sẽ thấy trang cài đặt nơi bạn có thể nhập cấu hình wifi của mình. Khi bạn đã nhập điểm truy cập Wi-Fi kết nối với internet, hãy đánh dấu vào hộp kiểm “cập nhật Cấu hình Wi-Fi” và nhấp vào “cập nhật” để lưu cài đặt vào ESP8266.

Giờ đây, ESP8266 sẽ khởi động lại và cố gắng kết nối với bộ định tuyến WiFi của bạn. Nếu mọi việc suôn sẻ, bạn sẽ thấy dữ liệu khí đốt được cập nhật lên máy chủ web của bạn theo định kỳ. Trong ví dụ này, bạn có thể trỏ trình duyệt của mình tới "https://arduinotestbed.com/GasData.php"

Xin chúc mừng!! nếu bạn quản lý để đạt được phần này. Bạn nên tự vỗ về lưng mình. Bây giờ bạn có thể nói với bạn bè của bạn về cảm biến khí mà bạn có.

Bước 6: Tiếp theo là gì

Bạn có thể muốn hiệu chỉnh lại cảnh báo cảm biến cho phù hợp với nhu cầu của mình.

Điều này không chỉ để hiển thị, nó sẽ kích hoạt và báo động khi ngưỡng khí đạt đến một mức nhất định. Tùy thuộc vào loại cảm biến mà bạn đang sử dụng, bạn sẽ cần phải hiệu chỉnh điều này. Vì vậy, hãy đi lấy một chiếc bật lửa, và hướng chiếc bật lửa về phía bộ cảm biến, và khi không bật lửa, hãy nhấn nút xả khí trên chiếc bật lửa, để khí sẽ chảy đến bộ cảm biến. Điều này sẽ loại bỏ buzzer. Nếu không thì bạn cần kiểm tra xem liệu bài đọc có tăng lên hay không bằng cách nhìn vào máy chủ web. Nếu cách này không hoạt động thì bạn cần kiểm tra kết nối, cảm biến và còi. Nếu mọi việc suôn sẻ, bộ rung sẽ phát ra tiếng ồn.

Ngưỡng trong mã được đặt thành 100, bạn có thể tìm thấy ngưỡng này trong phần sau của mã:

ngưỡng kép = 100;

Hãy thoải mái thay đổi ngưỡng cao hơn hoặc thấp hơn tùy thuộc vào nhu cầu của bạn.

Tôi hy vọng bạn thích dự án này. Nếu bạn thích, vui lòng gửi cho tôi một dòng và bình chọn cho tôi trong cuộc thi IoT và đăng ký blog của tôi để biết các dự án Arduino đơn giản hơn.

Một số suy nghĩ cuối cùng, bạn có thể ghi lại việc đọc khí vào cơ sở dữ liệu bằng sqllite hoặc thứ gì đó mạnh hơn. Điều này sẽ cho phép bạn vẽ biểu đồ tương tự như trên. Không chỉ để trông gọn gàng mà còn giúp bạn hiệu chỉnh các cảm biến. Ví dụ: nếu bạn muốn đặt cái này để theo dõi sự rò rỉ của khí gas trên bếp của bạn, bạn có thể để nó đọc kết quả đo trong vài ngày, sau đó tải xuống phần đọc để xem các mẫu trông như thế nào đối với việc sử dụng bình thường, và sau đó, bạn có thể đặt trình kích hoạt cho các ngoại lệ cho quy tắc, khi việc đọc nằm ngoài bình thường.