Hur man gör en digital luftföroreningsmätare med Arduino?

Den största risken som kan påverka mänskligheten idag är förorening. Idag kommer vi att utforma en luftföroreningsmätare som kommer att användas för att övervaka luftkvaliteten på vår smartphone. Ryggraden i detta projekt är Arduino Board och Blynk Application som enkelt kan laddas ner från Playstore.

Hur man övervakar luftföroreningar på mobilen?

Steg 1: Samla in komponenterna

Att göra en komplett lista över alla komponenter innan du börjar arbeta med något projekt har alltid varit ett utmärkt tillvägagångssätt. Det sparar inte bara mycket tid utan sparar också oss från att fastna någonstans mitt i projektet genom att informera oss om att whar-komponenter är lätt tillgängliga och vilka komponenter som ska köpas från marknaden. Nedan finns en komplett lista över alla komponenter som vi ska använda i vårt projekt. Dessa komponenter är lätt tillgängliga på marknaden.

Steg 2: Design Of The Circuit

Eftersom vi nu vet huvudabstraktet för vårt projekt, och vi också har en komplett lista över alla komponenter som vi ska använda i detta projekt, låt oss gå ett steg längre och se projektets design. Projektet är huvudsakligen uppdelat i två delar. Den första delen är Kontroller och sensoreroch den andra delen är Smartphone-applikation.

Hjärtat i projektet är dess mikrokontroller. Arduino Uno är den mikrokontroller som används. Arduino-kortet är anslutet till Blynk-molnet med en internetanslutning som upprättas med hjälp av Arduino Ethernet Shield. Sensorerna som används i denna föroreningsmätare är nova PM-sensor SDS011, gassensor MQ135 och temperatur och DHT11.

Den smarta mätaren är gjord med en Android-telefon så att alla avläsningar kan ses på mobilskärmen och den här mobilen kan användas för att styra reläerna i hårdvaran. Blynk är en mobilapp som kan användas på Android och IOS. Den är väl utformad och innehåller widgets som lätt kan användas. Denna applikation sparar mycket pengar och tid eftersom hårdvaran på LCD-skärmen och andra komponenter ska köpas från marknaden medan denna applikation är gratis och kan fullgöra den uppgift som ska utföras av dessa hårdvarukomponenter.

Steg 3: Arbeta i kretsen

I det här avsnittet kommer vi att gå igenom en kort studie av hur vår krets fungerar. Vår krets innehåller ett Arduino-kort med en Arduino ethernet-skärm, spänningsregulatorer 7805, temperatur- och fuktighetssensor DHT11, gassensor MQ135, relämoduler och PM2.5-sensor tillsammans med några andra komponenter. Du kan också använda PM10-sensorn istället för PM2.5.

PM står för Partikelmätare. Denna sensor har en blandning av dammpartiklar och vattendroppar. En specifik källa släpper direkt några av dessa partiklar medan en specifik kemisk reaktion används för att producera andra partiklar. Principen för laserspridning i luften används i denna sensor för att detektera suspenderade partiklar i luften. Dessa partiklar kan koncentrera sig från 0,3 till 10 mikron. Denna sensor är robust och ger stabil och känslig data. Den är ansluten över Tx och Rx på Arduino Uno-kortet.

De gassensor fungerar på principen där konduktiviteten ändras med förändringen i koncentrationen av gas. den ger en spänningssignal som en utgång som är direkt relaterad till gaskoncentrationen. Denna sensor är mycket känslig för ammoniak, sulfid och bensenångor, rök och andra skadliga gaser.

Temperatursensorn känner av temperaturen och luftfuktigheten i omgivningen och skickar en spänningssignal till mikrokontrollern. Det är robust och ger data med minimalt fel.

Dessa sensorer samlas ihop med mikrokontrollern och skickar kontinuerligt data till mikrokontrollern. Två apparater, dvs fläkt och ljus, är anslutna till styrenheten via en relämodul. Dessa två kommer att fungera som en larmindikering och kontrollera.

Steg 4: Working Of Blynk

Blynk är en mobilapp som kan laddas ner på både Android och IOS-apparater. Den används för att visa data och visualisera den som skickas till molnet från hårdvarusensorerna. De tre huvudkomponenterna i Blynk är dess mobil-app, Blynk molnoch Blynk-bibliotek.

Blynk-appen är frontend-applikationen som är installerad på mobiltelefonen. Den innehåller olika widgets som låter dig designa spännande projekt. Den här appen är mycket användarvänlig och enkel att använda.

Blynk-molnet är en slags databas som ansvarar för att ansluta hårdvaran till mobilapplikationen. Du kan köra din egen privata Blynk-server lokalt med detta Blynk-moln. Det här molnet är öppen källkod. Tusentals enheter kan anslutas till molnet men den här servern kan bara göras med en Raspberry Pi.

Bibliotek för olika sensorkomponenter finns tillgängliga som används för att ansluta dem till servern. Dessa bibliotek är ansvariga för att kontrollera all data som kommer från sensorerna eller som går ut ur applikationen. När en knapp trycks ned på applikationen skickas en del data till Blynk-molnet och sedan skickas det till motsvarande hårdvara. På samma sätt skickas data från sensorn till molnet med en internetanslutning och hämtas sedan från molnet och visas i mobilapplikationen.

Steg 5: Ansluta kretsen

För närvarande, eftersom vi har alla delar och vi vet exakt vad som är ramens primära arbetsriktlinje, kan vi gå vidare och börja montera våra segment tillsammans. En sak måste komma ihåg att kretsen måste minimeras och segmenten måste vara nära.

1. Ta en Veroboard och gnugga sidan med kopparbeläggningen med ett skrappapper.
2. Placera nu komponenterna noggrant och tillräckligt nära så att kretsens storlek inte blir så stor
3. Klipp bitar av kvinnliga rubriker för varje sensor och placera dem på Veroboard. Alla sensorer kommer att sättas in i dessa kvinnliga rubriker.
4. Anslut försiktigt med lödjärn. Om något misstag görs när du gör anslutningarna, försök att avlasta anslutningen och löd anslutningen igen ordentligt, men i slutändan måste anslutningen vara tät.
5. När alla anslutningar har gjorts gör du ett kontinuitetstest. I elektronik är kontinuitetstestet kontrollen av en elektrisk krets för att kontrollera om strömmen flödar i önskad bana (att det med säkerhet är en total krets). Ett kontinuitetstest utförs genom att ställa in en liten spänning (kopplad i arrangemang med en LED eller uppståndelseskapande del, till exempel en piezoelektrisk högtalare) över det valda sättet.
6. Om kontinuitetstestet klarar betyder det att kretsen är tillräckligt gjord enligt önskemål. Den är nu redo att testas.
7. Anslut batteriet till kretsen.

Steg 6: Komma igång med Arduino

Arduino IDE är en programvara som du kan skriva, felsöka och sammanställa en kod som körs på en Arduino-mikrokontroller. Den här koden laddas upp till mikrokontrollern via denna IDE. Om du inte har någon tidigare erfarenhet av den här programvaran finns det inget att oroa dig för, eftersom hela proceduren för att använda denna programvara ges nedan.

1. Om du inte redan har programvaran installerad, klicka här för att ladda ner programvaran.
2. Anslut ditt Arduino-kort till datorn och öppna Kontrollpanelen. Klicka på Hårdvara och ljud.Nu öppen Enheter och skrivare och hitta porten som kortet är anslutet till. Denna port är annorlunda på olika datorer.
3. Öppna nu Arduino IDE. Från Verktyg ställer du Arduino-kortet till Arduino / Genuino UNO.
4. Från samma verktygsmeny ställer du in portnumret. Detta portnummer ska vara exakt detsamma som det portnummer som observerades tidigare i kontrollpanelen.
5. För att kunna använda Blynk-applikationen och Ethernet-skölden med Arduino IDE måste vi importera speciella bibliotek som gör att vi kan bränna kod på Arduino Uno och använda den. Dessa två bibliotek bifogas i länken nedan. För att inkludera biblioteket, gå till Skiss> Inkludera bibliotek> Lägg till ZIP-bibliotek. En ruta visas. Hitta ZIP-mappen på din dator och klicka på OK för att inkludera mapparna. Detta bibliotek bifogas tillsammans med koden i länken nedan.
6. Ladda ner koden som bifogas nedan och kopiera den till din IDE. Klicka på uppladdningsknappen för att ladda upp koden.

Klicka här för att ladda ner koden.

Steg 7: Konfigurera applikationen

Nu när vi har anslutit kretsen, låt oss ladda ner och installera Blynk-applikationen från Play Store. Följ stegen nedan för att ställa in den digitala instrumentpanelen.

1. Montera Ethernet-skölden på Arduino.
2. Anslut det här kortet till din persondator.
3. Öppna skissen ethernetclient.inooch lägg till IP-adressen till din enhet. Efter att ha gjort detta, ladda upp koden på Arduino-kortet. En google-sökning returneras med denna skiss och resultaten visas på seriemonitorn som en HTML.
4. Öppna skissen ethernetserver.ino och lägg till IP-adressen till vår enhet. Ladda sedan upp denna skiss på ditt Arduino-kort. Denna skiss skapar en webbserver med Arduino och Ethernet-skölden. Nu kommer en HTTP-begäran att besvaras av din enhet. I denna skiss kommer internetwebbläsaren att kunna få den data som skickas av din Arduino via en ethernet-sköld.
5. Se nu till att din mobil har en aktiv Wifi-anslutning. Starta Blynk-programmet som du redan har laddat ner. Skapa ett nytt konto i den här applikationen. Ett konto skapas för att spara dina projekt.
6. När kontot har skapats loggar du in på ditt konto och skapar ett nytt projekt och namnge det som föroreningsmätare. När du har gjort detta väljer du mikrokontrollern som Arduino Uno. Välj din anslutning som Ethernet.
7. När du klickar på Skapa-knappen skickas en autentiseringsnyckel till ditt registrerade e-postmeddelande. Denna autentiseringsnyckel är en unik nyckel som hjälper till att ansluta smarttelefonen till din hårdvara. Klistra in denna autentiseringsnyckel i Arduino-skissnamnen som föroreningar.ino.
8. När detta är gjort, öppna föroreningar.inoskissa i Arduino IDE och ladda upp den på Arduino-kortet.
9. När projektet skapas i Android-applikationen visas en tom duk på skärmen.
10. Tryck var som helst på skärmen. En widget-ruta visas med alla widgets som kan användas i applikationen.
11. Välj Widget-menyn LCD och placera den på huvudlayouten. På samma sätt placera en LED, RTC-widgets, Tryckknapp och en På / Av knapp, på huvudlayouten.
12. När allt är klart, klicka på uppspelningsknappen. I det här spelläget kommunicerar din app med hårdvaran i realtid. Du kommer att kunna se data på LCD-skärmen och styra maskinvarans reläer från din mobil.

Steg 8: Bearbetning av skisser

Koden för detta projekt är mycket komplicerad och indelad i olika skisser. Du måste studera den på djupet för att behålla sekvensen för uppladdning om du vill att ditt projekt ska fungera ordentligt. Några bitar av koden förklaras kort nedan.

1. ethernetclient.ino är en Arduino-skiss som används för att ansluta kortet till webbplatsen “www.Google.com” med en Ethernet-skärm. I denna skiss ingår Mac-adressen till din Ethernet-sköld. Denna MAC-adress anges på klistermärket bakom brädet. Webbplatsen och dess IP, som styrelsen ska anslutas till finns också i denna skiss. I kroppen av ogiltig installation (), styrelsens anslutning till destinationswebbplatsen upprättas. Ett felmeddelande ges om anslutningen misslyckas. I ogiltig slinga ()om det finns inkommande byte från servern läses de och skrivs ut på seriell bildskärm.

2. ethernetserver.inoär en Arduino-skiss som är en enkel webbserver som visar värdet på de analoga ingångsstiften med en Arduino Wiznet Ethernet-skärm. I denna skiss ingår också mac-adressen till din Ethernet-sköld. IP-adressen för det lokala nätverket kommer också att inkluderas här. I ogiltig installation ()seriekommunikationen öppnas och sedan väntar mikrokontrollen på att porten öppnas. När det är gjort väntar mikrokontrollen på att den seriella porten ska anslutas och sedan startas Ethernet-anslutningen. I ogiltig slinga ()mikrokontrollern lyssnar på inkommande klienter. När den inkommande begäran är klar kan ett svar skickas. Så en standard HTTP-svarsrubrik skickas och efter att svaret är slutfört stängs anslutningen automatiskt. Efter detta skickar data som läses från de analoga stiften den som utgång. när all information skickas till webbläsaren stängs anslutningen.

3. BlynkBlink.inoär en Arduino-skiss som används för att ansluta Blynk-appen till hårdvaran. Autentiseringsnyckeln läggs till i den här koden som tillhandahölls av programmet via e-post. i denna skiss ogiltig installation ()ställer in baudhastigheten för mikrokontrollern och den ansluter hårdvaran till Blynk-molnet med autentiseringsnyckeln.

#define BLYNK_PRINT Serial // Aktiverar Serial Monitor #include  #omfatta  #omfatta                   // Denna del är för Ethernet grejer char auth [] = "117a820688214b22b7baf59f8d63c492"; // Sätt din Auth-token här. ogiltig installation () {Serial.begin (9600); // Ställa in överföringshastighet Blynk.begin (auth); // ansluta arduino-kortet till Blynk Cloud. } ogiltig slinga () {Blynk.run (); // Blynk arbetar här}