Въведение

🚧 Изградете своя сензор "Направи си сам" и станете част от световната мрежа opendata & civictech.
С DNMS (цифров сензор за измерване на шума) можете сами да измервате шумовото замърсяване.

Вижте оригиналните инструкции и предишните версии на сензора за шум в Github на Хелмут Битер.

Това хранилище съдържа различни настройки за изграждане на сензора с различни видове платки и печатни платки.

Съществуват два различни вида настройки:

• настройка, при която NodeMCU с някои сензори (PM, температура и т.н.) и DNMS са разделени. Платките се наричат AIRROHR V1.4 и DNMS - T4 V1.4
• комбинирана версия на NodeMCU и DNMS на една и съща печатна платка: DNMS - T4+NodeMCU V1.4

Тук е описан само вариантът, при който NODEMCU и DNMS са разделени. Погледнете в Github на Helmut за другите варианти!

В този случай връзката между NodeMCU и DNMS може да бъде дълга до 10 м. Това е важно, тъй като трябва да се намери подходящата позиция за DNMS, за да се получат точни измервания на шума.

Списък за пазаруване

Единични компоненти

• NodeMCU ESP8266 CPU/WLAN

• Развойна платка Teensy 4.0. Други продавачи: EXPTECH, Antratek, PIMORONI

• Digitales Mikrofon ICS-43434

• изключително гъвкави силиконови кабели с диаметър 0,15 mm² (AWG 26) в 6 различни цвята

  
  DNMS (цифров сензор за измерване на шума) може да се комбинира с PM-сензор на airRohr:

• сензор за фини прахови частици SPS30. Други продавачи: TME, SOS electronic. Може да се използва и обичайният SDS011 PM сензор.

• BME280 6-PIN Version, temperature & humidity. Други продавачи: Nettigo, Berrybase

• Кабел

• USB кабел, например: плосък 2 м Micro-USB

• Захранване USB

• Кабелни ремъци

Печатните платки и защитата от атмосферни влияния ще бъдат описани по-долу.

🙌 Чудесно, решихте да закупите частите онлайн! За съжаление доставката може да отнеме от дни до три седмици. Дотогава се наслаждавайте на живота си️.

Драйвер и фърмуер

Вече сме подготвили фърмуера. Трябва само да инсталирате драйвери и да флашнете вашите платки NodeMCU (ESP8266) и Teensy 4.0.

За да комуникирате с вашия ESP8266, се нуждаете от usb2serial драйвери за вашата операционна система.

Чипсетът за NodeMCU v3 обикновено е CH341, просто проверете на гърба на вашия NodeMCU, за да намерите някаква техническа информация. Изберете връзката, която съответства на операционната система на вашия компютър.

Windows

Драйвери за модел V2 (CP2102) за Windows

• Windows 10 - Windows 10 би трябвало да може да ги изтегли автоматично
• Windows 7/8/8.1 - 32-битова версия - не се поддържа 64-битова версия на операционната система

Драйвер за модел V3 (CH340/CH341) за Windows

• Windows - Windows 10 би трябвало да може да ги изтегли автоматично

Извличане на изтегления файл за Windows

• за V2: Отворете папката CP210x и щракнете два пъти върху приложението CP210xVCPInstaller_x64 (или x86)
• за V3: отворете папката CH341SER и щракнете два пъти върху приложението SETUP.

ПХБ и електрически схеми

Най-добрият начин за изграждане на DNMS е да използвате една от нашите печатни платки. Вече има доста производители на печатни платки, които могат да произвеждат платки за няколко долара без минимални количества. Например, JLCPCB. Просто изтеглете нашите електрически схеми и/или Gerber файлове по-долу, качете ги на уебсайта на производителя и поръчайте вашите печатни платки.

AIRROHR V1.4

Изтегляне

• Електрическа схема
• Gerber файл за качване на уебсайта на производителя на печатни платки

DNMS - T4 V1.4

Печатна платка за DNMS Teensy 4.0, която може да се свърже директно към NodeMCU ESP8266 или към горната печатна платка AIRROHR.

Изтегляне

• Електрическа схема
• Gerber файл за качване на уебсайта на производителя на печатни платки

Сглобяване на

⚠️ ВАЖНА ЗАБЕЛЕЖКА Преди сглобяването инсталирайте фърмуера! Вижте раздел firmware flasher.

Микрофонно устройство

Микрофонният блок е базиран на пробивната платка на Pesky Products с MEMS микрофон ICS-43434. Можете да намерите такава платка на Tindie marketplace.

Корпус за блока на микрофона

Корпусът е изработен от полистиренова тръба с диаметър 0,500" (12,7 mm). Този диаметър позволява да се включат директно повечето от калибраторите на устройството.

Прототипът е разработен с тръбата Evergreen No. 236.

След това запоете шестте силиконови кабела. Обърнете внимание с кой извод е свързан кабелът!

Направете краищата на тръбата плътни с помощта на лентата.

Сега можете да напълните тръбата с малко смола. Тази стъпка е задължителна, за да се избегне резонансът и да се получат калибрирани и възпроизводими данни.

Прототипът е разработен с известно количество PURe Isolation ST 33, произведено от Copaltec GmbH.

Спецификации

• Диелектрична якост: 28 kV/mm
• Специфично съпротивление в права посока: 5,8.1014 ома/см
• Повърхностно съпротивление: 1,3.1016 ома
• Съотношение на смесване смола/твърдител: 2 : 1
• Време на варене: 20 à 30 мин.
• Време за втвърдяване: 16 à 30 часа
• Крайно втвърдено състояние: 10 à 14 дни
• Вискозитет (смесен): 500 à 600 mPa.s
• Твърдост по Шор: D 50 до 55 (ISO 868, DIN 53505)
• Топлопроводимост: 0,3 W/mK
• Температури на приложение: - 20 до +130 °C

Трябва да работи и полиуретановата смола UR5545, произведена от Electrolube.

За всяка тръба трябва да са достатъчни 15 g смола.

Когато смолата се втвърди, отстранете лентата. Вашият микрофонен блок е готов.

DNMS Housing

Когато Teensy (DNMS) и NodeMCU (самостоятелен или на печатна платка) са разделени: DNMS и airRohr

Нуждаете се от парче тръба с диаметър 25 mm (например тръба за електрически приложения), съединител, 90° лък и кабелен уплътнител M25 IP68.

Самата тръба трябва да е дълга 160 mm. DNMS изглежда на място в. Корпусът на микрофона се поддържа от кабелния уплътнител.

Лъкът предотвратява навлизането на вода и влага в корпуса, като същевременно пропуска кабела.

DNMS се свързва с втората печатна платка с помощта на кабел RJ12. Ако този кабел е по-дълъг от 250 mm, трябва да използвате удължител I²C.

След като всичко е добре свързано, частите се залепват една за друга.

Резултат:

Печатната платка, носеща NodeMCU, може да бъде поставена във всякакъв вид електрическа кутия.

Защита от атмосферни влияния

Самите корпуси трябва да са водоустойчиви. Само входът за микрофона може да бъде чувствителен. TDK, производителят, е публикувал някои препоръки за уплътняване на MEMS микрофони с долен порт InvenSense от проникване на прах и течности, но компонентите са трудни за намиране и не са тествани.

Абсолютно необходимо е да се инсталира защита от атмосферни влияния под формата на капак от пяна. Ако е необходимо, дори домашна гъба е достатъчна. Съществуват няколко причини за това:

• предпазва от шума от вятъра (който може да увеличи измерванията на децибелите)
• предпазва от пряко изтичане на вода върху микрофона. За да избегнете кондензацията на вода върху микрофона, издърпайте капака назад един удар след монтирането му, за да се създаде малка кухина.
• предпазва от слънчева радиация. Интензивната слънчева светлина може да повлияе на измерените стойности и да намали живота на микрофона.

Тези капаци от пяна обикновено се продават като "капаци за измервателни микрофони". Но те са скъпи. Можете също така да вземете нормално топче от пяна и да изрежете дупка с ножицата.

If you need more ones this source може да ви бъде от полза.

Местоположение на микрофона

Важно е да поставите микрофона на място, което е възможно най-свободно, т.е. на място с възможно най-малко отразяващи звука повърхности. Разстоянието до отразяващите повърхности трябва да е възможно най-голямо. Опитайте се да не монтирате микрофона директно на стената на къщата, тъй като стените отразяват силно звуците. В идеалния случай разстоянието до стената трябва да бъде повече от 1 м. Разбира се, това не винаги е лесно да се осъществи.

При разстояние от около 50 cm от върха на микрофона до стената индуцираната грешка все още е разумна. Добри места са например балкони или парапети на тераси, или малка мачта на покрива.

Можете също така да опитате да поставите микрофона директно на ъгъла на къщата, за да може отраженията частично да се неутрализират взаимно.

Свободно стояща мачта с височина поне 1 м също може да бъде решение, но тогава трябва да внимавате за отражения от земята. Това, разбира се, зависи от подовата настилка.

Важно е също така винаги да се има предвид, че измерваме околния шум. Можем да направим само приблизителна оценка на шумовите емисии от източници като пътища или железопътни линии.

Въпреки това, колкото по-близо сте до източника, толкова по-точна става референцията към него. Подобренията на фърмуера би трябвало да позволят да се получат точни измервания за определен тип шум.

Конфигуриране на

Шумът е в бета версия. Изпращайте въпроси на

Noise@Sensor.Community

Получаване на ID

1. Свържете станцията с USB кабел, за да заредите сензора

2. Станцията се опитва да се свърже с конфигурираната WiFi точка за достъп. Ако това не се получи, сензорът отваря точка за достъп с името Particulate Matter ID , Feinstaubsensor-ID или airRohr-ID. ID е ChipID (например 13597771). Моля, запишете този номер, тъй като той ви е необходим за регистрацията.

3. Свържете се към създадената точка за достъп. Изчакайте, докато връзката бъде установена.
   Android: Ако връзката се прекъсне веднага, може да се наложи да деактивирате опцията "Интелигентно превключване на мрежата" в "Свързвания -> WiFi -> Разширени".

4. Отворете браузъра си и въведете http://192.168.4.1/

⚠️ Забележете Може да са необходими няколко опита, за да се свърже NodeMCU с домашната WiFi мрежа. Моля, не проявявайте нетърпение и опитвайте, докато не се получи. Сензорът може да се конфигурира и чрез смартфон. Ако конфигурирането на сензора е сработило, страницата за конфигуриране вече не е достъпна под този IP адрес 192.168.4.1

Configure the station

1. Под "Configure" (Конфигуриране) въведете SSID (името на вашата домашна WiFi мрежа), ключа за сигурност на мрежата (под Windows) или WiFi паролата.

2. За сензори за шум (DNMS) съгласно това ръководство не са необходими допълнителни промени

3. След натискане на бутона Save (Запази) сензорът ще се рестартира и вече няма да е достъпен по този начин, когато се свързва с WLAN.

Тестване на станцията

Ако не са правени други промени освен въвеждането на данните за WiFi мрежата, след около 10 минути сензорът може да бъде "тестван" на следващите страници. На тези страници трябва да потърсите ChipID (в примера по-горе 13597771).

• Sensordaten
• WLAN-Signal

Регистрация

Регистрирайте устройството си

Отидете на адрес devices.sensor.community, за да регистрирате устройството си и да станете част от мрежата за отворени данни.

Регистър

След като сте влезли в системата, щракнете върху register new device (Регистрирай ново устройство) и попълнете формуляра. Начало -> (Вход) - Сензори -> Регистрирайте сензор

• Вашият записан ChipID на ESP8266 (NodeMCU)
• Вашият имейл адрес (няма да бъде публикуван)
• вашия адрес: Улица с номер на къщата, пощенски код и град. Щракнете върху "Lookup entered address" (Търсене на въведения адрес), за да получите координатите на местоположението (ще бъдат закръглени). Проверете позицията на щифта, променете я, ако е необходимо
• вътрешно име улеснява разделянето, ако имате няколко сензора (например градина, сензор за майка,...)
• околността на станцията - например височина над земята, страна на пътя, висока интензивност на движението, свободно поле или други подобни

Между другото!

Понастоящем не е възможно да се регистрират с помощта на сайта двата сензора PM, температурата/влажността и DNMS, свързани към един NodeMCU. Засега това може да се направи само ръчно чрез изпращане на заявка до tech (at) sensor.community. За подробности вижте issue.

Отстраняване на неизправности

Проблеми с предаването?

Въведете следното в браузъра с вашите собствени данни: https://api-rrd.madavi.de/grafana/d/BYsfp-xGz/dnms?orgId=1&var-chipID=esp8266-[ID]

Идентификаторът [ID] може да бъде търсен и в полето за въвеждане в горния ляв ъгъл https://api-rrd.madavi.de/grafana/d/BYsfp-xGz/dnms?orgId=1

• Регистриран ли е сензорът чрез https://devices.sensor.community/ и вижда ли се сензорът на картата?
  • Слабо ли е било нивото на сигнала на WLAN в миналото? Ето дневника на сигнала от страна на сървъра: https://api-rrd.madavi.de/grafana/d/Fk6mw1WGz/wifi-signal?orgId=1&var-chipID=esp8266-[ID]

Проблеми с USB кабела?

• Проверете захранването: USB кабел
• Рестартирайте системата (изключете захранването, напр. издърпайте USB щепсела)
• Дали конфигурацията на WLAN е наред (сензорът се свързва с конфигурираната WLAN) Ако не:
  • Отваря ли сензорът AP (през първите 2-7 минути след рестартиране)?
  • Потърсете WLAN мрежа airrohr-[ID]. Търпение, може да отнеме 1-2 минути след зареждането на системата.
• Проверете на собствения си маршрутизатор дали сензорът е влязъл в мрежата, след което запомнете IP
  • алтернативно използвайте "Discovery" (Откриване) в flashtool
  • Ако да: свържете се със сензора чрез IP с браузър http://[ip-of-the-sensor]/ , интерфейсът трябва да се появи
  • Ако не: ESP има проблеми, напр. недостатъчно захранване, цикъл на рестартиране или други подобни.
• Свържете USB към компютър и прегледайте дневника
  • Проследяване на текста на серийния интерфейс с програма за сериен терминал (Настройки: бод 9600, 8N1)
    • Linux: screen, minicom, cutecom; Windows: Tera Term; MacOS: screen, minicom, ...
    • Все още са необходими подходящи драйвери за usb2serial, вижте https://github.com/opendata-stuttgart/meta/wiki/Firmware-einspielen
  • Там трябва да можете да видите какво прави сензорът (съобщения за зареждане, връзка с WLAN или AP, измерване - само след 3 минути)

Проблеми с електрониката?

• Извадете електрониката на сензора от корпуса и наблюдавайте

• Проверете/подменете отново захранването

  • Мига ли ESP скоро след рестартиране?
  • Teensy: червен светодиод мига след рестартиране?
  • Проверете/подменете отново кабелите към сензорите

  Шумът е в бета версия. Изпращайте въпроси на

  Noise@Sensor.Community