Introduktion

🚧 Byg din gør-det-selv-sensor, og bliv en del af det verdensomspændende opendata- og civictech-netværk.
Med DNMS (Digital Noise Measuring Sensor) kan du selv måle støjforurening.

Se den oprindelige vejledning og tidligere versioner af støjsensoren på Helmut Bitters Github.

Dette repository indeholder forskellige opsætninger til at bygge sensoren med forskellige typer printkort og PCB'er.

Der er to forskellige former for opsætninger:

• en opsætning, hvor NodeMCU'en med nogle sensorer (PM, temperatur osv.) og DNMS'en er adskilt. PCB'erne hedder AIRROHR V1.4 og DNMS - T4 V1.4
• en kombineret version med NodeMCU og DNMS på samme printkort: DNMS - T4+NodeMCU V1.4

Kun den variant, hvor NODEMCU og DNMS er adskilt, er beskrevet her. Tag et kig på Helmut's Github for de andre varianter!

I dette tilfælde kan forbindelsen mellem NodeMCU og DNMS være op til 10 m lang. Dette er vigtigt, fordi du skal finde den rigtige position for DNMS'en for at opnå nøjagtige støjmålinger.

Indkøbsliste

Enkeltkomponenter

• NodeMCU ESP8266 CPU/WLAN

• Teensy 4.0 udviklingskort. Andre sælgere: EXPTECH, Antratek, PIMORONI

• Digitales Mikrofon ICS-43434

• ultrafleksible silikonekabler med en diameter på 0,15 mm² (AWG 26) i 6 forskellige farver

  
  DNMS (Digital Noise Measuring Sensor) kan kombineres med en airRohr PM-sensor:

• SPS30-fjernstøvsensor. Andre sælgere: TME, SOS electronic. Den sædvanlige SDS011 PM-sensor kan også anvendes.

• BME280 6-PIN Version, temperatur og luftfugtighed. Andre sælgere: Nettigo, Berrybase

• Kabel

• USB-kabel f.eks.: flad 2m Micro-USB

• Strømforsyning USB

• Kabelstropper

PCB'erne og vejrbeskyttelsen vil blive beskrevet nedenfor.

🙌 Fedt, du besluttede dig for at købe delene online! Desværre kan leveringen tage fra dage op til tre uger. Indtil da kan du nyde dit liv️.

Driver & firmware

Vi har allerede forberedt firmwaren. Du skal kun installere drivere og flashe dine NodeMCU (ESP8266) og Teensy 4.0 boards.

For at kommunikere med din ESP8266 har du brug for usb2serial-drivere til dit operativsystem.

Chipsættet til NocdeMCU'er v3 er normalt CH341, du skal bare tjekke bagsiden af din NodeMCU for at finde nogle tekniske oplysninger. Vælg det link, der svarer til operativsystemet på din computer.

Windows

Drivere til model V2 (CP2102) til Windows

• Windows 10 - Windows 10 skulle automatisk kunne downloade disse
• Windows 7/8/8.1 - 32-bit version - **understøtter ikke 64-bit version OS

Driver til model V3 (CH340/CH341) til Windows

• Windows - Windows 10 bør automatisk kunne downloade disse

Udpak den downloadede fil til Windows

• til V2: Åbn mappen CP210x og dobbeltklik på programmet CP210xVCPInstaller_x64 (eller x86)
• for V3: åbn mappen CH341SER og dobbeltklik på programmet SETUP.

PCB'er og kredsløbsdiagrammer

Den bedste måde at bygge DNMS på er at bruge et af vores PCB'er. Der findes efterhånden en hel del PCB-producenter, som kan fremstille printplader for få penge uden minimumsantal. For eksempel JLCPCB. Du skal blot downloade vores kredsløbsdiagrammer og/eller Gerber-filer nedenfor, uploade dem på producentens websted og bestille dine PCB'er.

AIRROHR V1.4

Download

• Circuit diagram
• Gerber-fil til upload på PCB-producentens websted

DNMS - T4 V1.4

PCB til DNMS Teensy 4.0, som kan tilsluttes direkte på en NodeMCU ESP8266 eller på AIRROHR PCB'et ovenfor.

Download

• Circuit diagram
• Gerber-fil til upload på PCB-producentens websted

Saml

⚠️ VIGTIG NOTE Installer firmwaren, før du samler den! Se afsnittet firmware flasher.

Mikrofonenhed

Mikrofonenheden er baseret på Pesky Products breakout board med en MEMS-mikrofon ICS-43434. Du kan finde et sådant board på Tindie marketplace.

Hus til mikrofonenheden

Huset er fremstillet med en .500" (12,7 mm) polystyrenrør. Denne diameter gør det muligt at tilslutte de fleste kalibratorer direkte til enheden.

Prototypen blev udviklet med Evergreen No. 236-slange.

Lodder derefter de seks silikonekabler. Bemærk, hvilken pin kablet er forbundet med!

Sørg for, at rørets yderste ende er tæt med tapen.

Nu kan du fylde røret med noget harpiks. Dette trin er obligatorisk for at undgå resonans og opnå kalibrerede og reproducerbare data.

Prototypen blev udviklet med noget PURe Isolation ST 33 produceret af Copaltec GmbH.

Specifikationer

• Dielektrisk styrke: 28 kV/mm
• Specifik fremadrettet modstand: 5,8.1014 ohm/cm
• Overflademodstand: 1,3.1016 ohm
• Blandingsforhold harpiks/hærder: 2 : 1
• Grydetid: 20 à 30 min.
• Hærdningstid: 16 à 30 timer
• Endelig hærdet tilstand: 10 à 14 dage
• Viskositet (blandet): 500 à 600 mPa.s
• Shore-hårdhed: D 50 til 55 (ISO 868, DIN 53505)
• Varmeledningsevne: 0,3 W/mK
• Anvendelsestemperaturer: - 20 til +130 °C

polyurethanharpiks UR5545 fra Electrolube burde også fungere.

For hver slange er 15 g harpiks nok til hver slange.

Når harpiksen er hærdet, fjernes tapen. Din mikrofonenhed er klar.

DNMS-hus

Når Teensy (DNMS) og NodeMCU'en (standalone eller på PCB) er adskilt: DNMS og airRohr

Du skal bruge et stykke slange med en diameter på 25 mm (f.eks. slange til elektriske applikationer), et stik, en 90°-bue og en M25 IP68-kabelforskruning.

Selve røret skal være 160 mm langt. DNMS ser plads i. Mikrofonhuset fastholdes af kabelforskruningen.

Buen forhindrer vand og fugt i at trænge ind i huset, mens den lader kablet passere.

DNMS er forbundet til det andet printkort med et RJ12-kabel. Hvis dette kabel er længere end 250 mm, skal du bruge en I²C-forlænger.

Når alt er godt forbundet, limes delene sammen.

Resultatet:

PCB'et med NodeMCU'en kan sættes i en hvilken som helst elektrisk boks.

Vejrbeskyttelse

Selve kabinettet skal være vandtæt. Kun mikrofonindgangen kan være følsom. TDK, producenten, har offentliggjort nogle anbefalinger til forsegling af InvenSense MEMS-mikrofoner med bundport mod indtrængen af støv og væske, men komponenterne er svære at finde og blev ikke testet.

Det er absolut nødvendigt at installere en vejrbeskyttelse i form af et skumdæksel. Om nødvendigt er selv en husholdningssvamp tilstrækkelig. Der er flere grunde til dette:

• det beskytter mod vindstøj (som kan øge decibelmålingerne)
• det beskytter mod direkte vandlækage på mikrofonen. For at undgå kondensvand på mikrofonen skal man trække dækslet et stykke tilbage efter montering for at skabe et lille hulrum.
• beskytter mod solstråling. Intensivt sollys kan påvirke de målte værdier og reducere mikrofonens levetid.

Disse skumdæksler sælges normalt som "dæksler til målemikrofoner". Men de er dyre. Du kan også tage en normal skumkugle og klippe et hul med saksen.

If you need more ones this source kan være nyttig.

Placering af mikrofonen

Det er vigtigt at placere mikrofonen i et område så "frit" som muligt, dvs. et sted med så få lydreflekterende overflader som muligt. Afstanden til reflekterende overflader bør være så stor som muligt. Prøv ikke at montere mikrofonen direkte på en husmur, da vægge reflekterer lyden kraftigt. Afstanden til væggen bør ideelt set være mere end 1 m. Dette er naturligvis ikke altid let at realisere.

Med en afstand på ca. 50 cm fra mikrofonens spids til væggen er den inducerede fejl stadig rimelig. Gode steder er f.eks. altaner eller terrassegelænder eller en lille mast på taget.

Du kan også prøve at placere mikrofonen direkte på et hjørne af huset, så refleksionerne delvist ophæver hinanden.

En fritstående mast på mindst 1 m højde kan også være en løsning, men så skal du passe på refleksioner på jorden. Det afhænger naturligvis af gulvbelægningen.

Det er også vigtigt altid at være opmærksom på, at vi måler den omgivende støj. Vi kan kun lave en tilnærmelse af støjemissionen fra kilder som f.eks. veje eller jernbaner.

Men jo tættere man kommer på kilden, jo mere præcis bliver referencen til kilden. Opgraderinger af firmwaren bør derefter kunne give præcise målinger for en identificeret type støj.

Konfigurer

Hent ID

1. Tilslut stationen med et USB-kabel for at sætte sensoren i gang

2. Stationen forsøger at oprette forbindelse til det konfigurerede WiFi-adgangspunkt. Hvis dette ikke virker, åbner sensoren et adgangspunkt med navnet Particulate Matter ID , Feinstaubsensor-ID eller airRohr-ID. ID'et er ChipID (f.eks. 13597771). Notér venligst dette nummer, da du skal bruge det til registreringen

3. 3. Opret forbindelse til det oprettede adgangspunkt. Vent, indtil forbindelsen er etableret.
      Android: Hvis forbindelsen afbrydes med det samme, skal du muligvis deaktivere indstillingen "Smart network switch" under "Connections -> WiFi -> Advanced
4. 4. Åbn din browser, og skriv http://192.168.4.1/

⚠️ Bemærk Det kan tage et par forsøg, før NodeMCU'en opretter forbindelse til hjemmets WiFi-netværk. Bliv venligst ikke utålmodig og prøv, indtil det virker. Sensoren kan også konfigureres via en smartphone. Hvis konfigurationen af sensoren har fungeret, er konfigurationssiden ikke længere tilgængelig under denne IP 192.168.4.1

Konfigurer stationen

1. Indtast under "Configure" SSID (navnet på dit WiFi-hjemmenetværk), netværkssikkerhedsnøglen (under Windows) eller WiFi-adgangskoden.

2. For støjsensorer (DNMS) i henhold til denne manual er der ikke behov for yderligere ændringer

3. Når du trykker på gem, genstarter sensoren og er ikke længere tilgængelig på denne måde, når den opretter forbindelse til WLAN.

Test stationen

Hvis der ikke er foretaget andre ændringer end indtastning af WiFi-netværksdata, kan sensoren "testes" på de følgende sider efter ca. 10 minutter. På disse sider skal du søge efter ChipID'et (i eksemplet ovenfor 13597771).

• Sensordaten
• WLAN-Signal

Registrer

Registrer dig selv

Gå til devices.sensor.community for at registrere din enhed og blive en del af det åbne datanetværk.

Registrer din enhed

Når du er logget ind, skal du klikke på "Registrer ny enhed" og udfylde formularen. Hjem -> (Log ind) - Sensorer -> Registrer sensor

• dit noterede ChipID for ESP8266 (NodeMCU)
• din e-mail-adresse (vil ikke blive offentliggjort)
• din adresse: Gade med husnummer, postnummer og by. Klik på "Lookup entered address" for at få placeringskoordinaterne (vil blive afrundet). Kontroller positionen af pin'en, og ændr den om nødvendigt
• internt navn gør det lettere at adskille, hvis du har flere sensorer (f.eks. have, sensor til mor,...)
• stationens omgivelser - f.eks. højde over jorden, side af vejen, høj trafikmængde, fri mark eller lignende

Forresten!

I øjeblikket er det ikke muligt at registrere ved hjælp af webstedet både PM-sensor, temp/fugt og DNMS-sensor tilsluttet til en NodeMCU. Indtil videre kan det kun gøres manuelt ved at sende en anmodning til tech (at) sensor.community. Se issue for nærmere oplysninger.

Fejlfinding

Overførselsproblemer?

Indtast følgende i browseren med dine egne data: https://api-rrd.madavi.de/grafana/d/BYsfp-xGz/dnms?orgId=1&var-chipID=esp8266-[ID]

Der kan også søges efter [ID] i indtastningsfeltet i øverste venstre hjørne https://api-rrd.madavi.de/grafana/d/BYsfp-xGz/dnms?orgId=1

• Er sensoren registreret via https://devices.sensor.community/, og er sensoren synlig på kortet?
  • Var WLAN-signalniveauet svagt tidligere? her er signalloggen på serversiden: https://api-rrd.madavi.de/grafana/d/Fk6mw1WGz/wifi-signal?orgId=1&var-chipID=esp8266-[ID]

Problemer med USB-kabel?

• Kontroller strømforsyningen: USB-kabel
• Genstart (afbryd strømforsyningen, f.eks. træk USB-stikket ud)
• Er WLAN-konfigurationen OK (sensoren opretter forbindelse til det konfigurerede WLAN) Hvis ikke:
  • åbner sensoren et AP (i de første 2-7 minutter efter en genstart)?
  • Kig efter airrohr-[ID] WLAN-netværk. Tålmodighed, det kan tage 1-2 minutter efter opstart.
• Tjek på din egen router, om sensoren er logget ind på netværket, så husk IP
  • alternativt brug "Discovery" i flashtool
  • Hvis ja: forbind til sensoren via IP med en browser http://[ip-of-the-sensor]/ , grænsefladen bør vises
  • Hvis nej: ESP'en har problemer, f.eks. utilstrækkelig strømforsyning, reboot loop eller lignende
• Tilslut USB til en computer, og se loggen
  • Spor tekst på den serielle grænseflade med et serielt terminalprogram (indstillinger: baud 9600, 8N1)
    • Linux: screen, minicom, cutecom; Windows: Tera Term; MacOS: skærm, minicom, ...
    • evt. er der stadig brug for passende usb2serial-drivere, se https://github.com/opendata-stuttgart/meta/wiki/Firmware-einspielen
  • Der skulle du kunne se, hvad sensoren laver (opstartmeddelelser, WLAN-forbindelse eller AP, måling - først efter 3 minutter)

Elektronikproblemer?

• Fjern sensorelektronikken fra huset og observer

• Kontroller/udskift strømforsyningen igen

  • blinker ESP kort efter genstart?
  • Teensy: rød LED blinker efter genstart?
  • kontrollér/udskift kablerne til sensorerne igen

  Noise er i betaversion. Send spørgsmål til

  Noise@Sensor.Community