Εισαγωγή

🚧 Κατασκευάστε τον DIY αισθητήρα σας και γίνετε μέρος του παγκόσμιου δικτύου opendata & civictech.
Με τον DNMS (Ψηφιακός αισθητήρας μέτρησης θορύβου) μπορείτε να μετρήσετε μόνοι σας τη ρύπανση από θόρυβο.

Δείτε τις αρχικές οδηγίες και τις προηγούμενες εκδόσεις του αισθητήρα θορύβου στο Github του Helmut Bitter.

Αυτό το αποθετήριο περιέχει διαφορετικές ρυθμίσεις για την κατασκευή του αισθητήρα με διαφορετικά είδη πλακέτας και PCB.

Υπάρχουν δύο διαφορετικά είδη ρυθμίσεων:

• μια ρύθμιση όπου το NodeMCU με ορισμένους αισθητήρες (PM, θερμοκρασία κ.λπ.) και το DNMS είναι χωριστά. Οι πλακέτες ονομάζονται AIRROHR V1.4 και DNMS - T4 V1.4.
• μια συνδυασμένη έκδοση του NodeMCU και του DNMS στην ίδια πλακέτα: DNMS - T4+NodeMCU V1.4

Εδώ περιγράφεται μόνο η παραλλαγή όπου το NODEMCU και το DNMS είναι χωριστά. Ρίξτε μια ματιά στο Github του Helmut για τις άλλες παραλλαγές!

Σε αυτή την περίπτωση, η σύνδεση μεταξύ του NodeMCU και του DNMS μπορεί να έχει μήκος έως και 10m. Αυτό είναι σημαντικό επειδή πρέπει να βρείτε τη σωστή θέση για το DNMS για να λάβετε ακριβείς μετρήσεις θορύβου.

Κατάλογος αγορών

Μεμονωμένα εξαρτήματα

• NodeMCU ESP8266 CPU/WLAN

• αναπτυξιακή πλακέτα Teensy 4.0. Άλλοι πωλητές: EXPTECH, Antratek, PIMORONI

• Digitales Mikrofon ICS-43434

• εξαιρετικά εύκαμπτα καλώδια σιλικόνης με διάμετρο 0,15mm² (AWG 26) σε 6 διαφορετικά χρώματα

  
  Ο αισθητήρας DNMS (ψηφιακός αισθητήρας μέτρησης θορύβου) μπορεί να συνδυαστεί με έναν αισθητήρα airRohr PM-Sensor:

• αισθητήρα λεπτής σκόνης SPS30. Άλλοι πωλητές: TME, SOS electronic. Μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί ο συνήθης SDS011 PM sensor.

• BME280 6-PIN έκδοση, θερμοκρασία και υγρασία. Άλλοι πωλητές: Nettigo, Berrybase

• Καλώδιο

• Καλώδιο USB π.χ.: Micro-USB επίπεδη 2m

• Τροφοδοτικό USB

• ιμάντες καλωδίου

Οι πλακέτες και η προστασία από τις καιρικές συνθήκες θα περιγραφούν παρακάτω.

🙌 Υπέροχα, αποφασίσατε να αγοράσετε τα εξαρτήματα online! Δυστυχώς, η παράδοση μπορεί να διαρκέσει από ημέρες έως και τρεις εβδομάδες. Μέχρι τότε απολαύστε τη ζωή σας️.

Πρόγραμμα οδήγησης & υλικολογισμικό

Έχουμε ήδη προετοιμάσει το υλικολογισμικό. Το μόνο που πρέπει να κάνετε είναι να εγκαταστήσετε τους οδηγούς και να φλασάρετε τις πλακέτες NodeMCU (ESP8266) και Teensy 4.0.

Για να επικοινωνήσετε με το ESP8266 σας χρειάζεστε usb2serial οδηγούς για το λειτουργικό σας σύστημα.

Το chipset για τα NocdeMCUs v3 είναι συνήθως το CH341, απλά ελέγξτε το πίσω μέρος του NodeMCU σας για να βρείτε κάποιες τεχνικές πληροφορίες. Επιλέξτε το σύνδεσμο που αντιστοιχεί στο λειτουργικό σύστημα του υπολογιστή σας.

Windows

Οδηγούς για το μοντέλο V2 (CP2102) για Windows

• Windows 10 - Τα Windows 10 θα πρέπει να μπορούν να τα κατεβάσουν αυτόματα.
• Windows 7/8/8.1 - Έκδοση 32-bit - δεν υποστηρίζει έκδοση 64-bit του λειτουργικού συστήματος

Πρόγραμμα οδήγησης για το μοντέλο V3 (CH340/CH341) για Windows

• Windows - Τα Windows 10 θα πρέπει να μπορούν να τα κατεβάσουν αυτόματα

Αποσυμπιέστε το αρχείο που κατεβάσατε για τα Windows

• για το V2: Ανοίξτε το φάκελο CP210x και κάντε διπλό κλικ στην εφαρμογή CP210xVCPInstaller_x64 (ή x86)
• για V3: ανοίξτε το φάκελο CH341SER και κάντε διπλό κλικ στην εφαρμογή SETUP.

PCB και κυκλωματικά διαγράμματα

Ο καλύτερος τρόπος για να κατασκευάσετε το DNMS είναι να χρησιμοποιήσετε μία από τις πλακέτες μας. Υπάρχουν πλέον αρκετοί κατασκευαστές PCB που μπορούν να παράγουν πλακέτες κυκλωμάτων για λίγα δολάρια χωρίς ελάχιστες ποσότητες. Για παράδειγμα, JLCPCB. Απλά κατεβάστε τα κυκλωματικά μας διαγράμματα και/ή τα αρχεία Gerber που ακολουθούν, ανεβάστε τα στην ιστοσελίδα του κατασκευαστή και παραγγείλτε τις πλακέτες σας.

AIRROHR V1.4

Λήψη

• Κυκλωματικό διάγραμμα
• Αρχείο Gerber για μεταφόρτωση στον ιστότοπο του κατασκευαστή της πλακέτας

DNMS - T4 V1.4

PCB για το DNMS Teensy 4.0 που μπορεί να συνδεθεί απευθείας σε ένα NodeMCU ESP8266 ή στο παραπάνω PCB AIRROHR.

Λήψη

• Κυκλωματικό διάγραμμα
• Αρχείο Gerber για μεταφόρτωση στον ιστότοπο του κατασκευαστή της πλακέτας

Συναρμολόγηση

⚠️ ΣΗΜΑΝΤΙΚΉ ΣΗΜΕΊΩΣΗ Πριν από τη συναρμολόγηση εγκαταστήστε το υλικολογισμικό! Βλέπε ενότητα firmware flasher.

Μονάδα μικροφώνου

Η μονάδα μικροφώνου βασίζεται στην πλακέτα διάσπασης της Pesky Products με ένα μικρόφωνο MEMS ICS-43434. Μπορείτε να βρείτε μια τέτοια πλακέτα στο Tindie marketplace.

Περίβλημα για τη μονάδα μικροφώνου

Το περίβλημα είναι κατασκευασμένο από σωλήνα πολυστυρενίου 0,500" (12,7 mm). Αυτή η διάμετρος επιτρέπει την απευθείας σύνδεση των περισσότερων βαθμονομητών στη μονάδα.

Το πρωτότυπο αναπτύχθηκε με τον σωλήνα Evergreen No. 236.

Στη συνέχεια, συγκολλήστε τα έξι καλώδια σιλικόνης. Προσέξτε με ποιο ακροδέκτη συνδέεται το καλώδιο!

Σφίξτε το άκρο του σωλήνα με την ταινία.

Τώρα μπορείτε να γεμίσετε το σωλήνα με λίγη ρητίνη. Αυτό το βήμα είναι υποχρεωτικό για να αποφύγετε τον συντονισμό και να λάβετε βαθμονομημένα και αναπαραγώγιμα δεδομένα.

Το πρωτότυπο αναπτύχθηκε με κάποια PURe Isolation ST 33 που παράγεται από την Copaltec GmbH.

Προδιαγραφές

• Διηλεκτρική αντοχή: 28 kV/mm
• Ειδική αντίσταση προς τα εμπρός: 5,8.1014 ohm/cm
• Επιφανειακή αντίσταση: 1,3.1016 ohm
• Αναλογία ανάμιξης ρητίνης/σκληρυντικού: 2:1
• Χρόνος γλάστρας: 20 έως 30 λεπτά.
• Χρόνος σκλήρυνσης: 16 έως 30 ώρες
• Τελική κατάσταση σκλήρυνσης: 10 à 14 ημέρες
• Ιξώδες (αναμεμειγμένο): 500 έως 600 mPa.s
• Σκληρότητα Shore: D 50 έως 55 (ISO 868, DIN 53505)
• Θερμική αγωγιμότητα: 0,3 W/mK
• Θερμοκρασίες εφαρμογής: - 20 έως +130 °C

Η ρητίνη πολυουρεθάνης UR5545 που παρασκευάζεται από την Electrolube θα πρέπει επίσης να λειτουργεί.

Για κάθε σωλήνα αρκούν 15 g ρητίνης.

Όταν η ρητίνη σκληρύνει, αφαιρέστε την ταινία. Η μονάδα μικροφώνου σας είναι έτοιμη.

Περίβλημα DNMS

Όταν το Teensy (DNMS) και το NodeMCU (αυτόνομο ή σε PCB) διαχωρίζονται: DNMS και airRohr

Χρειάζεστε ένα κομμάτι σωλήνα διαμέτρου 25 mm (π.χ. σωλήνας για ηλεκτρικές εφαρμογές), έναν σύνδεσμο, ένα τόξο 90° και έναν στυπιοθλίπτη καλωδίου M25 IP68.

Ο ίδιος ο σωλήνας πρέπει να έχει μήκος 160 mm. Το DNMS φαίνεται να τοποθετείται σε. Το περίβλημα του μικροφώνου διατηρείται από τον στυπιοθλίπτη καλωδίου.

Το τόξο εμποδίζει την είσοδο νερού και υγρασίας στο περίβλημα, ενώ αφήνει το καλώδιο να περάσει.

Το DNMS συνδέεται με τη δεύτερη πλακέτα μέσω ενός καλωδίου RJ12. Εάν αυτό το καλώδιο είναι μεγαλύτερο από 250 mm, πρέπει να χρησιμοποιήσετε μια προέκταση I²C.

Αφού όλα είναι καλά συνδεδεμένα, τα εξαρτήματα συγκολλούνται μεταξύ τους.

Αποτέλεσμα:

Η πλακέτα που φέρει το NodeMCU μπορεί να τοποθετηθεί σε οποιοδήποτε ηλεκτρικό κουτί.

Προστασία από τις καιρικές συνθήκες

Τα ίδια τα περιβλήματα πρέπει να είναι αδιάβροχα. Μόνο η είσοδος του μικροφώνου θα μπορούσε να είναι ευαίσθητη. Η TDK, ο κατασκευαστής έχει δημοσιεύσει κάποιες συστάσεις για τη στεγανοποίηση των μικροφώνων MEMS κάτω θύρας InvenSense από την είσοδο σκόνης και υγρών, αλλά τα εξαρτήματα είναι δύσκολο να βρεθούν και δεν δοκιμάστηκαν.

Είναι απολύτως απαραίτητο να εγκαταστήσετε μια προστασία από τις καιρικές συνθήκες με τη μορφή ενός καλύμματος από αφρό. Εάν είναι απαραίτητο, ακόμη και ένα οικιακό σφουγγάρι είναι αρκετό. Υπάρχουν διάφοροι λόγοι γι' αυτό:

• προστατεύει από τον θόρυβο του ανέμου (ο οποίος μπορεί να αυξήσει τις μετρήσεις των ντεσιμπέλ)
• προστατεύει από την άμεση διαρροή νερού στο μικρόφωνο. Για να αποφύγετε τη συμπύκνωση στο μικρόφωνο τραβήξτε το κάλυμμα ένα χτύπημα προς τα πίσω μετά την τοποθέτησή του, ώστε να δημιουργηθεί μια μικρή κοιλότητα.
• Προστατεύει από την ηλιακή ακτινοβολία. Η έντονη ηλιακή ακτινοβολία μπορεί να επηρεάσει τις τιμές μέτρησης και να μειώσει τη διάρκεια ζωής του μικροφώνου.

Αυτά τα καλύμματα από αφρό πωλούνται κανονικά ως "καλύμματα για μικροφωνάκια μέτρησης". Αλλά είναι ακριβά. Μπορείτε επίσης να πάρετε μια κανονική μπάλα αφρού και να κόψετε μια τρύπα με το ψαλίδι.

If you need more ones this source μπορεί να σας βοηθήσει.

Θέση του μικροφώνου

Είναι σημαντικό να τοποθετήσετε το μικρόφωνο σε μια όσο το δυνατόν πιο "ελεύθερη" περιοχή, αυτό σημαίνει σε μια θέση με όσο το δυνατόν λιγότερες επιφάνειες ανάκλασης του ήχου. Η απόσταση από τις ανακλαστικές επιφάνειες πρέπει να είναι όσο το δυνατόν μεγαλύτερη. Προσπαθήστε να μην τοποθετήσετε το μικρόφωνο απευθείας στον τοίχο ενός σπιτιού, επειδή οι τοίχοι αντανακλούν έντονα τους ήχους. Η απόσταση από τον τοίχο θα πρέπει ιδανικά να είναι μεγαλύτερη από 1 m. Φυσικά αυτό δεν είναι πάντα εύκολο να πραγματοποιηθεί.

Με μια απόσταση περίπου 50 cm από την άκρη του μικροφώνου μέχρι τον τοίχο, το επαγόμενο σφάλμα εξακολουθεί να είναι λογικό. Καλά σημεία είναι για παράδειγμα τα μπαλκόνια ή τα κάγκελα της βεράντας ή ένας μικρός ιστός στην οροφή.

Μπορείτε επίσης να προσπαθήσετε να τοποθετήσετε το μικρόφωνο απευθείας στη γωνία του σπιτιού, ώστε οι ανακλάσεις να αλληλοεξουδετερώνονται μερικώς.

Ένας ελεύθερος ιστός ύψους τουλάχιστον 1 m θα μπορούσε επίσης να είναι μια λύση, αλλά τότε θα πρέπει να προσέχετε τις ανακλάσεις στο έδαφος. Αυτό εξαρτάται φυσικά από την επίστρωση του δαπέδου.

Είναι επίσης σημαντικό να γνωρίζετε πάντα ότι μετράμε τον θόρυβο περιβάλλοντος. Μπορούμε να κάνουμε μόνο μια προσέγγιση της εκπομπής θορύβου από πηγές όπως οι δρόμοι ή οι σιδηρόδρομοι.

Ωστόσο, όσο πιο κοντά φτάνετε στην πηγή, τόσο πιο ακριβής γίνεται η αναφορά στην πηγή. Οι αναβαθμίσεις του υλικολογισμικού θα πρέπει στη συνέχεια να είναι σε θέση να λαμβάνουν ακριβείς μετρήσεις για έναν προσδιορισμένο τύπο θορύβου.

Ρύθμιση παραμέτρων

Get the ID

1. Συνδέστε το σταθμό με ένα καλώδιο USB για να ενεργοποιήσετε τον αισθητήρα.

2. Ο σταθμός προσπαθεί να συνδεθεί στο διαμορφωμένο σημείο πρόσβασης WiFi. Εάν αυτό δεν λειτουργήσει, ο αισθητήρας ανοίγει ένα σημείο πρόσβασης με το όνομα Particulate Matter ID , Feinstaubsensor-ID ή airRohr-ID. Το ID είναι το ChipID (για παράδειγμα 13597771). Παρακαλείστε να σημειώσετε αυτόν τον αριθμό, καθώς τον χρειάζεστε για την καταχώριση

3. Συνδεθείτε στο σημείο πρόσβασης που δημιουργήθηκε. Περιμένετε μέχρι να δημιουργηθεί η σύνδεση.
   Android: Εάν η σύνδεση αποσυνδέεται αμέσως, ίσως χρειαστεί να απενεργοποιήσετε την επιλογή "Έξυπνη εναλλαγή δικτύου" στο μενού "Συνδέσεις -> WiFi -> Για προχωρημένους".

4. Ανοίξτε το πρόγραμμα περιήγησής σας και πληκτρολογήστε http://192.168.4.1/

⚠️ Παρακαλώ σημειώστε Μπορεί να χρειαστούν μερικές προσπάθειες για να συνδεθεί το NodeMCU στο οικιακό δίκτυο WiFi. Παρακαλούμε μην γίνετε ανυπόμονοι και δοκιμάστε μέχρι να λειτουργήσει. Ο αισθητήρας μπορεί επίσης να ρυθμιστεί μέσω ενός smartphone. Εάν η διαμόρφωση του αισθητήρα έχει λειτουργήσει, η σελίδα διαμόρφωσης δεν είναι πλέον προσβάσιμη με αυτήν την IP 192.168.4.1

Διαμόρφωση του σταθμού

1. Στην ενότητα "Διαμόρφωση" εισαγάγετε το SSID (όνομα του οικιακού σας δικτύου WiFi), το κλειδί ασφαλείας δικτύου (υπό Windows) ή τον κωδικό πρόσβασης WiFi.

2. Για τους αισθητήρες θορύβου (DNMS) σύμφωνα με το παρόν εγχειρίδιο, δεν απαιτούνται περαιτέρω αλλαγές

3. Αφού πατήσετε αποθήκευση, ο αισθητήρας θα επανεκκινήσει και δεν θα είναι πλέον προσβάσιμος με αυτόν τον τρόπο όταν συνδέεται στο WLAN.

Δοκιμή του σταθμού

Εάν δεν έχουν γίνει άλλες αλλαγές εκτός από την εισαγωγή των δεδομένων του δικτύου WiFi, ο αισθητήρας μπορεί να "δοκιμαστεί" στις επόμενες σελίδες μετά από περίπου 10 λεπτά. Σε αυτές τις σελίδες πρέπει να αναζητήσετε το ChipID (στο παραπάνω παράδειγμα το 13597771).

• Sensordaten
• WLAN-Signal

Εγγραφή

Εγγραφείτε μόνοι σας

Μεταβείτε στη διεύθυνση devices.sensor.community για να καταχωρήσετε τη συσκευή σας και να γίνετε μέλος του δικτύου ανοικτών δεδομένων.

Καταχωρήστε τη συσκευή σας

Αφού συνδεθείτε, κάντε κλικ στο register new device (εγγραφή νέας συσκευής) και συμπληρώστε τη φόρμα. Αρχική σελίδα -> (Σύνδεση) - Αισθητήρες -> Καταχώρηση αισθητήρα

• το σημειωμένο ChipID του ESP8266 (NodeMCU)
• η διεύθυνση ηλεκτρονικού ταχυδρομείου σας (δεν θα δημοσιευθεί)
• η διεύθυνσή σας: Οδός με αριθμό σπιτιού, ταχυδρομικός κώδικας και πόλη. Κάντε κλικ στο "Lookup entered address" για να λάβετε τις συντεταγμένες της τοποθεσίας (θα στρογγυλοποιηθούν). Ελέγξτε τη θέση της καρφίτσας, αλλάξτε την αν χρειάζεται.
• εσωτερικό όνομα διευκολύνει τον διαχωρισμό εάν έχετε πολλαπλούς αισθητήρες (όπως κήπος, αισθητήρας για τη μαμά,...)
• το περιβάλλον του σταθμού - π.χ. ύψος πάνω από το έδαφος, πλευρά του δρόμου, μεγάλος κυκλοφοριακός φόρτος, ελεύθερο πεδίο ή κάτι παρόμοιο

Παρεμπιπτόντως!

Προς το παρόν δεν είναι δυνατή η εγγραφή με τη χρήση του ιστότοπου τόσο του αισθητήρα PM, όσο και του αισθητήρα θερμοκρασίας/υγρασίας και του αισθητήρα DNMS που είναι συνδεδεμένοι σε ένα NodeMCU. Προς το παρόν μπορεί να γίνει μόνο χειροκίνητα, στέλνοντας ένα αίτημα στο tech (at) sensor.community. Ανατρέξτε στο issue για λεπτομέρειες.

Αντιμετώπιση προβλημάτων

Προβλήματα μετάδοσης;

Εισάγετε τα ακόλουθα στο πρόγραμμα περιήγησης με τα δικά σας δεδομένα: https://api-rrd.madavi.de/grafana/d/BYsfp-xGz/dnms?orgId=1&var-chipID=esp8266-[ID]

Το [ID] μπορεί επίσης να αναζητηθεί στο πεδίο εισαγωγής στην επάνω αριστερή γωνία https://api-rrd.madavi.de/grafana/d/BYsfp-xGz/dnms?orgId=1

• Έχει καταχωρηθεί ο αισθητήρας μέσω https://devices.sensor.community/ και είναι ο αισθητήρας ορατός στο χάρτη;
  • Το επίπεδο σήματος WLAN ήταν αδύναμο στο παρελθόν; Εδώ είναι το αρχείο καταγραφής σήματος από την πλευρά του διακομιστή: https://api-rrd.madavi.de/grafana/d/Fk6mw1WGz/wifi-signal?orgId=1&var-chipID=esp8266-[ID]

Προβλήματα με το καλώδιο USB;

• Ελέγξτε την παροχή ρεύματος: Καλώδιο USB
• Επανεκκίνηση (αποσυνδέστε την παροχή ρεύματος, π.χ. τραβήξτε το βύσμα USB)
• Είναι εντάξει η διαμόρφωση WLAN (ο αισθητήρας συνδέεται στο διαμορφωμένο WLAN) Εάν όχι:
  • Ανοίγει ο αισθητήρας ένα AP (στα πρώτα 2-7 λεπτά μετά την επανεκκίνηση);
  • Αναζητήστε το δίκτυο WLAN airrohr-[ID]. Υπομονή, μπορεί να χρειαστούν 1-2 λεπτά μετά την εκκίνηση.
• Ελέγξτε στο δικό σας δρομολογητή αν ο αισθητήρας είναι συνδεδεμένος στο δίκτυο, τότε θυμηθείτε την IP
  • εναλλακτικά χρησιμοποιήστε το "Discovery" στο flashtool
  • Αν ναι: συνδεθείτε στον αισθητήρα μέσω IP με ένα πρόγραμμα περιήγησης http://[ip-του-αισθητήρα]/ , θα πρέπει να εμφανιστεί η διεπαφή
  • Αν όχι: το ESP έχει προβλήματα, π.χ. ανεπαρκής παροχή ρεύματος, βρόχος επανεκκίνησης ή κάτι παρόμοιο
• Συνδέστε USB σε υπολογιστή και δείτε το αρχείο καταγραφής
  • Παρακολουθήστε το κείμενο στη σειριακή διεπαφή με πρόγραμμα σειριακού τερματικού (Ρυθμίσεις: baud 9600, 8N1)
    • Linux: screen, minicom, cutecom: MacOS: οθόνη, minicom, ...
    • πιθανόν να απαιτούνται ακόμη κατάλληλοι οδηγοί usb2serial, βλέπε https://github.com/opendata-stuttgart/meta/wiki/Firmware-einspielen
  • Εκεί θα πρέπει να μπορείτε να δείτε τι κάνει ο αισθητήρας (μηνύματα εκκίνησης, σύνδεση WLAN ή AP, μέτρηση - μόνο μετά από 3 λεπτά)

Προβλήματα ηλεκτρονικών;

• Αφαιρέστε τα ηλεκτρονικά του αισθητήρα από το περίβλημα και παρατηρήστε
• Ελέγξτε/αντικαταστήστε ξανά το τροφοδοτικό
  • Το ESP αναβοσβήνει λίγο μετά την επανεκκίνηση;
  • Teensy: αναβοσβήνει η κόκκινη λυχνία LED μετά την επανεκκίνηση;
  • Ελέγξτε/αντικαταστήστε ξανά τα καλώδια προς τους αισθητήρες.