Introducción

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🚧 Construye tu sensor de bricolaje y conviértete en parte de la red mundial, opendata & civictech. <Con el DNMS (Sensor Digital de Medición de Ruido) puedes medir la contaminación acústica por ti mismo.

Echa un vistazo a las instrucciones originales y a las versiones anteriores del sensor de ruido en Helmut Bitter's Github.


Ese depósito contiene diferentes configuraciones para construir el sensor con diferentes tipos de placas y PCBs.


Hay dos tipos diferentes de configuraciones:

  • una configuración en la que el NodeMCU con algunos sensores (PM, temperatura, etc.) y el DNMS están separados. Los PCBs se llaman AIRROHR V1.4 y DNMS - T4 V1.4

  • Una versión combinada del NodeMCU y el DNMS en el mismo PCB: DNMS - T4+NodeMCU V1.4

    Sólo se describe aquí la variante en la que el NODEMCU y el DNMS están separados. Echa un vistazo al Github de Helmut para ver las otras variantes!

    En este caso, la conexión entre el NodeMCU y el DNMS puede ser tan larga como 10m. Esto es importante porque es necesario encontrar la posición correcta de la DNMS para obtener mediciones de ruido precisas.

Lista de compras

Componentes individuales

Los PCB y la protección climática se describirán a continuación.


🙌 ¡Genial, has decidido comprar las piezas en línea! Desafortunadamente la entrega puede tardar desde días hasta tres semanas.

Driver & firmware

Ya hemos preparado el firmware. Sólo tienes que instalar los drivers y flashear tus placas NodeMCU (ESP8266) y Teensy 4.0.

Para comunicarte con tu ESP8266 necesitas los drivers usb2serial para tu sistema operativo.

El chipset para NocdeMCUs v3 es usualmente CH341, solo revisa la parte de atrás de tu NodeMCU para encontrar alguna información técnica. Elige el enlace que corresponda al sistema operativo de tu ordenador.

Windows

Controladores para el modelo V2 (CP2102) para Windows
  • Windows 10 - Windows 10 debería ser capaz de descargar automáticamente estos
  • Windows 7/8/8.1 - versión de 32-bit - no soportando la versión de 64-bit del sistema operativo
Controlador para el modelo V3 (CH341) para Windows
  • Windows - Windows 10 debería ser capaz de descargar automáticamente estos
Extraiga el archivo descargado para Windows:
  • para V2: Abra la carpeta CP210x y haga doble clic en la aplicación CP210xVCPInstaller_x64 (o x86)
  • para V3: abra la carpeta CH341SER y haga doble clic en la aplicación SETUP.

MacOS

Conductores de MacOS
Extraer el archivo descargado para MacOS.
  • para V2: Descomprima la carpeta CP210x y haga doble clic en la aplicación CP210xVCPInstaller_x64 (o x86)
  • para V3: Descomprima la carpeta CH341SER y haga doble clic en la aplicación SETUP.
  • Reinicie su Mac

Linux

No es necesario instalar ningún controlador. El chip debe ser soportado directamente (verificable con dmesg)

Firmware Flasher NodeMCU

Soporte para múltiples sistemas operativos: Windows, MacOS y Linux.

Conecte NodeMCU a su ordenador con un cable micro USB corto (elija uno más corto que 1 metro, de lo contrario la instalación puede fallar). Seleccione "latest_en.bin" (o la versión en otro idioma) y haga clic en "Upload". Espere hasta que el proceso haya terminado. Ahora podemos montar el sensor.
Un gran agradecimiento a Piotr, de Polonia, por su ayuda! 🙋♂️

Firmware Flasher Teensy

En Helmut Bitter's Github puedes encontrar dos tipos de firmware:

  • .ino
  • .hex
Teensy Loader

Puedes flashear el archivo .hex en los tableros de Teensy con el software GUI independiente Teensy Loader para Windows, Mac y Linux. También existe una versión de línea de comandos.

Teensyduino

Puedes flashear el archivo .ino en los tableros de Teensy con la extensión IDE de Arduino Teensyduino. Si es necesario, puede modificar el firmware directamente en el IDE de Arduino.

PCBs and circuit diagrams

La mejor manera de construir el DNMS es usar uno de nuestros PCBs. Ahora hay muchos fabricantes de PCB que pueden producir placas de circuito por unos pocos dólares sin cantidades mínimas. Por ejemplo, JLCPCB. Sólo tienes que descargar nuestros diagramas de circuitos y/o archivos Gerber abajo, subirlos a la página web del fabricante y pedir tus PCBs.


Las últimas versiones de los PCB se describen aquí. Consulte [Helmut Bitter's Github](https://github.com/hbitter/DNMS/tree/master/PCBs) para más información y para acceder a los archivos de KiCad.

AIRROHR V1.4

PCB para el NodeMCU ESP8266 CPU/WLAN con una extensión de I2C Bus para conectar el DNMS en así como otros sensores (SDS011, BME280...).
Descargar:

DNMS - T4 V1.4

PCB para el DNMS Teensy 4.0 que se puede conectar directamente en un NodeMCU ESP8266 o en el PCB AIRROHR de arriba.
Descargar:

Assemble

⚠️ NOTA IMPORTANTE ¡Antes de montarlo, instale el firmware! Vea la sección firmware flasher.

Unidad de micrófono

La unidad de micrófono se basa en el tablero de escape de Pesky Products con un micrófono MEMS ICS-43434. Puedes encontrar dicha placa en el mercado de la hojalata.

Carcasa de la unidad de micrófono

La carcasa está hecha con un tubo de poliestireno de 12,7 mm. Este diámetro permite enchufar directamente la mayoría de los calibradores de la unidad.

El prototipo fue desarrollado con el tubo Evergreen No. 236.


La tabla de escape tiene que ser adaptada al diámetro del tubo con una lima. Use un poco de cinta adhesiva para proteger la entrada del micrófono.

Luego soldar los seis cables de silicona. ¡Anote con qué clavija está conectado el cable!

Corta un tubo de 115 mm de largo.
Pega la tabla del micrófono en alguna cinta cruzada. Ponga los cables en el tubo y fije la tabla en el extremo del tubo.

Apriete la extremidad del tubo con la cinta.

Ahora puedes llenar el tubo con algo de resina. Este paso es obligatorio para evitar la resonancia y obtener datos calibrados y reproducibles.

El prototipo fue desarrollado con algo de PURe Isolation ST 33 producido por Copaltec GmbH.

Especificaciones:
  • Fuerza dieléctrica: 28 kV/mm
  • Resistencia específica hacia adelante: 5,8.1014 ohm/cm
  • Resistencia de la superficie: 1,3.1016 ohm
  • Relación de mezcla resina/endurecedor: 2 : 1
  • Tiempo de cocción: 20 a 30 min.
  • Tiempo de curado: 16 a 30 h
  • Estado final de endurecimiento: 10 a 14 días
  • Viscosidad (mixta): 500 a 600 mPa.s
  • Dureza Shore: D 50 a 55 (ISO 868, DIN 53505)
  • Conductividad térmica: 0,3 W/mK
  • Temperaturas de aplicación: - 20 a +130 °C

La resina de poliuretano UR5545 hecha por Electrolube debería funcionar también.

Por cada tubo, 15 g de resina deberían ser suficientes.

Cuando la resina se haya endurecido, retire la cinta. Su unidad de micrófono está lista.

DNMS Housing

Cuando el Teensy (DNMS) y el NodeMCU (autónomo o en PCB) se separan: DNMS y airRohr

Necesitas un trozo de tubo de 25 mm de diámetro (por ejemplo, tubo para aplicaciones eléctricas), un conector, un arco de 90° y un prensaestopas M25 IP68.

El tubo en sí mismo debe tener 160 mm de longitud. El DNMS parece estar colocado en. La carcasa del micrófono se mantiene gracias al prensaestopas.

El arco evita que el agua y la humedad entren en la carcasa mientras deja pasar el cable.

El DNMS está conectado al segundo PCB por un cable RJ12. Si este cable es más largo de 250 mm, debe utilizar una extensión I²C.

Después de que todo esté bien conectado, las partes se pegan entre sí.

Resultado:

El PCB que lleva el NodeMCU puede ser puesto en cualquier tipo de caja eléctrica.

Weather protection

Las viviendas en sí mismas deben ser impermeables. Sólo la entrada del micrófono podría ser sensible. TDK, el fabricante ha publicado algunas recomendaciones para sellar los micrófonos MEMS de puerto inferior de InvenSense contra la entrada de polvo y líquido, pero los componentes son difíciles de encontrar y no fueron probados.

Es absolutamente necesario instalar una protección contra el clima en forma de una cubierta de espuma. Si es necesario, incluso una esponja doméstica es suficiente. Hay varias razones para ello:

  • protege contra el ruido del viento (que puede aumentar las mediciones de decibelios)
  • protege contra la fuga directa de agua en el micrófono. Para evitar la condensación en el micrófono, tire de la cubierta un poco después de instalarla para crear una pequeña cavidad.
  • protege contra la radiación solar. La luz solar intensa puede influir en los valores medidos y reducir la vida del micrófono

Configurar

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Get the ID

  1. Conectar la estación con un cable USB para encender el sensor

  2. La estación intenta conectarse al punto de acceso WiFi configurado. Si esto no funciona, el sensor abre un punto de acceso con el nombre "Particulate Matter ID", "Feinstaubensor-ID" o "airRohr-ID". El ID es el ChipID (por ejemplo 13597771). Por favor, anota ese número, ya que lo necesitas para el registro

  3. Conectar con el punto de acceso creado. Espere hasta que la conexión se establezca.
    Androide: Si la conexión se desconecta inmediatamente, es posible que tenga que desactivar la opción 'Smart network switch' en 'Conexiones -> WiFi -> Avanzado'.

  4. Abra su navegador y escriba http://192.168.4.1/

⚠️ Por favor note Puede que tome algunos intentos para que el NodeMCU se conecte a la red WiFi de su casa. Por favor, no se impaciente e intente hasta que funcione. El sensor también puede ser configurado a través de un teléfono inteligente. Si la configuración del sensor ha funcionado, la página de configuración ya no es accesible bajo esta IP 192.168.4.1

Configurar la estación

  1. En 'Configurar' introduzca el SSID (nombre de la red WiFi de su casa), la clave de seguridad de la red (en Windows) o la contraseña de WiFi.

  2. Para los sensores de ruido (DNMS) según este manual, no es necesario hacer más cambios

  3. Después de pulsar "save", el sensor se reiniciará y ya no será accesible de esta manera cuando se conecte a la WLAN.



Test the station

Si no se han hecho más cambios que introducir los datos de la red WiFi, el sensor puede ser "probado" en las siguientes páginas después de unos 10 minutos. En estas páginas hay que buscar el ChipID (en el ejemplo anterior el 13597771).

Registrarse

Crea una cuenta

Vaya a devices.sensor.community para registrar su dispositivo y formar parte de la red de datos abierta.

Registra tu dispositivo

Después de entrar en el sistema, haga clic en "registrar un nuevo dispositivo" y rellene el formulario. Inicio -> (Login) - Sensores -> Registrar sensor

  • su anotado ChipID del ESP8266 (NodeMCU)
  • su dirección de correo electrónico (no será publicada)
  • su dirección: Calle con número de casa, código postal y ciudad. Haga clic en "Buscar dirección introducida" para obtener las coordenadas de la ubicación (se redondeará). Compruebe la posición del pin, cámbielo si es necesario.
  • el nombre interno hace más fácil separar si tienes múltiples sensores (como jardín, sensor para mamá,...)
  • los alrededores de la estación - por ejemplo, la altura sobre el suelo, el lado de la carretera, el alto volumen de tráfico, el campo libre o similar

Troubleshoot

¿Transmite de manera errónea?

Introduce lo siguiente en el navegador con tus propios datos: `https://www.madavi.de/sensor/graph.php?sensor=esp8266-[ID]-[tipo de sensor]``

El [ID] también se puede buscar en el texto de la página https://www.madavi.de/sensor/graph.php

  • ¿Se registra el sensor a través de https://devices.sensor.community/ y es el sensor visible en el mapa?
    • ¿Fue el nivel de la señal WLAN débil en el pasado? Aquí está el registro de la señal del lado del servidor: https://www.madavi.de/sensor/signal.php?sensor=esp8266-[ID]

¿Problemas con el cable USB?

Check power supply: Cable USB

  • Reiniciar (desconectar la fuente de alimentación, por ejemplo, tirar del enchufe USB)
  • ¿Está la configuración de la WLAN bien (el sensor se conecta a la WLAN configurada) Si no:
    • ¿El sensor abre un AP (en los primeros 2-7 minutos después de un reinicio)?
    • Busca la red WLAN "airrohr-[ID]``. Paciencia, puede tardar 1-2 minutos después del arranque.
  • Comprueba en tu propio router si el sensor está conectado a la red, entonces recuerda la IP
    • alternativamente usa "Discovery" en la flashtool
    • Si es así: conéctese al sensor a través de IP con un navegador http://[ip-de-el-sensor]/ , la interfaz debería aparecer
    • Si no: el ESP tiene problemas, por ejemplo, suministro de energía insuficiente, bucle de reinicio o similar
  • Conecta el USB a un ordenador y mira el registro
    • Pista de texto en la interfaz en serie con el programa de terminal en serie (Ajustes: baud 9600, 8N1)
    • Allí deberías ser capaz de ver lo que el sensor está haciendo (mensajes de arranque, conexión WLAN o AP, medición - sólo después de 3 minutos)

¿Problemas electrónicos?

  • Retire los componentes electrónicos del sensor de la carcasa y observe
  • Revisar/reemplazar la fuente de alimentación de nuevo
    • ¿el ESP parpadea poco después de reiniciar?
    • Teensy: ¿el LED rojo parpadea después de reiniciar?
    • comprueba/reemplaza los cables de los sensores de nuevo

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