Įvadas

🚧 Sukurkite "pasidaryk pats" jutiklį ir tapkite pasaulinio opendata ir civictech tinklo dalimi.
Naudodami DNMS (skaitmeninį triukšmo matavimo jutiklį) galite patys išmatuoti triukšmo taršą.

Originalias instrukcijas ir ankstesnes triukšmo jutiklio versijas rasite Helmuto Bitterio "Github".

Toje saugykloje yra įvairių jutiklio konstravimo konfigūracijų su įvairių rūšių plokštėmis ir PCB.

.

Yra dviejų skirtingų rūšių sąrankos:

• sąranka, kurioje "NodeMCU" su kai kuriais jutikliais (PM, temperatūros ir kt.) ir DNMS yra atskirti. Plokštelės vadinasi AIRROHR V1.4 ir DNMS - T4 V1.4.
• kombinuota NodeMCU ir DNMS versija toje pačioje spausdintinėje plokštėje: DNMS - T4+NodeMCU V1.4

Čia aprašomas tik variantas, kai NODEMCU ir DNMS yra atskirti. Kitų variantų ieškokite Helmuto "Github" svetainėje!

Šiuo atveju jungtis tarp NodeMCU ir DNMS gali būti net 10 m ilgio. Tai svarbu, nes norint gauti tikslius triukšmo matavimus, reikia rasti tinkamą DNMS padėtį.

Pirkinių sąrašas

Pavieniai komponentai

• NodeMCU ESP8266 CPU/WLAN

• Teensy 4.0 kūrimo plokštė. Kiti pardavėjai: EXPTECH, Antratek, PIMORONI

• Digitales Mikrofon ICS-43434

• itin lankstūs 0,15 mm² (AWG 26) skersmens 6 skirtingų spalvų silikoniniai kabeliai

  
  DNMS (skaitmeninis triukšmo matavimo jutiklis) gali būti derinamas su "airRohr" PM jutikliu:

• smulkių dulkių jutikliu SPS30. Kiti pardavėjai: TME, SOS electronic. Galima naudoti ir įprastą SDS011 kietųjų dalelių jutiklį.

• BME280 6-PIN versija, temperatūros ir drėgmės jutiklis. Kiti pardavėjai: Nettigo, Berrybase

• Kabelis

• USB kabelis, pvz.: plokščias 2 m Micro-USB

• USB maitinimo šaltinis

• Kabelio dirželiai

Toliau bus aprašytos spausdintinės plokštės ir apsauga nuo atmosferos poveikio.

🙌 Puiku, nusprendėte pirkti detales internetu! Deja, pristatymas gali užtrukti nuo kelių dienų iki trijų savaičių. Iki tol mėgaukitės gyvenimu️.

Vairuotojas ir programinė įranga

Mes jau paruošėme programinę įrangą. Jums tereikia įdiegti tvarkykles ir įjungti "NodeMCU" (ESP8266) ir "Teensy 4.0" plokštes.

Kad galėtumėte bendrauti su savo ESP8266, jums reikia usb2serial tvarkyklių jūsų operacinei sistemai.

NodeMCU v3 mikroschemų rinkinys paprastai yra CH341, tiesiog patikrinkite savo NodeMCU nugarėlę ir rasite techninę informaciją. Pasirinkite nuorodą, atitinkančią jūsų kompiuterio operacinę sistemą.

Windows

V2 modelio (CP2102) tvarkyklės "Windows" sistemai

• Windows 10 - "Windows 10" turėtų galėti juos atsisiųsti automatiškai
• Windows 7/8/8.1 - 32 bitų versija - nepalaiko 64 bitų versijos OS

V3 modelio (CH340/CH341) tvarkyklė "Windows

• Windows - "Windows 10" turėtų būti galima automatiškai atsisiųsti

Ištraukite atsisiųstą "Windows" failą

• V2 versijai: Atidarykite aplanką CP210x ir dukart spustelėkite programą CP210xVCPInstaller_x64 (arba x86).
• V3 atveju: atidarykite aplanką CH341SER ir dukart spustelėkite programą SETUP.

PCB ir grandynų schemos

Geriausias būdas sukurti DNMS - naudoti vieną iš mūsų spausdintinių plokščių. Dabar yra nemažai PCB gamintojų, kurie gali pagaminti spausdintinių plokščių už kelis dolerius be minimalaus kiekio. Pavyzdžiui, JLCPCB. Tiesiog atsisiųskite toliau pateiktas mūsų grandynų schemas ir (arba) "Gerber" failus, įkelkite juos į gamintojo svetainę ir užsisakykite spausdintinių plokščių.

. Paskutinės spausdintinių plokščių versijos aprašytos čia. Daugiau informacijos ir prieigą prie "KiCad" failų rasite Helmuto Bitterio "Github".

AIRROHR V1.4

Atsisiųsti

• Grandinės schema
• Gerberio failas, kurį galima įkelti į spausdintinių plokščių gamintojo svetainę

DNMS - T4 V1.4

DNMS "Teensy 4.0" spausdintinė plokštė, kurią galima prijungti tiesiogiai prie "NodeMCU ESP8266" arba prie pirmiau pateiktos AIRROHR spausdintinės plokštės.

Atsisiųsti

• Grandinės schema
• Gerberio failas, kurį reikia įkelti į PCB gamintojo svetainę

Surinkite

⚠️ SVARBI PASTABA Prieš surinkdami įdiekite programinę įrangą! Žr. skyrių įsidiegti programinę įrangą.

Mikrofono blokas

Mikrofono blokas pagrįstas "Pesky Products" pertraukimo plokšte su MEMS mikrofonu ICS-43434. Tokią plokštę galite rasti Tindie marketplace.

Mikrofono bloko korpusas

Korpusas pagamintas iš 0,500" (12,7 mm) polistireninio vamzdžio. Toks skersmuo leidžia prie įrenginio tiesiogiai prijungti daugumą kalibratorių.

Prototipas sukurtas naudojant Evergreen Nr. 236 vamzdelį.

Tada sulituokite šešis silikoninius kabelius. Atkreipkite dėmesį, prie kurio kaiščio prijungtas kabelis!

Vamzdelio galą sutvirtinkite lipnia juosta.

Dabar galite užpildyti vamzdelį derva. Šis žingsnis yra privalomas, kad būtų išvengta rezonanso ir gauti kalibruoti bei atkuriami duomenys.

Prototipas buvo sukurtas naudojant tam tikrą PURe Isolation ST 33, kurią pagamino "Copaltec GmbH".

Specifikacijos

• Dielektrinis stipris: 28 kV/mm
• Specifinė tiesioginė varža: 5,8.1014 omų/cm
• Paviršiaus varža: 1,3.1016 omų
• Dervos ir kietiklio maišymo santykis: 2 : 1
• Puodo gaminimo laikas: 20 à 30 min.
• kietėjimo trukmė: 16 à 30 val.
• Galutinė sukietėjusi būsena: 10 à 14 dienų
• Klampa (sumaišyta): 500 à 600 mPa.s
• kietumas pagal Šoro skalę: D 50-55 (ISO 868, DIN 53505)
• Šilumos laidumas: 0,3 W/mK
• Naudojimo temperatūra: - Nuo 20 iki +130 °C

Turėtų tikti ir "Electrolube" poliuretano derva UR5545.

Kiekvienam vamzdeliui turėtų pakakti 15 g dervos.

Kai derva sukietės, nuimkite juostą. Jūsų mikrofono įrenginys paruoštas.

DNMS korpusas

Kai "Teensy" (DNMS) ir "NodeMCU" (atskiras arba ant spausdintinės plokštės) yra atskirti: DNMS ir airRohr

Jums reikia 25 mm skersmens vamzdžio gabalo (pvz., elektros reikmėms skirto vamzdžio), jungties, 90° lankelio ir M25 IP68 kabelio įvorės.

Pats vamzdelis turėtų būti 160 mm ilgio. DNMS atrodo vietoje. Mikrofono korpusą palaiko kabelio įvorė.

Lankelis neleidžia vandeniui ir drėgmei patekti į korpusą, kartu praleidžia kabelį.

DNMS prie antrosios spausdintinės plokštės prijungiamas RJ12 kabeliu. Jei šis kabelis ilgesnis nei 250 mm, turite naudoti I²C prailgintuvą.

Viską gerai sujungus, dalys suklijuojamos.

Rezultatas:

Plokštę su "NodeMCU" galima įdėti į bet kokią elektros dėžutę.

Apsauga nuo oro sąlygų

Patys korpusai turi būti atsparūs vandeniui. Jautrus galėtų būti tik mikrofono įvadas. Gamintojas TDK paskelbė keletą rekomendacijų, kaip "InvenSense" apatinio prievado MEMS mikrofonus sandarinti nuo dulkių ir skysčių patekimo, tačiau komponentų sunku rasti ir jie nebuvo išbandyti.

Būtinai reikia įrengti apsaugą nuo oro sąlygų - putplasčio dangtelį. Jei reikia, pakanka net buitinės kempinės. Tam yra kelios priežastys:

• ji apsaugo nuo vėjo keliamo triukšmo (kuris gali padidinti decibelų skaičių)
• apsaugo nuo tiesioginio vandens pratekėjimo ant mikrofono. Kad ant mikrofono nesusidarytų kondensatas, sumontavę dangtelį šiek tiek patraukite atgal, kad susidarytų nedidelė ertmė.
• apsaugo nuo saulės spinduliuotės. Intensyvūs saulės spinduliai gali turėti įtakos matuojamoms vertėms ir sutrumpinti mikrofono tarnavimo laiką.

Tie putplasčio dangteliai paprastai parduodami kaip "matavimo mikrofonų dangteliai". Tačiau jie yra brangūs. Taip pat galite paimti įprastą putplasčio rutuliuką ir žirklėmis iškirpti skylę.

If you need more ones this source gali būti naudingas.

Mikrofono vieta

Svarbu, kad mikrofonas būtų kuo "laisvesnėje" vietoje, t. y. tokioje vietoje, kur yra kuo mažiau garsą atspindinčių paviršių. Atstumas iki garsą atspindinčių paviršių turėtų būti kuo didesnis. Stenkitės nemontuoti mikrofono tiesiai ant namo sienos, nes sienos stipriai atspindi garsus. Idealiu atveju atstumas iki sienos turėtų būti didesnis nei 1 m. Žinoma, tai ne visada lengva įgyvendinti.

Kai atstumas nuo mikrofono galo iki sienos yra apie 50 cm, sukeliama paklaida vis dar yra priimtina. Geros vietos yra, pavyzdžiui, balkonai ar terasų turėklai arba nedidelis stiebas ant stogo.

Taip pat galite pabandyti pastatyti mikrofoną tiesiai ant namo kampo, kad atspindžiai iš dalies panaikintų vienas kitą.

Laisvai pastatomas bent 1 m aukščio stiebas taip pat galėtų būti išeitis, tačiau tuomet reikia saugotis atspindžių nuo žemės. Tai, žinoma, priklauso nuo grindų dangos.

Taip pat svarbu visada žinoti, kad matuojame aplinkos triukšmą. Galime tik apytiksliai įvertinti tokių šaltinių, kaip keliai ar geležinkeliai, skleidžiamą triukšmą.

Tačiau kuo arčiau šaltinio, tuo tikslesnė tampa nuoroda į šaltinį. Atnaujinus programinę įrangą turėtų būti galima gauti tikslius nustatyto tipo triukšmo matavimus.

Konfigūruoti

Gaukite ID

1. Prijunkite stotį USB kabeliu, kad įjungtumėte jutiklį.
2. Stotis bando prisijungti prie sukonfigūruoto "WiFi" prieigos taško. Jei tai nepavyksta, jutiklis atidaro prieigos tašką su pavadinimu Particulate Matter ID , Feinstaubsensor-ID arba airRohr-ID. ID yra ChipID (pavyzdžiui, 13597771). Prašome užsirašyti šį numerį, nes jis reikalingas registracijai.
3. Prisijunkite prie sukurto prieigos taško. Palaukite, kol bus užmegztas ryšys.
   Android: Jei ryšys iš karto nutrūksta, gali tekti išjungti parinktį "Smart network switch" (išmanusis tinklo perjungimas), esančią "Connections -> WiFi -> Advanced" (Ryšiai -> "WiFi" -> "Advanced").
4. Atidarykite naršyklę ir įveskite http://192.168.4.1/.

⚠️ Atkreipkite dėmesį Gali prireikti kelių bandymų, kad "NodeMCU" prisijungtų prie namų "WiFi" tinklo. Nebūkite nekantrūs ir bandykite, kol pavyks prisijungti. Jutiklį taip pat galima konfigūruoti per išmanųjį telefoną. Jei jutiklio konfigūravimas pavyko, konfigūravimo puslapis nebėra pasiekiamas šiuo IP 192.168.4.1

Konfigūruokite stotį

1. Srityje "Konfigūruoti" įveskite SSID (namų WiFi tinklo pavadinimą), tinklo saugumo raktą (sistemoje "Windows") arba WiFi slaptažodį.
2. Triukšmo jutikliams (DNMS) pagal šį vadovą jokių papildomų pakeitimų atlikti nereikia
3. Paspaudus Išsaugoti, jutiklis bus paleistas iš naujo ir nebebus pasiekiamas tokiu būdu prisijungus prie WLAN.

Išbandykite stotį

Jei nebuvo atlikta jokių pakeitimų, išskyrus "WiFi" tinklo duomenų įvedimą, maždaug po 10 minučių jutiklį galima "išbandyti" tolesniuose puslapiuose. Šiuose puslapiuose reikia ieškoti ChipID (aukščiau pateiktame pavyzdyje 13597771).

• Sensordaten
• WLAN-signalas

Registruotis

Užsiregistruokite

Eikite į devices.sensor.community, kad užregistruotumėte savo prietaisą ir taptumėte atviro duomenų tinklo dalimi.

Užregistruokite savo prietaisą

Prisijungę spustelėkite Register new device (registruoti naują prietaisą) ir užpildykite formą. Pradžia -> (Prisijungimas) - Jutikliai -> Registruoti jutiklį

• jūsų užrašytas ESP8266 (NodeMCU) lusto ID
• savo el. pašto adresą (nebus skelbiamas)
• jūsų adresas: Gatvė su namo numeriu, pašto kodu ir miestu. Spustelėkite "Lookup entered address" (ieškoti įvesto adreso), kad gautumėte vietos koordinates (bus suapvalintos). Patikrinkite smeigtuko padėtį, jei reikia, pakeiskite ją
• vidinis pavadinimas padeda lengviau atskirti, jei turite kelis jutiklius (pavyzdžiui, sodo, mamos jutiklis,...)
• stoties aplinką - pavyzdžiui, aukštis virš žemės paviršiaus, kelio pusė, intensyvus eismas, laisvas laukas ar pan.

Beje!

Šiuo metu naudojantis svetaine neįmanoma užregistruoti abiejų PM jutiklių, temperatūros / drėgmės ir DNMS jutiklių, prijungtų prie vieno NodeMCU. Kol kas tai galima padaryti tik rankiniu būdu, siunčiant užklausą adresu tech (at) sensor.community. Išsamesnės informacijos žr. issue.

Trikčių šalinimas

Perdavimo problemos?

Naršyklėje įveskite šiuos savo duomenis: https://api-rrd.madavi.de/grafana/d/BYsfp-xGz/dnms?orgId=1&var-chipID=esp8266-[ID]

[ID] taip pat galima ieškoti viršutiniame kairiajame kampe esančiame įvesties lauke https://api-rrd.madavi.de/grafana/d/BYsfp-xGz/dnms?orgId=1.

• Ar jutiklis užregistruotas per https://devices.sensor.community/ ir ar jis matomas žemėlapyje?
  • Ar anksčiau WLAN signalo lygis buvo silpnas? čia pateikiamas serverio pusėje esantis signalo žurnalas: https://api-rrd.madavi.de/grafana/d/Fk6mw1WGz/wifi-signal?orgId=1&var-chipID=esp8266-[ID]

USB kabelio problemos?

• Patikrinkite maitinimo šaltinį: USB kabelį
• Iš naujo paleiskite kompiuterį (atjunkite maitinimą, pvz., ištraukite USB kištuką)
• Ar WLAN konfigūracija tinkama (jutiklis jungiasi prie sukonfigūruoto WLAN) Jei ne:
  • Ar jutiklis atidaro prieigos tašką (per pirmąsias 2-7 minutes po perkrovimo)?
  • Ieškokite airrohr-[ID] WLAN tinklo. Kantrybės, tai gali užtrukti 1-2 minutes po įkrovos.
• Patikrinkite savo maršrutizatoriuje, ar jutiklis yra prisijungęs prie tinklo, tada prisiminkite IP
  • alternatyviai naudokite flashtool esančią funkciją "Discovery" (Atradimas).
  • Jei taip: prie jutiklio per IP prisijunkite naršykle http://[jutiklio ip]/ , turėtų pasirodyti sąsaja.
  • Jei ne: ESP turi problemų, pvz., nepakankamas maitinimas, perkrovimo kilpa ar pan.
• Prijunkite USB jungtį prie kompiuterio ir peržiūrėkite žurnalą
  • Sekite tekstą nuosekliojoje sąsajoje naudodami nuosekliojo terminalo programą (nustatymai: 9600 baudų, 8N1)
    • Linux: screen, minicom, cutecom; Windows: MacOS: screen, minicom, ...
    • galbūt dar reikia tinkamų usb2serial tvarkyklių, žr. https://github.com/opendata-stuttgart/meta/wiki/Firmware-einspielen
  • Ten turėtų būti galima matyti, ką jutiklis daro (įkrovos pranešimai, WLAN ryšys arba prieigos taškas, matavimas - tik po 3 minučių).

Elektronikos problemos?

• Išimkite jutiklio elektroniką iš korpuso ir stebėkite

• Dar kartą patikrinkite ir (arba) pakeiskite maitinimo šaltinį

  • Ar ESP mirksi netrukus po perkrovimo?
  • Teensy: po perkrovimo mirksi raudonas šviesos diodas?
  • dar kartą patikrinkite ir (arba) pakeiskite jutiklių kabelius

  Triukšmas yra beta versijoje. Klausimus siųskite adresu

  Noise@Sensor.Community