Ievads

🚧 Izveido savu DIY sensoru un kļūsti par daļu no pasaules opendata & civictech tīkla.
Ar DNMS (digitālo trokšņa mērīšanas sensoru) jūs varat paši izmērīt trokšņa piesārņojumu.

Iepazīstieties ar trokšņu sensora oriģinālajām instrukcijām un iepriekšējām versijām Helmut Bitter Github.

Minētajā repozitorijā ir ietverti dažādi iestatījumi sensora uzbūvei, izmantojot dažāda veida plates un PCB.

Ir divu veidu iestatījumi:

• iestatījums, kurā NodeMCU ar dažiem sensoriem (PM, temperatūras utt.) un DNMS ir atdalīti. PCB sauc AIRROHR V1.4 un DNMS - T4 V1.4.
• kombinētā NodeMCU un DNMS versija uz vienas PCB: DNMS - T4+NodeMCU V1.4.

Šeit ir aprakstīts tikai variants, kurā NODEMCU un DNMS ir atdalīti. Pārējos variantus apskatiet Helmuta Github vietnē!

Šajā gadījumā savienojums starp NodeMCU un DNMS var būt pat 10 m garš. Tas ir svarīgi, jo ir jāatrod DNMS pareizā atrašanās vieta, lai iegūtu precīzus trokšņa mērījumus.

Iepirkumu saraksts

Atsevišķi komponenti

• NodeMCU ESP8266 CPU/WLAN

• Teensy 4.0 izstrādes plate. Citi pārdevēji: EXPTECH, Antratek, PIMORONI.

• Digitales Mikrofon ICS-43434.

• īpaši elastīgi silikona kabeļi ar diametru 0,15 mm² (AWG 26) 6 dažādās krāsās.

  
  DNMS (digitālo trokšņa mērīšanas sensoru) var kombinēt ar airRohr PM sensoru:

• smalko putekļu sensoru SPS30. Citi pārdevēji: TME, SOS electronic. Var izmantot arī parasto SDS011 PM sensoru.

• BME280 6-PIN versija, temperatūra un mitrums. Citi pārdevēji: Nettigo, Berrybase.

• Kabelis

• USB kabelis, piemēram: plakans 2m Micro-USB.

• USB barošanas bloks

• Kabeļa siksnas

PCB un aizsardzība pret laikapstākļiem tiks aprakstīta tālāk.

🙌 Lieliski, jūs nolēmāt iegādāties detaļas tiešsaistē! Diemžēl piegāde var aizņemt no dažām dienām līdz pat trim nedēļām. Līdz tam baudiet savu dzīvi️.

Draiveris un programmaparatūra

Mēs jau esam sagatavojuši programmaparatūru. Jums ir tikai jāinstalē draiveri un jāuzlādē NodeMCU (ESP8266) un Teensy 4.0 plates.

Lai sazinātos ar savu ESP8266, jums ir nepieciešami usb2serial draiveri jūsu operētājsistēmai.

NodeMCU v3 mikroshēmu komplekts parasti ir CH341, vienkārši pārbaudiet sava NodeMCU aizmugurē, lai atrastu tehnisko informāciju. Izvēlieties saiti, kas atbilst jūsu datora operētājsistēmai.

Windows

V2 modeļa (CP2102) draiveri operētājsistēmai Windows

• Windows 10 - operētājsistēmai Windows 10 vajadzētu spēt tos lejupielādēt automātiski.
• Windows 7/8/8/8.1 - 32 bitu versija - neatbalsta 64 bitu versijas OS

V3 modeļa (CH340/CH341) draiveris operētājsistēmai Windows

• Windows - operētājsistēmai Windows 10 vajadzētu spēt tos automātiski lejupielādēt.

Lejupielādēt lejupielādēto failu operētājsistēmai Windows

• V2: Atveriet mapi CP210x un divreiz noklikšķiniet uz programmas CP210xVCPInstaller_x64 (vai x86).
• V3: atveriet mapi CH341SER un divreiz noklikšķiniet uz programmas SETUP.

PCB un shēmas

Labākais veids, kā izveidot DNMS, ir izmantot kādu no mūsu PCB. Tagad ir diezgan daudz PCB ražotāju, kas var izgatavot shēmas plates par dažiem dolāriem bez minimālā daudzuma. Piemēram, JLCPCB. Vienkārši lejuplādējiet mūsu shēmas un/vai Gerber failus, augšupielādējiet tos ražotāja tīmekļa vietnē un pasūtiet PCB.

AIRROHR V1.4

Lejupielādēt

• Shēma
• Gerber fails augšupielādei PCB ražotāja tīmekļa vietnē

DNMS - T4 V1.4

DNMS Teensy 4.0 PCB, ko var pievienot tieši NodeMCU ESP8266 vai AIRROHR PCB iepriekš.

Lejupielādēt

• Shēma
• Gerber fails augšupielādei PCB ražotāja tīmekļa vietnē

montēt

⚠️ SVARĪGA PIEZĪME Pirms montāžas instalējiet programmaparatūru! Skatiet firmware flasher sadaļu.

Mikrofonu bloks

Mikrofona bloka pamatā ir Pesky Products atdalīšanas plate ar MEMS mikrofonu ICS-43434. Šādu plati var atrast Tindie marketplace.

Mikrofona bloka korpuss

Korpuss ir izgatavots no 0,500" (12,7 mm) polistirola caurules. Šāds diametrs ļauj tieši pieslēgt lielāko daļu kalibrēšanas ierīci.

Prototips tika izstrādāts ar Evergreen Nr. 236 caurulīti.

Tad pielodējiet sešus silikona kabeļus. Pievērsiet uzmanību, ar kuru kontaktspraudni kabelis ir savienots!

Nogrieziet 115 mm garu caurules gabalu.
Uzlīmējiet mikrofona plati uz šķērsgrieztas lentes. Ievietojiet kabeļus caurulītē un piestipriniet plati caurules galā.

Caurulītes galu nostipriniet ar lentu.

Tagad varat piepildīt caurulīti ar sveķiem. Šis solis ir obligāts, lai izvairītos no rezonanses un iegūtu kalibrētus un reproducējamus datus.

Prototips tika izstrādāts, izmantojot dažus PURe Isolation ST 33, ko ražo Copaltec GmbH.

Specifikācijas

• Dielektriskā izturība: 28 kV/mm
• Īpatnējā tiešā pretestība: 5,8.1014 omu/cm.
• Virsmas pretestība: 1,3.1016 omu
• Sveķu un cietinātāja sajaukšanas attiecība: 2 : 1
• Katla gatavošanas laiks: 20 à 30 min.
• Cietēšanas laiks: 16 à 30 h
• Galīgais sacietējušais stāvoklis: 10 à 14 dienas
• Viskozitāte (sajaukta): 500 à 600 mPa.s
• cietība pēc Šora: D 50 līdz 55 (ISO 868, DIN 53505).
• Siltumvadītspēja: 0,3 W/mK
• Lietošanas temperatūra: * Ūdensnecaurlaidība: - 20 līdz +130 °C

Derētu izmantot arī poliuretāna sveķus UR5545, ko ražo Electrolube.

Katrai caurulei pietiek ar 15 g sveķu.

Kad sveķi ir sacietējuši, noņemiet lenti. Jūsu mikrofona ierīce ir gatava.

DNMS korpuss

Kad Teensy (DNMS) un NodeMCU (atsevišķs vai uz PCB) ir atdalīti: DNMS un airRohr

Jums ir nepieciešams 25 mm diametra caurules gabals (piemēram, elektrotehnikas lietojumiem paredzēta caurule), savienotājs, 90° līkums un M25 IP68 kabeļa ieliktnis.

Caurulei jābūt 160 mm garai. DNMS izskatās vietā. Mikrofona korpusu uztur kabeļa blīvslēgs.

Loks novērš ūdens un mitruma iekļūšanu korpusā, vienlaikus ļaujot kabeli caur to iet.

DNMS ir savienots ar otru PCB ar RJ12 kabeli. Ja šis kabelis ir garāks par 250 mm, jāizmanto I²C pagarinātājs.

Kad viss ir labi savienots, detaļas tiek salīmētas kopā.

Rezultāts:

PCB ar NodeMCU var ievietot jebkura veida elektriskā kastē.

Laika apstākļu aizsardzība

Pašiem korpusiem jābūt ūdensnecaurlaidīgiem. Jutīgs varētu būt tikai mikrofona ieplūdes savienojums. Ražotājs TDK ir publicējis dažus ieteikumus InvenSense MEMS mikrofonu ar apakšējo portu blīvēšanai pret putekļu un šķidrumu iekļūšanu, taču sastāvdaļas ir grūti atrast, un tās netika pārbaudītas.

Noteikti ir jāuzstāda aizsardzība pret laikapstākļiem putuplasta apvalka veidā. Nepieciešamības gadījumā pietiek pat ar sadzīves sūkli. Tam ir vairāki iemesli:

• tas pasargā no vēja radītā trokšņa (kas var palielināt decibelu mērījumus).
• tas aizsargā pret tiešu ūdens noplūdi uz mikrofona. Lai izvairītos no kondensāta veidošanās uz mikrofona, pēc uzstādīšanas atvelciet vāciņu, lai izveidotu nelielu dobumu.
• tas aizsargā pret saules starojumu. Intensīvi saules stari var ietekmēt izmērītās vērtības un samazināt mikrofona kalpošanas laiku.

Šie putuplasta vāciņi parasti tiek pārdoti kā "vāciņi mērīšanas mikrofoniem". Bet tie ir dārgi. Var arī paņemt parastu putuplasta bumbiņu un ar šķērēm izgriezt caurumu.

If you need more ones this source var noderēt.

Mikrofona atrašanās vieta

Ir svarīgi novietot mikrofonu pēc iespējas "brīvākā" vietā, tas nozīmē vietā, kur ir pēc iespējas mazāk skaņu atstarojošu virsmu. Attālumam līdz atstarojošām virsmām jābūt pēc iespējas lielākam. Mēģiniet neuzstādīt mikrofonu tieši pie mājas sienas, jo sienas spēcīgi atstaro skaņas. Ideālā gadījumā attālumam līdz sienai vajadzētu būt lielākam par 1 m. Protams, to ne vienmēr ir viegli realizēt.

Ja attālums no mikrofona gala līdz sienai ir aptuveni 50 cm, inducētā kļūda joprojām ir pieņemama. Labas vietas ir, piemēram, balkoni vai terases margas, vai neliels masts uz jumta.

Var arī mēģināt novietot mikrofonu tieši uz mājas stūra, lai atspulgi daļēji savstarpēji izkliedētu viens otru.

Risinājums varētu būt arī vismaz 1 m augsts brīvi stāvošs masts, taču tad jāuzmanās no atspīdumiem no zemes. Tas, protams, ir atkarīgs no grīdas seguma.

Svarīgi ir arī vienmēr apzināties, ka mēs mēra apkārtējās vides troksni. Mēs varam tikai aptuveni novērtēt trokšņa emisiju no tādiem avotiem kā ceļi vai dzelzceļš.

Tomēr, jo tuvāk avotam, jo precīzāka kļūst atsauce uz avotu. Programmatūras atjauninājumiem būtu jāspēj iegūt precīzus mērījumus identificētajam trokšņa veidam.

Konfigurēt

Iegūstiet ID

1. Savienojiet staciju ar USB kabeli, lai ieslēgtu sensoru.

2. Stacija mēģina izveidot savienojumu ar konfigurēto WiFi piekļuves punktu. Ja tas neizdodas, sensors atver piekļuves punktu ar nosaukumu Particulate Matter ID , Feinstaubsensor-ID vai airRohr-ID. ID ir ChipID (piemēram, 13597771). Pierakstiet šo numuru, jo tas ir nepieciešams reģistrācijai.

3. Pievienojieties izveidotajam piekļuves punktam. Pagaidiet, līdz izveidojas savienojums.
   Android: Ja savienojums nekavējoties pārtrūkst, iespējams, ir jādeaktivizē opcija "Smart network switch" sadaļā "Connections -> WiFi -> Advanced".

4. Atveriet pārlūkprogrammu un ierakstiet http://192.168.4.1/.

⚠️ ** Lūdzu, ņemiet vērā** Var būt nepieciešami vairāki mēģinājumi, lai NodeMCU izveidotu savienojumu ar mājas WiFi tīklu. Lūdzu, nekļūstiet nepacietīgi un mēģiniet, līdz tas darbojas. Sensoru var konfigurēt arī, izmantojot viedtālruni. Ja sensora konfigurēšana ir izdevusies, konfigurācijas lapa vairs nav pieejama ar šo IP 192.168.4.1.

Stacijas konfigurēšana

1. Sadaļā "Konfigurēt" ievadiet SSID (mājas WiFi tīkla nosaukumu), tīkla drošības atslēgu (operētājsistēmā Windows) vai WiFi paroli.

2. Trokšņa sensoriem (DNMS) saskaņā ar šo rokasgrāmatu papildu izmaiņas nav nepieciešamas.

3. Pēc nospiešanas Save (Saglabāt) sensors tiks restartēts un vairs nebūs pieejams šādā veidā, kad tas pieslēgsies WLAN.

Pārbaudiet staciju

Ja nav veiktas nekādas izmaiņas, izņemot WiFi tīkla datu ievadīšanu, pēc aptuveni 10 minūtēm sensoru var "testēt" nākamajās lapās. Šajās lapās ir jāmeklē ChipID (iepriekš minētajā piemērā 13597771).

• Sensordaten
• WLAN-Signal

Reģistrēties

Reģistrējieties

Dodieties uz devices.sensor.community, lai reģistrētu savu ierīci un kļūtu par atvērtā datu tīkla daļu.

Reģistrējiet savu ierīci

Pēc tam, kad esat pieteicies, noklikšķiniet uz reģistrēt jaunu ierīci un aizpildiet veidlapu. Sākumlapa -> (Pieteikšanās) - Sensors -> Reģistrēt sensoru

• Jūsu pierakstītais ESP8266 (NodeMCU) mikroshēmas identifikators (ChipID).
• Jūsu e-pasta adrese (netiks publicēta)
• jūsu adrese: ielu ar mājas numuru, pasta indeksu un pilsētu. Noklikšķiniet uz "Lookup entered address" (meklēt ievadīto adresi), lai iegūtu atrašanās vietas koordinātas (tiks noapaļotas). Pārbaudiet adatas atrašanās vietu, ja nepieciešams, mainiet to.
• iekšējais nosaukums atvieglo nodalīšanu, ja jums ir vairāki sensori (piemēram, dārza, mammas sensors...).
• stacijas apkārtne - piemēram, augstums virs zemes, ceļa puse, intensīva satiksme, brīvs lauks vai tamlīdzīgi.

Starp citu!

Pašlaik nav iespējams reģistrēt, izmantojot vietni, gan PM sensoru, gan temperatūras/mitruma, gan DNMS sensoru, kas pieslēgts vienam NodeMCU. Pagaidām to var izdarīt tikai manuāli, nosūtot pieprasījumu uz tech (at) sensor.community. Sīkāku informāciju skatīt jautājums.

Troubleshoot

Pārraides problēmas?

Ievadiet pārlūkprogrammā šādus datus: https://api-rrd.madavi.de/grafana/d/BYsfp-xGz/dnms?orgId=1&var-chipID=esp8266-[ID]

[ID] var meklēt arī ievades laukā augšējā kreisajā stūrī https://api-rrd.madavi.de/grafana/d/BYsfp-xGz/dnms?orgId=1.

• Vai sensors ir reģistrēts, izmantojot https://devices.sensor.community/, un vai sensors ir redzams kartē?
  • Vai WLAN signāla līmenis iepriekš ir bijis vājš? Šeit ir servera puses signāla žurnāls: https://api-rrd.madavi.de/grafana/d/Fk6mw1WGz/wifi-signal?orgId=1&var-chipID=esp8266-[ID].

USB kabeļa problēmas?

• Pārbaudiet barošanas avotu: USB kabelis
• Pārstartējiet (atvienojiet strāvas padevi, piemēram, izvelciet USB kontaktdakšu).
• Vai WLAN konfigurācija ir kārtībā (sensors savienojas ar konfigurēto WLAN) Ja nav:
  • vai sensors atver AP (pirmajās 2-7 minūtēs pēc restartēšanas)?
  • meklējiet airrohr-[ID] WLAN tīklu. Pacietība, tas var aizņemt 1-2 minūtes pēc palaišanas.
• Pārbaudiet savā maršrutētājā, vai sensors ir pieteicies tīklā, tad atcerieties IP.
  • alternatīvi izmantojiet "Discovery" flashtool.
  • Ja jā: izveidojiet savienojumu ar sensoru, izmantojot IP, izmantojot pārlūkprogrammu http://[ip-sensora]/ , jāparādās saskarnei.
  • Ja nē: ESP ir problēmas, piemēram, nepietiekams barošanas avots, restartēšanas cilpa vai tamlīdzīgi.
• Savienojiet USB ar datoru un apskatiet žurnālu.
  • Sekojiet tekstam sērijas interfeisā, izmantojot sērijas termināļa programmu (iestatījumi: sods 9600, 8N1).
    • Linux: screen, minicom, cutecom; Windows: Tera Term; MacOS: screen, minicom, ...
    • Iespējams, vēl ir nepieciešami piemēroti usb2serial draiveri, skatīt https://github.com/opendata-stuttgart/meta/wiki/Firmware-einspielen.
  • tur vajadzētu būt iespējai redzēt, ko sensors dara (boot ziņojumi, WLAN savienojums vai AP, mērījumi - tikai pēc 3 minūtēm).

Elektronikas problēmas?

• Izņemiet sensora elektroniku no korpusa un novērojiet.

• Vēlreiz pārbaudiet/nomainiet barošanas avotu

  • Vai ESP mirgo īsi pēc restartēšanas?
  • Teensy: sarkanais LED mirgo pēc pārstartēšanas?
  • vēlreiz pārbaudiet/ nomainiet kabeļus pie sensoriem.

  Trokšņi ir beta versijā. Sūtiet jautājumus uz

  Noise@Sensor.Community