Sensor Community

Inleiding

🚧 Bouw je eigen doe-het-zelf sensor en word onderdeel van het wereldwijde open-data en burgermeetnetwerk.
Met airRohr kan je zelf luchtvervuiling meten.

Boodschappenlijst

Complete sets (rond de € 50)

Losse onderdelen

Koop alleen wat je nodig hebt, koop liefst lokaal of bestel in Nederland.

NodeMCU ESP8266 CPU/WLAN TinyTronics: snel, uit NL AliExpress
SDS011 fijnstofsensor TinyTronics: snel, uit NL AliExpress
BME280 6-PIN, temperatuur & luchtvochtigheid & luchtdruk
10 Draden, female-female TinyTronics: snel, uit NL AliExpress
USB-kabel bijv.: platte 2m Micro-USB
USB-voeding TinyTronics: snel, uit NL AliExpress
Of beide (USB-kabel en USB-voeding) in 1 set
Kabelbinders/tie-wraps heb je vast, koop ze lokaal of via AliExpress
Flexibele slang, liefst niet doorzichtig, diameter 6 mm, lengte ongeveer 20cm, bouwmarkt, diren-/aquariumwinkel of TinyTronics
Bescherming tegen weersinvloeden (kastje): een Attema AK2 IP65 of de pijp, Marley Silent HT Arc DN 75 87° Je kunt natuurlijk ook zelf iets maken van restmaterialen.

🙌 Goed, je hebt de onderdelen gekocht of besteld. De bezorging kan een dag (TinyTronics) tot drie weken (AliExpress) duren.

Driver & firmware

We hebben de firmware al voorbereid. Je hoeft alleen maar de drivers te installeren op de computer waarmee je de firmware op je NodeMCU (ESP8266) gaat laden en de flahing tool te downloaden.

USB Drivers

Om met de ESP8266 te communiceren heb je usb2serial drivers voor je Operating Systeem.

De seriele chip voor de NodeMCU v3 is meestal CH341, kijk op de achterkant van je NodeMCU voor de technische informatie.

Kies hieronder de link die overeenkomt met het operating systeem van je computer en jouw type NodeMCU (v2 of v3).

Windows

Drivers voor NodeMCU V2 (CP2102) voor Windows

Windows 10 - Windows 10 zou deze automatisch moeten kunnen downloaden
Windows 7/8/8.1 - 32-bit versie - ondersteunt niet 64-bit

Driver voor NodeMCU V3 (CH340/CH341) voor Windows

Windows - Windows 10 zou deze automatisch moeten kunnen downloaden

Uitpakken van de gedownloade file voor Windows:

Pak de geZIPte drivers uit met behulp van de uitpak functie in de Windows Verkenner.
voor NodeMCU (ESP8266) V2: open de folder CP210x en dubbelklik op de applicatie CP210xVCPInstaller_x64 (of x86)
voor NodeMCU (ESP8266) V3: open de folder CH341SER en dubbelklik op de applicatie SETUP.

MacOS

MacOS Drivers

Uitpakken van de gedownloade file for MacOS.

voor V2: Unzip de folder CP210x en dubbelklik op de applicatie CP210xVCPInstaller_x64 (or x86)
voor V3: Unzip de folder CH341SER en dubbelklik op de applicatie SETUP.
Herstart je Mac

Linux

Er hoeven geen drivers te worden geinstalleerd. De chip zou direct ondersteund moeten worden (controleer met dmesg)

Firmware Flasher

De flasher ondersteunt verschillende Operating Systemen: Windows, MacOS en Linux.

Download hier de airRohr Flashing Tool
Als je wilt, kun je hier de broncode bekijken.

Verbind de NodeMCU met je computer via een korte micro-USB kabel (kies een kabel korter dan 1 meter, anders mislukt de installatie mogelijk). Kies in de Flashing Tool latest_en.bin (of een versie voor een andere taal) en klik op “Upload” Wacht totdat het proces klaar is.

Noteer het Sensor UID dat onderin het scherm van de Flashing Tool komt te staan. Dit heb je later nodig bij het registreren van je sensor.

Nu kunnen we de sensor in elkaar zetten.

Linux: Zet rechten op uitvoerbaar

Na de download moet je mogelijk de rechten nog op executable zetten. Dit kan je doen met het commando: chmod o+x <download filename>
Met dank aan Piotr, from Poland voor zijn hulp! 🙋‍♂️

Montage

⚠️ BELANGRIJK Installeer eerst de firmware voordat je de sensor monteert Lees daarover in de firmware flasher sectie.

NodeMCU v3

Let op: onze instructies gaan over versie 3 van de NodeMCU. Deze kan je herkennen aan de pinnen VU en GNG (zie tekening).

Dit is hoe het eruit zou moeten zien wanneer je klaar bent

Aansluiten van de SDS011

De pinnen zijn genummerd van RECHTS naar LINKS, zorg ervoor dat de kabels op de pinnen zitten, de meeste Dupont kabeltjes passen ook tussen de pinnen.

SDS011 Pin 1 -> Pin D1 / GPIO5
SDS011 Pin 2 -> Pin D2 / GPIO4
SDS011 Pin 3 -> GND
SDS011 Pin 4 -> niet aangesloten
SDS011 Pin 5 -> VU (NodeMCU v3) / VIN (NodeMCU v1,v2)
SDS011 Pin 6 -> niet aangesloten
SDS011 Pin 7 -> niet aangesloten

Solderen van de BME280

Steek de pinheader vanaf de achterkant (dekant zonder componenten) door het BME280 bord. Soldeer vanaf de kant met de componenten. De afstand tussen de pinnen is erg klein, dus wees geduldig en voorzichtig. De truuk is om de soldeerbout tegen de pin te houden, deze op te warmen en dan de soldeer toe te voegen.

Aansluiten van de BME280

Pinnen zijn genummerd van LINKS naar RECHTS.

VIN -> Pin 3V3 (3.3V)
GND->  GND/G
SDA -> PIN D3
SCL -> Pin D4

Testen

Voordat je nu alles in elkaar gaat zetten, is het verstandig om eerst te testen of de set werkt. Sluit de sensor aan op de USB voeding en wacht tot de senser een wifi server heeft opgezet. Zoek daarvoor naar een draadloos netwerk met de naam "airrohr_". Maak daar verbinding mee en ga in je browser naar http://192.168.4.1/config. Stel bij Sensors in dat je geen DHT22 hebt maar een BME280. Dit hoeft uiteraard maar 1 keer en bij latere stappen dus niet meer. Sla dit op en herstart het station. Wacht tot het airrohr wifi netwerk weer bereikbaar is, maak verbinding en ga naar http://192.168.4.1/values en kijk of er goede metingen binnenkomen. Lees over het configureren eventueel meer in de Configuratie sectie. Optioneel kun je de configuratie ook eerst doen, voordat je verder gaat met in elkaar zetten.

Alles bij elkaar binden

Bind de NodeMCU en de SDS011 samen

Gebruik een kabelbinder om de NodeMCU en de SDS011-sensor aan elkaar te verbinden zodat de WiFi-antenne van de sensor afwijst

Verbind de flexibele slang

Steek de flexibele slang op de SDS011 sensor
Gebruik een kabelbinder om de BME280-temperatuursensor aan de slang te binden
Haal de USB-kabel door de pijp. Monteer de SDS011 met de NodeMCU naar boven wijzend en de ventilator naar beneden

Stop de sensor in de pijp

Duw de onderdelen in de pijp, zodat ze stevig vast zitten
De USB-kabel, flexibele slang en de BME280 zouden uit de pijp moeten steken
Duw het andere pijpdeel op de eerste

Afwerking

Positioneer de temperatuursensor op de flexibele slang, zodat deze bij het uiteinde van de pijp zit.
Knip de flexibele slang af aan het eind van de pijp
Optioneel: je kan de open einden van de pijp bedekken met een fijn gaas. Zo kan de lucht circuleren maar hou je insecten buiten.

Configuratie

Het unieke ID bepalen

Sluit het station met de USB-kabel aan op een spanningsbron om de sensor aan te zetten.
Het station zal zelf een WiFi-netwerk opzetten met als naam airRohr-sensor-UID. Dit kan een minuut of 2 duren. Hierbij is 'sensor-UID' het ID van de ChipID op je NodeMCU (bijvoorbeeld 13597771). Dat is het nummer dat je te zien kreeg in de firmware flasher, na het flashen en had je als het goed is al genoteed. Schrijf anders nu dit nummer op, je hebt dit later nodig voor registratie van de sensor
Verbind je computer of smartphone met het WiFi netwerk dat door het station is opgezet. Een wachtoord wordt niet gevraagd. Wacht totdat de verbinding tot stand is gebracht.
Android: Als de verbinding onmiddellijk wordt verbroken, moet je mogelijk de optie 'Smart network switch' onder 'Connection -> WiFi -> Advanced' deactiveren.
Open je browser en typ in http://192.168.4.1/.

Het station configureren

Vul op de 'Configuratie' pagina je SSID (naam van je WiFi-thuisnetwerk, je kunt er ook op klikken in de lijst WiFi-netwerken) en je WiFi-wachtwoord voor dat netwerk in.
Als je de aanbevolen fijnstofsensor (SDS011) en vroeger toegepaste DHT22 sensor gebruikt, zijn er geen verdere aanpassingen aan de configuratie nodig.
Gebruik je niet de DHT22 maar de BME280 sensor, wijzig dit dan op de Sensors tab.
Stel indien gewenst de taal van de software op het station in op Nederlands. Dit kan op het tabblad "Meer instellingen".
Klik op de 'Opslaan en herstarten' knop. Het station zal herstarten en is niet langer toegankelijk op deze manier wanneer het met het WiFi-thuisnetwerk verbonden is.

⚠️ Let op Het kan een paar pogingen duren voordat de NodeMCU met het WiFi thuisnetwerk verbindt. Probeer de stappen een aantal keer totdat het werkt en wees geduldig. Wanneer de configuratie van de sensor gelukt is, zal het WiFi-netwerk van het station niet langer actief zijn en de configuratie-pagina is niet langer bereikbaar op IP-adres 192.168.4.1

Controleer dat het station juist is geconfigureerd

Het station zal nu starten met meten en uploaden van data. Je kan na ongeveer 10 minuten controleren dat alles juist werkt, door naar de volgende pagina's te gaan. Zoek op deze pagina's naar je ChipID (in het voorbeeld hierboven 13597771).

Registratie

Maak een account

Ga naar devices.sensor.community om een account te maken en onderdeel te worden van het open data netwerk.

Register je apparaat

Wanneer je een account heb gemaakt en bent ingelogd, kan je je apparaat registreren. Vul het formulier in om je apparaat te registreren. Ga naar Home -> (Login) - Sensors -> Register new sensor

sensor ID is het ChipID van de ESP8266 (NodeMCU) dat je eerder hebt opgeschreven
je e-mailadres (wordt niet gepubliceerd)
je adres: straat en huisnummer, postcode and stad. Klik op "Lookup entered address" om de coordinaten in te stellen (deze worden afgerond). Controleer de positie van de speld, verander indien nodig
stel een persoonlijke sensornaam in om het makkelijker te maken om sensoren te onderscheiden als je meerdere sensoren hebt (tuin, sensor voor je moeder, ...)
de omgeving van het station - bijvoorbeeld hoogte boven de grond, aan de weg, verkeersdrukte, vrije veld en dergelijke

Foutzoeken

Let op: de namen "sensor" en "station" worden soms door elkaar heen gebruikt. Meestal wordt de NodeMCU (al dan niet met sensoren er aan gekoppeld) bedoeld.

Geen meetdata (meer)?

Bekijk de data van je station op sensor.community

Log in
Zie je je station (sensor UID)?
- Zo niet, voeg je station toe en kijk of er data binnenkomt. Zie Registratie
Klik op de DATA knop en kijk of je station de juiste sensoren heeft (SDS011 en BME280 of DHT22).
- Zo niet, wijzig dat op je station door lokaal de instellingen te wijziogen. Zie hieronder hoe je via je eigen netwerk verbinding maakt met het station.
Wanneer is er voor het laatst data ontvangen?
- Nog nooit? Dan kan je station de data niet versturen. Configureer je station lokaal, zie hieronder hoe je je station lokaal kunt configureren.
Is je Wifi netwerk of wachtwoord gewijzigd? Kijk op je station of deze nog met jouw wifi netwerk verbonden is. Of zoek naar een wifi signaal dat begint met 'airrohr'. Dat betekent dat je sensor je wifi netwerk niet kan bereiken.
- Kijk op het station waarom het wifi netwerk niet meer bereikt kan worden en herstel dit.
Herstart het station door de voeding uit het stopcontact te halen en er weer in terug te stoppen.
- Wacht enkele minuten en kijk of er nu wel data binnenkomt.

Station werkt niet (meer)?

Controleer op je eigen router/modem of het station is aangemeld op het netwerk
- Je kan ook "Discovery" in de flashtool gebruiken. Dubbelklik als je daar je sensor ziet om naar de webpagina van hetstation te gaan.
Start je browser en verbind naar het IP-adres van het station http://[ip-van-de-sensor]/, de webpagina van het station zou moeten verschijnen
- Zo niet: de ESP heeft problemen, bijvoorbeeld de voeding is niet toereikend, reboot-loop of iets dergelijks. Zie verderop bij "Problemen met de elektronica".
Controleer of het station metingen ontvangt van de sensoren door te klikken op "Huidige data".
- Geen metingen? Dan is de sensor mogelijk defect of los geraakt. Controleer de verbindingen, zie verderop bij "Problemen met de elektronica".
Verbind via USB met een computer en bekijk het log
- Volg de tekst op de seriele interface met een serieel-terminalprogramma (Instellingen: baud 9600, 8N1)
  - Linux: screen, minicom, cutecom; Windows: Tera Term; MacOS: screen, minicom, ...
  - mogelijk zijn geschikte usb2serial drivers nog steeds vereist, zie https://github.com/opendata-stuttgart/meta/wiki/Firmware-einspielen
  - Hier zou je moeten kunnen zien wat de sensor aan het doen is (boot messages, WiFi-verbinding of AP, meten - pas na 3 minuten)

Problemen met de elektronica?

Is de voeding van het station uitgevallen? Kijk of er LED's branden op het station en op de SDS011.
- Zo niet, dan is de voeding waarschijnlijk defect.
Is het station zelf defect? Is het via het lokale netwerk nog te bereiken?
Haal de elektronica uit de behuizing en kijk wat er gebeurt
Controleer/vervang de voeding nogmaals
- knippert de ESP LED kort na een herstart?
- SDS011: is de rode LED/ventilator aan na een reboot?
- controleer/vervang de kabels naar de sensoren nogmaals