Introduction

🚧 Zbuduj swój czujnik DIYY i stań się częścią światowej sieci opendata i civictech. Dzięki DNMS (Digital Noise Measuring Sensor) możesz samodzielnie mierzyć poziom hałasu.

Sprawdź oryginalne instrukcje i poprzednie wersje czujnika hałasu na Helmut Bitter's Github.

To repozytorium zawiera różne konfiguracje do budowy czujnika z różnych rodzajów płytek i płytek drukowanych.

Istnieją dwa różne rodzaje ustawień:

• konfiguracja, w której NodeMCU z niektórymi czujnikami (PM, temperatura itp.) i DNMS są rozdzielone. Płytki drukowane nazywają się AIRROHR V1.4 a DNMS - T4 V1.4.
• połączona wersja NodeMCU i DNMS na tej samej płytce PCB: DNMS - T4+NodeMCU V1.4

Opisany jest tu tylko wariant, w którym NODEMCU i DNMS są rozdzielone. Spójrz na Helmut's Github dla pozostałych wariantów!

W tym przypadku połączenie pomiędzy NodeMCU i DNMS może mieć długość nawet 10 m. Jest to ważne, ponieważ należy znaleźć odpowiednie położenie DNMS, aby uzyskać dokładne pomiary hałasu.

Lista zakupów

Pojedyncze komponenty

• NodeMCU ESP8266 CPU/WLAN

• Teensy 4.0 development board. Inni sprzedawcy: EXPTECH, Antratek, PIMORONI

• Digitales Mikrofon ICS-43434

• ultra elastyczne kable silikonowe o średnicy 0,15 mm² (AWG 26) w 6 różnych kolorach

  
  Czujnik DNMS (Digital Noise Measuring Sensor) może być połączony z czujnikiem PM AirRohr:

• SPS30 Czujnik drobnego pyłu. Inni sprzedawcy: TME, SOS electronic. Można również zastosować zwykły czujnik SDS011 PM sensor can be used as well.

• BME280 6-PIN Version, temperatura i wilgotność. Inni sprzedawcy: Nettigo, Berrybase

• Przewód

• Przewód USB np.: płaski 2m Micro-USB

• Zasilacz USB

• Taśmy kablowe

Poniżej opisane zostaną płytki drukowane i ochrona przed warunkami atmosferycznymi.

🙌 Świetnie, zdecydowałeś się na zakup części online! Niestety dostawa może trwać od dni do trzech tygodni. Do tego czasu można korzystać z witryny life️.

Driver & firmware

Przygotowaliśmy już firmware. Wystarczy zainstalować sterowniki i błysnąć płytkami NodeMCU (ESP8266) i Teensy 4.0.

Do komunikacji z ESP8266 potrzebne są sterowniki usb2serial dla Twojego systemu operacyjnego.

Chipset dla NocdeMCUs v3 jest zazwyczaj CH341, wystarczy sprawdzić z tyłu NodeMCU, aby znaleźć kilka informacji technicznych. Wybierz łącze, które odpowiada systemowi operacyjnemu twojego komputera.

Windows

Sterowniki dla modelu V2 (CP2102) dla Windows

• Windows 10 - Windows 10 powinien mieć możliwość automatycznego pobrania ich
• Windows 7/8/8.1 - wersja 32-bitowa - nie obsługująca 64-bitową wersję OS

Sterownik dla modelu V3 (CH340/CH341) dla Windows

• Windows - Windows 10 powinien mieć możliwość automatycznego pobrania ich

Rozpakuj pobrany plik dla systemu Windows:

• dla V2: Otwórz folder CP210x i kliknij dwukrotnie na aplikację CP210xVCPInstaller_x64 (lub x86).
• dla V3: otwórz folder CH341SER i kliknij dwukrotnie na SETUP aplikacji.

PCBs and circuit diagrams

Najlepszym sposobem na zbudowanie DNMS jest użycie jednej z naszych płyt PCB. Obecnie jest całkiem sporo producentów PCB, którzy mogą produkować płytki za kilka dolców bez minimalnych ilości. Na przykład, JLCPCB. Po prostu ściągnij nasze schematy i/lub pliki Gerbera poniżej, wgraj je na stronę producenta i zamów swoje PCB.

AIRROHR V1.4

Pobierz:

• Schemat połączeń
• Plik Gerber do załadowania na stronie producenta obwodów drukowanych

DNMS - T4 V1.4

Płytka drukowana dla DNMS Teensy 4.0, która może być podłączona bezpośrednio do NodeMCU ESP8266 lub do powyższej płytki AIRROHR.

Pobierz:

• Schemat połączeń
• Plik Gerber do załadowania na stronie producenta obwodów drukowanych

Assemble

⚠️ WAŻNA UWAGA Przed montażem należy zainstalować firmware! Patrz sekcja __ migacza firmware__.

Microphone unit

Moduł mikrofonowy oparty jest na płycie Pesky Products breakoutboard z mikrofonem MEMS ICS-43434. Płytę taką można dopracować w Tindie marketplace.

Obudowa modułu mikrofonu

Obudowa wykonana jest z rurki styropianowej .500" (12,7 mm). Średnica ta pozwala na bezpośrednie podłączenie większości kalibratorów do urządzenia.

Prototyp został opracowany przy użyciu Evergreen nr 236 rurki.

Następnie przylutować sześć silikonowych kabli. Zwróć uwagę, z którym stykiem kabel jest połączony!

Zacisnąć koniec rury taśmą.

Teraz możesz wypełnić rurę żywicą. Ten krok jest obowiązkowy w celu uniknięcia rezonansu i uzyskania skalibrowanych i odtwarzalnych danych.

Prototyp został opracowany przy użyciu niektórych materiałów PURe Isolation ST 33 produkowanych przez Copaltec GmbH.

Specyfikacje:

• Wytrzymałość dielektryczna: 28 kV/mm
• Szczególny opór do przodu: 5,8.1014 ohm/cm
• Opór powierzchniowy: 1,3.1016 om
• Proporcja mieszania żywica/ utwardzacz: 2 : 1
• Czas garnkowy: 20 do 30 min.
• Czas utwardzania: 16 do 30 h
• Ostatecznie utwardzony stan: 10 do 14 dni
• Lepkość (mieszana): 500 do 600 mPa.s
• Twardość brzegowa: D 50 do 55 (ISO 868, DIN 53505)
• Przewodność cieplna: 0,3 W/mK
• Temperatury stosowania: - 20 do +130 °C

Powinna działać również żywica poliuretanowa UR5545 wyprodukowana przez Electrolube.

Na każdą rurkę powinno wystarczyć 15 g żywicy.

Po stwardnieniu żywicy należy usunąć taśmę. Jednostka mikrofonowa jest gotowa.

DNMS Obudowa

Po rozdzieleniu Teensy (DNMS) i NodeMCU (samodzielnego lub na PCB): DNMS i airRohr

Potrzebny jest kawałek rury o średnicy 25 mm (na przykład rury do zastosowań elektrycznych), złącze, łuk 90° i dławnica kablowa M25 IP68.

Sama rurka powinna mieć długość 160 mm. DNMS wygląda w środku. Obudowa mikrofonu jest utrzymywana przez dławnicę kablową.

Dławik zapobiega przedostawaniu się wody i wilgoci do wnętrza obudowy podczas przepuszczania kabla.

DNMS jest podłączony do drugiej płytki drukowanej za pomocą kabla RJ12. Jeśli kabel ten jest dłuższy niż 250 mm, należy użyć przedłużacza I²C.

Gdy wszystko jest już dobrze połączone, części są sklejane razem.

Rezultat:

Płytka drukowana zawierająca NodeMCU może być umieszczona w dowolnym rodzaju skrzynki elektrycznej.

Weather protection

Same obudowy powinny być wodoszczelne. Tylko wlot mikrofonu może być czuły. TDK, producent opublikował kilka zaleceń dotyczących uszczelniania dolnego wlotu mikrofonów InvenSense MEMS od kurzu i cieczy, ale komponenty są trudne do znalezienia i nie zostały przetestowane.

Bezwzględnie konieczne jest zainstalowanie zabezpieczenia pogodowego w postaci piankowej osłony. W razie potrzeby wystarczy nawet gąbka domowa. Jest ku temu kilka powodów:

• chroni ona przed hałasem wiatru (co może zwiększyć pomiary decybeli)
• chroni przed bezpośrednim wyciekiem wody z mikrofonu. Aby uniknąć kondensacji pary wodnej na mikrofonie, po zainstalowaniu należy odciągnąć pokrywę do tyłu, aby utworzyć małą szczelinę.
• chroni ona przed promieniowaniem słonecznym. Intensywne promieniowanie słoneczne może wpływać na mierzone wartości i skrócić żywotność mikrofonu.

Te piankowe osłony są zwykle sprzedawane jako "osłony do mikrofonów pomiarowych". Ale są one drogie. Można też wziąć normalną piankową kulkę i wyciąć w niej otwór nożyczkami.

If you need more ones this source can be helpful.

Location of the microphone

Ważne jest, aby umieścić mikrofon w miejscu możliwie jak najbardziej "wolnym", to znaczy w miejscu o jak najmniejszej ilości powierzchni odbijających dźwięk. Odległość od powierzchni odbijających dźwięk powinna być tak duża, jak to tylko możliwe. Staraj się nie montować mikrofonu bezpośrednio na ścianie domu, ponieważ ściany mocno odbijają dźwięki. Odległość od ściany powinna być idealnie większa niż 1 m. Oczywiście nie zawsze jest to łatwe do zrealizowania.

Przy odległości około 50 cm od końcówki mikrofonu do ściany, wywołany błąd jest nadal uzasadniony. Dobrymi miejscami są np. balkony lub barierki tarasowe, czy mały maszt na dachu.

Można również spróbować umieścić mikrofon bezpośrednio w rogu domu, aby odbicia częściowo się wzajemnie zniwelowały.

Wolnostojący maszt o wysokości co najmniej 1 m może być również rozwiązaniem, ale wtedy trzeba uważać na odbicia na ziemi. Zależy to oczywiście od pokrycia podłogi.

Ważne jest również, aby zawsze mieć świadomość, że mierzymy hałas otoczenia. Możemy dokonać jedynie przybliżonego pomiaru emisji hałasu ze źródeł takich jak drogi lub linie kolejowe.

Jednak im bliżej źródła, tym dokładniejsze staje się odniesienie do źródła. Aktualizacje oprogramowania sprzętowego powinny wtedy umożliwiać wstępne pomiary dla określonego rodzaju hałasu.

Configure

Get the ID

1. Podłączyć stację za pomocą kabla USB do zasilania czujnika

2. Stacja próbuje się połączyć z skonfigurowanym punktem dostępu WiFi. Jeśli to nie działa, czujnik otwiera punkt dostępowy o nazwie Particulate Matter ID , Feinstaubsensor-ID lub airRohr-ID. ID to ChipID (na przykład 13597771). Proszę zanotować ten numer w dół, ponieważ jest on potrzebny do rejestracji

3. Połącz się z utworzonym punktem dostępowym. Poczekaj, aż połączenie zostanie nawiązane.
   Android: Jeśli połączenie zostanie natychmiast rozłączone, być może trzeba będzie wyłączyć opcję "Przełącznik sieci inteligentnej" pod "Połączenia -> WiFi -> Zaawansowane".

4. Otwórz swoją przeglądarkę i wpisz http://192.168.4.1/

⚠️ Proszę o uwagę Może się zdarzyć, że NodeMCU podejmie kilka prób połączenia z domową siecią WiFi. Proszę się nie zniecierpliwić i spróbować, aż zadziała. Czujnik może być również skonfigurowany za pomocą smartfona. Jeśli konfiguracja czujnika zadziałała, strona konfiguracyjna nie jest już dostępna pod tym adresem IP 192.168.4.1.

Skonfiguruj stację

1. W polu "Konfiguruj" wpisz SSID (nazwę domowej sieci WiFi), klucz bezpieczeństwa sieci (pod Windows) lub hasło WiFi.

2. W przypadku czujników hałasu (DNMS) zgodnie z niniejszą instrukcją nie są konieczne żadne dalsze zmiany

3. Po naciśnięciu przycisku Zapisz, czujnik uruchomi się ponownie i nie będzie już dostępny w ten sposób, gdy połączy się z siecią WLAN.

Przetestuj stację

Jeżeli nie dokonano żadnych zmian poza wprowadzeniem danych dotyczących sieci WiFi, czujnik może zostać "przetestowany" na kolejnych stronach po upływie około 10 minut. Na tych stronach należy wyszukać ChipID (w przykładzie powyżej 13597771).

• Sensordaten
• WLAN-Signal

Register

Zarejestruj się

Wejdź na stronę devices.sensor.community, aby zarejestrować swoje urządzenie i stać się częścią otwartej sieci danych.

Zarejestruj swoje urządzenie

Po zalogowaniu się kliknij na zarejestrowanie nowego urządzenia i wypełnij formularz. Strona główna -> (Logowanie) - Czujniki -> Zarejestruj czujnik

• your noted down ChipID of the ESP8266 (NodeMCU)
• twój adres e-mail (nie będzie opublikowany)
• twój adres: Ulica z numerem domu, kodem pocztowym i miastem. Kliknij na "Wyszukaj wprowadzony adres", aby uzyskać współrzędne lokalizacji (zostaną one zaokrąglone). Sprawdź pozycję pinezki, w razie potrzeby zmień ją
• internal name makes it easier to separate if you have multiple sensors (like garden, sensor for mom,...)
• otoczenie stacji - np. wysokość nad ziemią, strona drogi, duże natężenie ruchu, wolne pole lub podobne

Troubleshoot

Transmitting problems?

Enter the following in the browser with your own data: https://api-rrd.madavi.de/grafana/d/BYsfp-xGz/dnms?orgId=1&var-chipID=esp8266-[ID]

The [ID] can also be searched for in input field in the upper left corner https://api-rrd.madavi.de/grafana/d/BYsfp-xGz/dnms?orgId=1

• Is the sensor registered via https://devices.sensor.community/ and is the sensor visible on the map?
  • Was the WLAN signal level weak in the past? here is the signal log server-side: https://api-rrd.madavi.de/grafana/d/Fk6mw1WGz/wifi-signal?orgId=1&var-chipID=esp8266-[ID]

USB cable problems?

• Check power supply: USB cable
• Reboot (disconnect power supply, e.g. pull USB plug)
• Is the WLAN Config OK (the sensor connects to the configured WLAN) If not:
  • does the sensor open an AP (in the first 2-7 minutes after a reboot)?
  • Look for airrohr-[ID] WLAN network. Patience, it may take 1-2 minutes after boot.
• Check on your own router if the sensor is logged into the network, then remember the IP
  • alternatively use "Discovery" in the flashtool
  • If yes: connect to the sensor via IP with a browser http://[ip-of-the-sensor]/ , the interface should appear
  • If no: the ESP has problems, e.g. power supply insufficient, reboot loop or similar
• Connect USB to a computer and view the log

  • Track text on serial interface with serial terminal program (Settings: baud 9600, 8N1)

    • Linux: screen, minicom, cutecom; Windows: Tera Term; MacOS: screen, minicom, ...
    • possibly suitable usb2serial drivers are still necessary, see https://github.com/opendata-stuttgart/meta/wiki/Firmware-einspielen

  • There you should be able to see what the sensor is doing (boot messages, WLAN connection or AP, measurement - only after 3 minutes)

Electronics problems?

• Remove sensor electronics from the housing and observe

• Check/replace power supply again

  • does ESP flash shortly after reboot?
  • Teensy: red LED flashing after reboot?
  • check/replace the cables to the sensors again

  Hałas jest w fazie beta. Wyślij pytania do

  Noise@Sensor.Community