Úvod

🚧 Postavte si svůj vlastní senzor a staňte se součástí celosvětové občanské tech sítě a otevřených dat.
S pomocí DNMS (Digitální senzor pro měření hluku) můžete sami měřit hluk.

Původní pokyny a dřívější verze senzoru hluku (DNMS) můžete nalézt na Github Helmuta Bittera.

Jeho úložiště obsahuje různé konfigurace senzoru a návody pro jeho sestavení s více druhy desek a plošných spojů.

Existují dva různé druhy sestavení:

• sestavení, kde je NodeMCU s několika senzory (PM, teplota, atd.) oddělené od DNMS. Plošné spoje pro toto sestavení se nazývají AIRROHR V1.4 a DNMS - T4 V1.4
• kombinovaná verze sestavení NodeMCU a DNMS na jednom plošném spoji: DNMS - T4+NodeMCU V1.4

Zde je popsána pouze varianta, kde jsou NODEMCU a DNMS odděleny. Podívejte se na Helmutův Github pro další varianty!

V tomto případě může být spojení mezi NodeMCU a DNMS dlouhé až 10 m. To je důležité, protože pro relevantní měření hluku musíte vhodně umístit mikrofon.

Nákupní seznam

Jednotlivé komponenty

• NodeMCU ESP8266 CPU/WLAN

• Teensy 4.0 development board. Ostatní prodejci: EXPTECH, Antratek, PIMORONI

• Digitální Mikrofon ICS-43434

• ultra flexibilní silikonové kabely o průměru 0,15mm² (AWG 26) v 6 různých barvách

  
  DNMS (Digitální senzor pro měření hluku) může být zkombinován s airRohr senzorem aerosolových částic PM2,5 a PM10:

• SPS30 senzor pevných a kapalných částic. Jiní prodejci: TME, SOS electronic. Běžně užívaný SDS011 PM senzor lze též použít.

• BME280 6-PIN Verze, teplota & tlak. Jiní prodejci: Nettigo, Berrybase

• Kabel

• USB kabel: plochý 2m Micro-USB

• Napájecí USB zdroj

• Stahovací pásky

Desky plošných spojů a kryt proti povětrnostním vlivům jsou popsány níže.

🙌 Skvělé, rozhodli jste se nakoupit díly online! Dodání může někdy bohužel trvat několik dní až jeden měsíc. Do té doby si užívejte života.

Ovladače & firmware

Firmware je pro Vás už připraven. Musíte si pouze nainstalovat drivery a nahrát firmware do Vašich modulů NodeMCU (ESP8266) a Teensy 4.0.

Ke komunikaci mezi ESP8266 a Vaším operačním systémem je zapotřebí nainstalovat usb2serial drivery.

NodeMCU v3 chipset je obvykle CH341, zkontrolujte zadní stranu Vašeho NodeMCU pro další informace. Vyberte odkaz, který odpovídá operačnímu systému vašeho počítače.

Windows

Ovladač modelu V2 (CP2102) pro Windows

• Windows 10 - Windows 10 by měly být schopny tyto drivery automaticky stáhnout.
• Windows 7/8/8.1 - 32-bitová verze - nepodporuje 64-bitovou verzi Windows.

Ovladač modelu V3 (CH340/CH341) pro Windows

• Windows - Windows 10 by měly být schopny tyto drivery automaticky stáhnout.

Rozbalte stažený soubor pro Windows:

• pro V2: Otevřete adresář CP210x a dvojklikem spusťte soubor CP210xVCPInstaller_x64 (or x86)
• pro V3: Otevřete adresář CH341SER a dvojklikem spusťte soubor SETUP.

Desky plošných spojů

Nejlepší způsob, jak si postavit DNMS, je použít jednu z našich desek plošných spojů (PCB). Dnes již existuje spousta výrobců desek plošných spojů, kteří je vyrábějí za pár korun bez omezení minimálního množství. Například, JLCPCB. Stačí si stáhnout níže uvedená schémata zapojení a/nebo soubory Gerber, nahrát je na webové stránky výrobce a objednat si PCB.

AIRROHR V1.4

Stažení:

• Schéma zapojení
• Soubor Gerber k nahrání na web výrobce PCB

DNMS - T4 V1.4

PCB pro DNMS Teensy 4.0, které lze připojit přímo na NodeMCU ESP8266 nebo na PCB AIRROHR výše.

Stažení:

• Schéma zapojení
• Soubor Gerber k nahrání na web výrobce PCB

Sestavení

⚠️ DŮLEŽITÉ UPOZORNĚNÍ Před sestavením nahrajte firmware! Viz. sekce Nástroj na instalaci firmware

Mikrofonní jednotka

Mikrofonní jednotka je založena na desce od Pesky Products s mikrofonem MEMS ICS-43434. Tuto desku můžete najít na Tindie marketplace.

Pouzdro pro mikrofonní jednotku

Pouzdro je vyrobeno z polystyrenové trubice o průměru 12,7 mm. Tento průměr umožňuje přímo připojit všechny kabely k jednotce.

Prototyp byl vyvinut s Evergreen No. 236 trubkou.

Pak připájejte šest silikonových kabelů. Poznamenejte si, ke kterému pinu je kabel připojen!

Konec trubice dobře utěsněte lepící páskou.

Nyní můžete trubičku naplnit trochou pryskyřice. Tento krok je nutný, aby se zabránilo rezonanci a tím pádem byla data kalibrovaná a reprodukovatelná.

Prototyp byl vyvinut za pomocí pryskyřice PURe Isolation ST 33 od firmy Copaltec.

Specifikace:

• Dielektrická pevnost: 28 kV/mm
• Specifický odpor: 5,8 1014 ohm/cm
• Povrchový odpor: 1,3.1016 ohm
• Poměr míchání pryskyřice/tvrdidlo: 2: 1
• Doba přípravy: 20 až 30 min.
• Doba vytvrzení: 16 až 30 h
• Konečný vytvrzený stav: 10 až 14 dní
• Viskozita (smíšená): 500 až 600 mPa.s
• Tvrdost: D 50 až 55 (ISO 868, DIN 53505)
• Tepelná vodivost: 0,3 W/mK
• Aplikační teploty: - 20 až +130 °C

Polyurethanová pryskyřice UR5545 od Electrolube by měla být též v pořádku.

Pro každou trubičku by mělo stačit 15 g pryskyřice.

Po vytvrzení pryskyřice odstraňte pásku. Vaše mikrofonní jednotka je připravena.

Pouzdro pro DNMS

Když jsou Teensy (DNMS) a NodeMCU (samostatně nebo na PCB) odděleny: DNMS a airRohr

Potřebujete kus trubice o průměru 25 mm (například trubice pro elektrické vedení), konektor, koleno 90° a kabelovou průchodku M25 IP68.

Samotná trubka by měla být 160 mm dlouhá. V ní je uložen DNMS. Mikrofonní jednotka je zajištěna průchodkou.

Průchodka brání průniku vody a vlhkosti do pouzdra, zatímco kabely volně prochází.

DNMS je připojen k druhé PCB kabelem RJ12. Pokud je tento kabel delší než 250 mm, musíte použít prodloužení I²C.

Poté, co je vše dobře propojeno, jsou díly slepeny dohromady.

Výsledek:

PCB obsahující NodeMCU lze umístit do jakékoli krabičky na elektroniku.

Ochrana proti počasí

Všechna pouzdra a krabičky by měly být vodotěsné. Citlivý může být pouze vstup mikrofonu. Výrobce TDK zveřejnil některá doporučení pro utěsnění mikrofonů MEMS se spodním portem InvenSense od vnikání prachu a kapalin, ale díly je těžké je najít a nebyly testovány.

Je naprosto nezbytné ochránit mokrofon proti povětrnostním vlivům ve formě nějakého pěnového krytu. V případě potřeby stačí i houbička pro domácnost. Existuje pro to několik důvodů:

• chrání před hlukem větru (vítr může zvýšit naměřené hodnoty decibelů)
• chrání před přímým vnikem vody do mikrofonu. Abyste zabránili kondenzaci, po osazení stáhněte kryt, a vytvořte malou dutinu.
• chrání před slunečním zářením. Intenzivní sluneční světlo může ovlivnit naměřené hodnoty a snížit životnost mikrofonu.

Tyto pěnové kryty se běžně prodávají jako „kryty pro měřicí mikrofony“. Ale jsou drahé. Můžete si také vzít normální pěnovou kouli a nůžkami otvor vystřihnout.

Pokud potřebujete další tento odkaz by se mohl hodit.

Umístění mikrofonu

Je důležité umístit mikrofon na místo, které je „volné“, jak jen je to možné, místo s co nejmenšími plochami odrážejícími zvuk. Vzdálenost od reflexních povrchů by měla být co největší. Snažte se nepřipojovat mikrofon přímo na stěnu domu, protože stěny silně odrážejí zvuky. Vzdálenost od stěny by měla být v ideálním případě větší než 1 m. Samozřejmě to není vždy snadno realizovatelné.

Při vzdálenosti asi 50 cm od špičky mikrofonu ke stěně je indukovaná chyba stále přiměřená. Dobrými místy jsou například balkony nebo terasové zábradlí nebo malý stožár na střeše.

Můžete také zkusit umístit mikrofon přímo na rohu domu, aby se odrazy vzájemně částečně rušily.

Řešením může být také volně stojící stožár o výšce nejméně 1 m, ale musíte si dávat pozor na odrazy na zemi. Samozřejmě záleží na podlahové krytině.

Je také důležité si vždy uvědomit, že měříme okolní hluk. Můžeme udělat pouze přibližnou emisi hluku ze zdrojů, jako jsou silnice nebo železnice.

Čím blíže se však ke zdroji dostanete, tím přesnější je odkaz na zdroj. Upgrady firmwaru by pak měly být schopny získat přesná měření pro identifikovaný typ šumu.

Konfigurace

Získejte ID

1. Připojte stanici USB kabelem ke zdroji, tím dojde k zapnutí.

2. Stanice se pokusí připojit k nakonfigurované síti (je-li nějaká). Jestliže se jí to nepodaří, stanice vytvoří otevřenou Wi-Fi síť s názvem Particulate Matter ID , Feinstaubsensor-ID nebo airRohr-ID. ID je ChipID (například 13597771). Prosím zapište si toto číslo. Budete ho potřebovat při registraci.

3. Připojte se k vytvořené Wi-Fi síti. Počkejte na dokončení připojení.
   Android: Jestliže dojde k okamžitému odpojení, pravděpodobně bude nutné v nastavení deaktivovat možnost 'Inteligentní síťový přepínač' v 'Připojení -> Wi-Fi -> Rozšířené'

4. Otevřete prohlížeč a napište http://192.168.4.1/

⚠️ Poznámka Připojení NodeMCU k domácí Wi-Fi síti může někdy vyžadovat vícero pokusů. Prosím buďte trpělivý a zkoušejte to, dokud se to nepodaří. Senzor můžete nakonfigurovat i pomocí chytrého telefonu. Pokud byla konfigurace úspěšná, IP adresa konfigurační stránky 192.168.4.1. už není přístupná.

Konfigurace senzoru

1. V části 'Konfigurace' zadejte SSID (název vaší domácí Wi-Fi sítě), bezpečnostní klíč sítě (v systému Windows) nebo heslo k Wi-Fi.

2. Pro senzor hluku (DNMS) v souladu s tímto manuálem již nejsou potřeba vykonávat další změny.

3. Po zmáčknutí Uložit a restartovat, se senzor restartuje a po úspěšném připojení k Wi-Fi síti se k němu tímto způsobem již nelze připojit.

Otestujte senzor

Jestliže jste kromě zadání Wi-Fi sítě nezměnili žádné jiné údaje, senzor můžete po cca. 10 minutách 'otestovat' na následujících stránkách. Na těchto stránkách vyhledejte vaše ChipID (v příkladě výše 13597771).

• Sensordaten
• WLAN-Signal

Registrace

Zaregistrujte se

Navštivte stránku devices.sensor.community zaregistrujte váš senzor a staňte se součástí sítě otevřených dat.

Zaregistrujte svoje zařízení

Po přihlášení klikněte na Registrovat nový senzor a vyplňte formulář. Úvod -> (Přihlášení) - Moje senzory -> Zaregistrovat nový senzor

• ChipID modulu ESP8266 (NodeMCU), které jste si poznačili.
• Vaše e-mailová adresa (nebude zveřejněna).
• Vaše adresa: ulice s číslem domu, PSČ a město. Klikněte na "Vyhledat zadanou adresu" a získejte souřadnice polohy (budou zaokrouhleny). Zkontrolujte polohu špendlíku a upravte v případě potřeby.
• Pojmenování senzoru ulehčuje jeho identifikaci, pokud máte více senzorů (například zahrada, senzor u mámy, atd.)
• Okolí senzoru - například výška od země, vzdálenost od silnice, vysoké dopravní zatížení, volné pole na okraji města nebo podobně.

NB!

V současné době není možné zaregistrovat pomocí webu najednou senzor PM, senzor teploty/vlhkosti/tlaku, společně se senzorem DNMS připojenými k jednomu NodeMCU. Prozatím to lze provést pouze ručně zasláním požadavku na tech (at) sensor.community. Pro více detailů navštivte issue.

Řešení problémů

Problémy s přenosem?

Do prohlížeče zadejte svoje vlastní údaje v následujícím formátu:: https://www.madavi.de/sensor/graph.php?sensor=esp8266-[ID]-[typ senzoru]

[ID] můžete nalézt na následující stránce https://www.madavi.de/sensor/graph.php

• Je senzor zaregistrovaný prostřednictvím https://devices.sensor.community/ a je senzor viditelný na mapě?
  • Byla intenzita WIFi signálu v minulosti nízká? Zde je stránka s log souborem signálu: https://www.madavi.de/sensor/signal.php?sensor=esp8266-[ID]

Problémy s USB kabelem?

• Zkontrolujte napájecí zdroj USB kabelu
• Restart (odpojte napájení ze sítě, nebo vytáhněte USB konektor ze zařízení).
• Je WiFi síť správně nakonfigurovaná (senzor se připojí k nakonfigurované síti)? Jestliže ne:
  • vytvoří senzor vlastní otevřenou WiFi síť (v průběhu 2-7 minut po restartu)?
  • Hledejte síť s názvem airrohr-[ID]. Buďte trpěliví, může to trvat 1-2 minuty po spuštění.
• Zkontrolujte v nastavení vašeho routeru, jestli je senzor připojený k vaší síti. Poznačte si jeho IP adresu.
  • můžete také využít možnost "Prohledat síť" v nástroji na instalaci firmware
  • Jestliže ano: připojte se k senzoru přes IP adresu pomocí prohlížeče http://[ip-senzoru]/, mělo by se vám zobrazit rozhraní senzoru.
  • Jestliže ne: ESP má problémy, např. je nedostatečné napájení, restartuje ve smyčce nebo podobně.
• Připojte USB k počítači a zkontrolujte log.

  • Sledujte text na sériovém rozhraní pomocí programu sériový terminál (Nastavení: baud 9600, 8N1).

    • Linux: screen, minicom, cutecom; Windows: Tera Term; MacOS: screen, minicom, ...
    • pro správnou funkci jsou potřeba vhodné ovladače usb2serial https://github.com/opendata-stuttgart/meta/wiki/Firmware-einspielen

  • Zde byste měli vidět co senzor dělá (bootovací zprávy, připojení k WiFi, měření - až po 3 minutách).

Problémy s elektronikou?

• Vyjměte elektroniku z krytu a zkontrolujte ji.

• Zkontrolujte nebo vyměňte napájecí zdroj:

  • bliká ESP8266 krátce po restartu?
  • Teensy: červeně bliká po restartu?
  • Opět zkontrolujte zapojení kabelů k senzoru nebo kabely vyměňte.

  Noise is in beta. Send questions to

  Noise@Sensor.Community