Introduktion

🚧 Bygg din DIY-sensor och bli en del av det globala nätverket för opendata & civictech.
Med DNMS (Digital Noise Measuring Sensor) kan du själv mäta buller.

Kolla in originalinstruktionerna och tidigare versioner av brusgivaren på Helmut Bitter's Github.

Förvaret innehåller olika inställningar för att bygga sensorn med olika typer av kort och kretskort.

Det finns två olika typer av inställningar:

• en installation där NodeMCU med vissa sensorer (PM, temperatur etc.) och DNMS är separerade. PCB: erna kallas AIRROHR V1.4 och DNMS - T4 V1.4
• en kombinerad version av NodeMCU och DNMS på samma PCB: DNMS - T4 + NodeMCU V1.4

Endast varianten där NODEMCU och DNMS separeras beskrivs här. Ta en titt på Helmuts Github för de andra varianterna!

I det här fallet kan anslutningen mellan NodeMCU och DNMS vara så lång som 10m. Detta är viktigt eftersom du måste hitta rätt position för DNMS för att få exakta brusmätningar.

Inköpslista

Enskilda komponenter

• NodeMCU ESP8266 CPU/WLAN

• Teensy 4.0 utvecklingskort. Andra säljare: EXPTECH, Antratek, PIMORONI

• Digitales Mikrofon ICS-43434

• ultra flexibla silikonkablar med en diameter på 0,15 mm² (AWG 26) i 6 olika färger

  
  DNMS (Digital Noise Measuring Sensor) kan kombineras med en airRohr PM-sensor:

• SPS30 fin dammsensor. Andra säljare: TME, SOS electronic. Den vanliga SDS011 PM-sensorn kan också användas.

• BME280 6-PIN-version, temperatur och fuktighet. Andra säljare: Nettigo, Berrybase

• Cable

• USB-kabel t.ex.: platt 2m Micro-USB

• Strömförsörjning USB

• Kabelremmar

PCB och väderskydd kommer att beskrivas nedan.

🙌 Bra, du bestämde dig för att köpa delarna online! Tyvärr kan leveransen ta från dagar upp till tre veckor. Tills dess njut av ditt liv️.

Drivrutin och firmware

Vi har redan förberett firmware. Du behöver bara installera drivrutiner och flasha dina NodeMCU (ESP8266) och Teensy 4.0-kort.

För att kommunicera med din ESP8266 behöver du usb2serialdrivrutiner för ditt operativsystem.

Chipset för NocdeMCUs v3 är vanligtvis CH341, kolla bara på baksidan av din NodeMCU för att hitta teknisk information. Välj den länk som motsvarar datorns operativsystem.

Windows

Drivrutiner för modell V2 (CP2102) för Windows

• Windows 10 - Windows 10 bör kunna ladda ner dessa automatiskt
• Windows 7/8 / 8.1 - 32-bitarsversion - ** inte ** stödjer 64-bitars version OS

Drivrutin för modell V3 (CH340/CH341) för Windows

• Windows - Windows 10 bör kunna ladda ner dessa automatiskt

Extrahera den nedladdade filen för Windows:

• för V2: Öppna mappen CP210x och dubbelklicka på applikationen CP210xVCPInstaller_x64 (eller x86)
• för V3: öppna mappen CH341SER och dubbelklicka på applikationsinställningen.

PCB och kretsscheman

Det bästa sättet att bygga DNMS är att använda en av våra PCB. Det finns nu en hel del PCB-tillverkare som kan producera kretskort för några dollar utan minimikvantiteter. Till exempel JLCPCB. Ladda bara ner våra kretsscheman och / eller Gerber-filer nedan, ladda upp dem på tillverkarens webbplats och beställ dina kretskort.

AIRROHR V1.4

Ladda ner:

• Kretsschema
• Gerber-fil att ladda upp på PCB-tillverkarens webbplats

DNMS - T4 V1.4

PCB för DNMS Teensy 4.0 som kan anslutas direkt på en NodeMCU ESP8266 eller på AIRROHR PCB ovan.

Ladda ner:

• Kretsschema
• Gerber-fil att ladda upp på PCB-tillverkarens webbplats

Montera

⚠️ VIKTIGT ANMÄRKNING Installera firmware innan montering! Se avsnittet firmware flasher.

Mikrofonenhet

Mikrofonenheten är baserad på Pesky Products brytkort med en MEMS-mikrofon ICS-43434. Du kan finla en sådan tavla på Tindie marketplace.

Hölje för mikrofonenheten

Höljet är tillverkat med en 0,55 "(12,7 mm) polystyrenrör. Denna diameter gör det möjligt att direkt ansluta de flesta kalibratorer på enheten.

Prototypen utvecklades med Evergreen No. 236 slangar.

Löd sedan de sex silikonkablarna. Observera vilken stift kabeln är ansluten till!

Gör rörets ändar täta med tejpen.

Nu kan du fylla röret med lite harts. Detta steg är obligatoriskt för att undvika resonans och erhålla kalibrerade och reproducerbara data.

Prototypen utvecklades med en del PURe Isolation ST 33 producerad av Copaltec GmbH.

Specifikationer:

• Dielektrisk hållfasthet: 28 kV / mm
• Specifikt framåtriktat motstånd: 5,8.1014 ohm / cm
• Ytmotstånd: 1,3.1016 ohm
• Blandningsförhållande harts / härdare: 2: 1
• Pottid: 20 à 30 min. Härdningstid: 16 à 30 timmar
• Slutligt härdat tillstånd: 10 à 14 dagar
• Viskositet (blandad): 500 till 600 mPa.s
• Strandhårdhet: D 50 till 55 (ISO 868, DIN 53505)
• Värmeledningsförmåga: 0,3 W / mK
• Användningstemperaturer: - 20 till +130° C

Polyuretanharts UR5545 tillverkad av Electrolube bör också fungera.

För varje slang bör 15 g harts vara tillräckligt.

Ta bort tejpen när hartset har härdat. Din mikrofonenhet är klar.

DNMS bostäder

När Teensy (DNMS) och NodeMCU (fristående eller på PCB) är åtskilda: DNMS och airRohr

Du behöver en bit med 25 mm diameter slang (till exempel slang för elektriska applikationer), en kontakt, en 90 ° båge och en M25 IP68-kabelförskruvning.

Själva röret ska vara 160 mm långt. DNMS ser ut i. Mikrofonhöljet underhålls av kabelgenomföringen.

Fören förhindrar att vatten och fukt tränger in i huset medan kabeln passerar.

DNMS är ansluten till det andra kretskortet med en RJ12-kabel. Om denna kabel är längre än 250 mm måste du använda en I²C-förlängning.

När allt är väl anslutet limmas delarna ihop.

Resultat:

Kretskortet som bär NodeMCU kan placeras i alla slags elektriska lådor.

Väderskydd

Husen själva ska vara vattentäta. Endast mikrofoninloppet kan vara känsligt. TDK, tillverkaren har publicerat några rekommendationer för tätning av InvenSense bottenport MEMS-mikrofoner från damm och vätskeintrång men komponenterna är svåra att hitta och testades inte.

Det är absolut nödvändigt att installera ett väderskydd i form av ett skumskydd. Vid behov räcker även en hushållssvamp. Det finns flera orsaker till detta:

• det skyddar mot vindbrus (vilket kan öka mätningarna av decibel)
• det skyddar mot direkt vattenläckage på mikrofonen. För att undvika kondens på mikrofonen, dra tillbaka locket ett slag efter installationen för att skapa ett litet hålrum.
• det skyddar mot solstrålning. Intensivt solljus kan påverka de uppmätta värdena och minska mikrofonens livslängd.

Dessa skumskydd säljs normalt som ”lock för mätmikrofoner”. Men de är dyra. Du kan också ta en vanlig skumkula och klippa ett hål med saxen.

Om du behöver fler den här källan kan vara till hjälp.

Mikrofonens plats

Det är viktigt att placera mikrofonen i ett område så "fritt" som möjligt, det vill säga på en plats med så mindre ljudreflekterande ytor som möjligt. Avståndet till reflekterande ytor ska vara så stort som möjligt. Försök att inte montera mikrofonen direkt på husets vägg, eftersom väggarna reflekterar ljudet starkt. Avståndet till väggen bör helst vara mer än 1 m. Naturligtvis är det inte alltid lätt att förstå.

Med ett avstånd på cirka 50 cm från mikrofonens spets till väggen är det inducerade felet fortfarande rimligt. Bra ställen är till exempel balkonger eller terrassräcken, eller en liten mast på taket.

Du kan också försöka placera mikrofonen direkt på husets hörn för att reflektionerna delvis ska avbryta varandra.

En fristående mast på minst 1 m höjd kan också vara en lösning, men då måste du se upp för reflektioner på marken. Det beror naturligtvis på golvbeläggningen.

Det är också viktigt att alltid vara medveten om att vi mäter omgivningsbuller. Vi kan bara göra en approximation av buller från källor som vägar eller järnvägar.

Ju närmare källan kommer, desto mer exakt blir referensen till källan. Uppgraderingar av firmware bör då kunna få exakta mätningar för en identifierad typ av buller.

Konfigurera

Få ID

1. Anslut stationen med en USB-kabel för att slå på sensorn

2. Stationen försöker ansluta till den konfigurerade WiFi-åtkomstpunkten. Om detta inte fungerar öppnar sensorn en åtkomstpunkt med namnet "Particulate Matter ID", "Feinstaubsensor-ID" eller "airRohr-ID". ID är ** ChipID ** (till exempel 13597771). ** Observera att numret är nere, eftersom du behöver det för registreringen **

3. Anslut till den skapade åtkomstpunkten. Vänta tills anslutningen är upprättad.
   * Android *: Om anslutningen kopplas bort omedelbart kan du behöva inaktivera alternativet "Smart nätverksomkopplare" under "Anslutningar -> WiFi -> Avancerat"

4. Öppna din webbläsare och skriv in http://192.168.4.1/

⚠️ Observera Det kan ta några försök för NodeMCU att ansluta till hem-WiFi-nätverket. Bli inte otålig och försök tills den fungerar. Sensorn kan också konfigureras via en smartphone. Om konfigurationen av sensorn har fungerat är konfigurationssidan inte längre tillgänglig under denna IP 192.168.4.1

Konfigurera stationen

1. Under "Konfigurera" anger du SSID (namnet på ditt WiFi-nätverk), nätverkssäkerhetsnyckeln (under Windows) eller WiFi-lösenordet.

2. För bullersensorer (DNMS) enligt denna manual är inga ytterligare ändringar nödvändiga

3. Efter att ha tryckt på spara startar sensorn om och är inte längre tillgänglig på det här sättet när den ansluts till WLAN.

Testa stationen

Om inga ändringar har gjorts förutom att ange WiFi-nätverksdata, kan sensorn testas på följande sidor efter cirka 10 minuter. På dessa sidor måste du söka efter ChipID (i exemplet ovanför 13597771).

• Sensordaten
• WLAN-Signal

Registrera

Registrera dig själv

Gå till devices.sensor.community för att registrera din enhet och bli en del av det öppna datanätverket.

Registrera din enhet

När du har loggat in klickar du på registrera ny enhet och fyll i formuläret. Hem -> (Logga in) - Sensorer -> Registrera sensor

• ditt noterade ChipID för ESP8266 (NodeMCU)
• din e-postadress (kommer inte att publiceras)
• din adress: Gata med husnummer, postnummer och stad. Klicka på "Sökning angiven adress" för att få platskoordinaterna (avrundas). Kontrollera stiftets läge, byt ut det vid behov
• internt namn gör det lättare att separera om du har flera sensorer (som trädgård, sensor för mamma, ...)
• stationens omgivning - t.ex. höjd över mark, sida av vägen, hög trafikvolym, fritt fält eller liknande

Felsök

Överföringsproblem?

Ange följande i webbläsaren med dina egna data: https://api-rrd.madavi.de/grafana/d/BYsfp-xGz/dnms?orgId=1&var-chipID=esp8266-[ID]

[ID] kan också sökas i inmatningsfältet i det övre vänstra hörnet https://api-rrd.madavi.de/grafana/d/BYsfp-xGz/dnms?orgId=1

• Är sensorn registrerad via https://devices.sensor.community/ och är sensorn synlig på kartan?
  • Var WLAN-signalnivån svag tidigare? här är signalloggens serversida: https://api-rrd.madavi.de/grafana/d/Fk6mw1WGz/wifi-signal?orgId=1&var-chipID=esp8266-[ID]

USB-kabelproblem?

• Kontrollera strömförsörjningen: USB-kabel
• Starta om (koppla bort strömförsörjningen, t.ex. dra ut USB-kontakten)
• Är WLAN-konfigurationen OK (sensorn ansluter till det konfigurerade WLAN) Om inte:
  • öppnar sensorn en AP (under de första 2-7 minuterna efter en omstart)?
  • Leta efter ʻairrohr- [ID] `WLAN-nätverk. Tålamod, det kan ta 1-2 minuter efter start.
• Kontrollera på din egen router om sensorn är inloggad i nätverket, kom ihåg IP-adressen
  • använd alternativt "Discovery" i flashverktyget
  • Om ja: anslut till sensorn via IP med en webbläsare http://[ip-of-the-sensor]/, bör gränssnittet visas
  • Om nej: ESP har problem, t.ex. strömförsörjning otillräcklig, omstartslinga eller liknande
• Anslut USB till en dator och visa loggen
  • Spåra text på seriellt gränssnitt med seriellt terminalprogram (Inställningar: baud 9600, 8N1)
    • Linux: skärm, minicom, cutecom; Windows: Tera Term; MacOS: skärm, minicom, ...
    • möjligen lämpliga drivrutiner för usb2 är fortfarande nödvändiga, se [https://github.com/opendata-stuttgart/meta/wiki/Firmware-einspielen](https://github.com/opendata-stuttgart/meta/wiki/Firmware- einspielen/)
  • Där borde du kunna se vad sensorn gör (startmeddelanden, WLAN-anslutning eller AP, mätning - bara efter 3 minuter)

Elektronikproblem?

• Ta bort sensorelektroniken från huset och observera

• Kontrollera / byt ut strömförsörjningen igen

  • blinkar ESP strax efter omstart?
  • Teensy: röd lysdiod blinkar efter omstart?
  • kontrollera / byt ut kablarna till sensorerna igen

  Buller är i beta. Skicka frågor till

  Noise@Sensor.Community