Вступ

🚧 Створіть свій датчик «зроби сам» і станьте частиною всесвітньої мережі opendata та civictech.
За допомогою DNMS (цифровий датчик вимірювання шуму) ви можете самостійно виміряти шумове забруднення.

Ознайомтесь з оригінальними інструкціями та колишніми версіями датчика шуму на Github Гельмута Біттера.

Це сховище містить різні установки для побудови датчика з різними видами плати та друкованих плат.

Існує два різні типи установок:

• налаштування, де NodeMCU з деякими датчиками (PM, температура тощо) та DNMS розділені. Друковані плати називаються AIRROHR V1.4, а DNMS - T4 V1.4
• комбінована версія NodeMCU і DNMS на одній друкованій платі: DNMS - T4 + NodeMCU V1.4

Тут описаний лише варіант, де NODEMCU та DNMS розділені. Погляньте на інші варіанти Github Гельмута!

У цьому випадку зв’язок між NodeMCU та DNMS може становити до 10 м. Це важливо, оскільки вам потрібно знайти правильне положення для DNMS, щоб отримати точні вимірювання шуму.

Список покупок

Поодинокі компоненти

• NodeMCU ESP8266 CPU/WLAN

• Рада з розробки Teensy 4.0. Інші продавці: EXPTECH, Antratek, PIMORONI

• Digitales Mikrofon ICS-43434

• надзвичайно гнучкі силіконові кабелі діаметром 0,15 мм² (AWG 26) у 6 різних кольорах

  
  DNMS (цифровий датчик вимірювання шуму) можна поєднати з датчиком airRohr PM:

• Датчик тонкої пилу SPS30. Інші продавці: TME, SOS electronic. Також можна використовувати звичайний датчик SDS011 PM.

• BME280 6-PIN Version, temperature & humidity. Інші продавці: Nettigo, Berrybase

• Кабель

• USB-кабель, наприклад: плоский 2 м Micro-USB

• Блок живлення USB

• Кабельні ремінці

Друковані плати та захист від атмосферних впливів будуть описані нижче.

🙌 Чудово, ви вирішили придбати запчастини через Інтернет! На жаль, доставка може зайняти від днів до трьох тижнів. До того часу насолоджуйся своїм життям️.

Драйвер та прошивка

Ми вже підготували прошивку. Вам потрібно лише встановити драйвери та прошити плати NodeMCU (ESP8266) та Teensy 4.0.

Для спілкування з вашим ESP8266 вам потрібні usb2serial драйвери для вашої операційної системи.

Набір мікросхем для NocdeMCUs v3 зазвичай становить CH341, просто перевірте задню частину вашого NodeMCU, щоб знайти якусь технічну інформацію. Виберіть посилання, яке відповідає операційній системі вашого комп’ютера.

Windows

Драйвери для моделі V2 (CP2102) для Windows

• Windows 10 - Windows 10 повинна мати можливість їх автоматичного завантаження
• Windows 7/8 / 8.1 - 32-розрядна версія - ** не ** підтримує 64-розрядну версію ОС

Драйвер для моделі V3 (CH340/CH341) для Windows

• Windows - Windows 10 повинна мати можливість автоматично завантажувати їх

Витягніть завантажений файл для Windows:

• для V2: Відкрийте папку CP210x і двічі клацніть на програмі CP210xVCPInstaller_x64 (або x86)
• для V3: відкрийте папку CH341SER і двічі клацніть на програмі SETUP.

друковані плати та принципові схеми

Найкращий спосіб побудови DNMS - це використання однієї з наших друкованих плат. Зараз існує досить багато виробників друкованих плат, які можуть виготовити друковані плати за кілька доларів без мінімальних кількостей. Наприклад, JLCPCB. Просто завантажте наші схеми та / або файли Gerber нижче, завантажте їх на веб-сайт виробника та замовте свої друковані плати.

AIRROHR V1.4

Завантажити:

• Принципова схема
• Файл Gerber для завантаження на веб-сайті виробника друкованих плат

DNMS - T4 V1.4

Друкована плата для DNMS Teensy 4.0, яку можна підключити безпосередньо до NodeMCU ESP8266 або до друкованої плати AIRROHR вище.

Завантажити:

• Електрична схема
• Файл Gerber для завантаження на веб-сайті виробника друкованих плат

Зібрати

⚠️ IMPORTANT NOTE Before assembling install the firmware! See firmware flasher section.

Microphone unit

Блок мікрофона

Мікрофонний блок створений на основі плати Pesky Products з мікрофоном MEMS ICS-43434. Ви можете знайти таку дошку на ринку ринку Tindie.

Корпус для мікрофонного блоку

Корпус виконаний з полістиролової трубки .500 "(12,7 мм). Цей діаметр дозволяє безпосередньо підключити більшість калібраторів на пристрої.

Прототип був розроблений за допомогою трубки Evergreen № 236.

Потім припаяйте шість силіконових кабелів. Зверніть увагу, з яким штифтом підключений кабель!

Відріжте шматок трубки довжиною 115 мм.
Наклейте дошку мікрофона на якусь схрещену стрічку. Покладіть кабелі в НКТ і закріпіть плату на кінці НКТ.

Зробіть кінець труби щільним за допомогою стрічки.

Тепер ви можете наповнити пробірку смолою. Цей крок є обов’язковим, щоб уникнути резонансу та отримати калібровані та відтворювані дані.

Прототип був розроблений за допомогою PURe Isolation ST 33 виробництва Copaltec GmbH.

Технічні характеристики:

• Діелектрична міцність: 28 кВ / мм
• Питомий опір руху вперед: 5,8,1014 Ом / см
• Поверхневий опір: 1,3,1016 Ом
• Співвідношення змішування смола / затверджувач: 2: 1
• Час горщика: 20-30 хв.
• Час затвердіння: 16-30 год
• Кінцевий затверділий стан: 10-14 днів
• В'язкість (змішана): 500-600 мПа.с
• Твердість по Шору: D 50 до 55 (ISO 868, DIN 53505)
• Теплопровідність: 0,3 Вт / мК
• Температура застосування: - від 20 до +130 ° C

Поліуретанова смола UR5545, виготовлена ​​Electrolube, також повинна працювати.

Для кожної трубки повинно бути достатньо 15 г смоли.

Коли смола затвердіє, зніміть стрічку. Ваш мікрофон готовий.

Корпус DNMS

Коли Teensy (DNMS) та NodeMCU (автономні або на друкованій платі) розділені: DNMS та airRohr

Вам потрібен шматок трубки діаметром 25 мм (наприклад, труби для електротехнічного застосування), з'єднувач, дуга на 90 ° та кабельний сальник M25 IP68.

Сама трубка повинна мати довжину 160 мм. DNMS виглядає як місце. Корпус мікрофона утримується кабельним сальником.

Лук запобігає потраплянню води та вологи у корпус, пропускаючи кабель.

DNMS підключений до другої друкованої плати кабелем RJ12. Якщо довжина цього кабелю перевищує 250 мм, потрібно використовувати подовжувач I²C.

Після того, як все добре з’єднано, деталі склеюються.

Результат:

Друковану плату, що несе NodeMCU, можна помістити в будь-яку електричну коробку.

Захист від погоди

Самі корпуси повинні бути водонепроникними. Тільки вхідний отвір мікрофона може бути чутливим. TDK, виробник опублікував деякі рекомендації щодо герметизації мікрофонів MEMS з донним портом InvenSense від потрапляння пилу та рідини, але компоненти важко знайти і не були протестовані.

Вкрай необхідно встановити захист від атмосферних впливів у вигляді пінопластового покриття. При необхідності достатньо навіть побутової губки. Цьому є кілька причин:

• захищає від шуму вітру (що може збільшити вимірювання децибел)
• захищає від прямого витоку води на мікрофон. Щоб уникнути конденсації мікрофона, відтягніть кришку після встановлення, щоб створити невелику порожнину.
• захищає від сонячного випромінювання. Інтенсивне сонячне світло може впливати на виміряні значення та зменшити термін служби мікрофона.

Ці пінопластові чохли зазвичай продаються як „кришки для вимірювальних мікрофонів“. Але вони дорогі. Ви також можете взяти звичайний поролоновий куля і вирізати ножицями отвір.

Якщо вам потрібні більше це джерело може бути корисним.

Розташування мікрофона

Важливо розміщувати мікрофон в максимально «вільній» зоні, це означає, що в місці з якомога меншою поверхнею, що відображає звук. Відстань до відбивних поверхонь повинна бути якомога більшою. Намагайтеся не встановлювати мікрофон безпосередньо на стіні будинку, оскільки стіни сильно відображають звуки. Відстань до стіни в ідеалі повинна бути більше 1 м. Звичайно, це не завжди легко усвідомити.

При відстані близько 50 см від кінчика мікрофона до стіни індукована помилка все ще є обґрунтованою. Хороші місця - це, наприклад, балкони або перила тераси, або невелика щогла на даху.

Ви також можете спробувати розмістити мікрофон безпосередньо на куті будинку, щоб відбиття частково скасовували одне одного.

Окремо стояча щогла висотою не менше 1 м також може бути рішенням, але тоді вам слід стежити за відбиттями на землі. Це, звичайно, залежить від покриття підлоги.

Також важливо завжди пам’ятати, що ми вимірюємо навколишній шум. Ми можемо лише наблизити приблизне випромінювання шуму таких джерел, як дороги чи залізниці.

Однак, чим ближче ви наближаєтесь до джерела, тим точнішим стає посилання на джерело. Потім оновлення мікропрограми повинні мати можливість отримувати попередні вимірювання для виявленого типу шуму.

Налаштувати

Отримати посвідчення особи

1. Підключіть станцію за допомогою кабелю USB, щоб увімкнути датчик

2. Станція намагається підключитися до налаштованої точки доступу WiFi. Якщо це не спрацьовує, датчик відкриває точку доступу з назвою Particulate Matter ID,Feinstaubsensor-ID або ʻairRohr-ID`. Ідентифікатор - ChipID (наприклад, 13597771). Зверніть увагу на цей номер, оскільки він потрібен для реєстрації

3. Підключіться до створеної точки доступу. Зачекайте, поки з’єднання буде встановлено.
   Android: Якщо з’єднання негайно від’єднується, можливо, вам доведеться деактивувати опцію «Розумний комутатор мережі» під «З’єднання -> WiFi -> Додатково»

4. Відкрийте браузер і введіть http://192.168.4.1/

⚠️ Зверніть увагу Для підключення NodeMCU до домашньої мережі Wi-Fi може знадобитися кілька спроб. Будь ласка, не турбуйтеся і намагайтеся, поки це не спрацює. Датчик також можна налаштувати за допомогою смартфона. Якщо конфігурація датчика спрацювала, сторінка конфігурації більше не доступна за цим IP 192.168.4.1

Налаштуйте станцію

1. У розділі «Налаштування» введіть SSID (ім’я вашої домашньої мережі WiFi), ключ безпеки мережі (під Windows) або пароль WiFi.

2. Щодо датчиків шуму (DNMS) згідно з цим посібником подальші зміни не потрібні

3. Після натискання кнопки "Зберегти" датчик перезапуститься і більше не буде доступним таким чином, коли він підключається до WLAN.

Перевірте станцію

Якщо жодних змін не було внесено, крім введення даних мережі WiFi, датчик може бути «протестований» на наступних сторінках приблизно через 10 хвилин. На цих сторінках вам потрібно буде знайти ChipID (у прикладі над 13597771).

• Sensordaten
• WLAN-Signal

Реєстрація

Зареєструйтесь

Зайдіть на devices.sensor.community, щоб зареєструвати свій пристрій і стати частиною мережі відкритих даних.

Зареєструйте свій пристрій

Після входу натисніть реєстрацію нового пристрою та заповніть форму. Головна -> (Вхід) - Датчики -> Зареєструвати датчик

• ваш записаний ChipID ESP8266 (NodeMCU)
• ваша електронна адреса (не буде опублікована)
• ваша адреса: Вулиця з номером будинку, поштовим індексом та містом. Клацніть на "Шукати введену адресу", щоб отримати координати місцезнаходження (буде округлено). Перевірте положення штифта, за потреби змініть його
• внутрішня назва полегшує розділення, якщо у вас є кілька датчиків (наприклад, сад, датчик для мами, ...)
• околиці станції - напр. висота над землею, узбіччя дороги, великий обсяг руху, вільне поле або подібне

Виправлення неполадок

Передача проблем?

Введіть у браузері такі дані, як ваші власні дані: https://api-rrd.madavi.de/grafana/d/BYsfp-xGz/dnms?orgId=1&var-chipID=esp8266-[ID]

[ID] також можна шукати у полі введення у верхньому лівому куті https://api-rrd.madavi.de/grafana/d/BYsfp-xGz/dnms?orgId=1

• Чи зареєстрований датчик через https://devices.sensor.community/ і чи датчик видно на карті?
  • Чи був рівень сигналу WLAN слабким у минулому? ось сигнал журналу сигналів на стороні сервера: https://api-rrd.madavi.de/grafana/d/Fk6mw1WGz/wifi-signal?orgId=1&var-chipID=esp8266-[ID]

Проблеми з кабелем USB?

• Перевірте джерело живлення: USB-кабель
• Перезавантажте (від'єднайте джерело живлення, наприклад, витягніть штекер USB)
• Чи правильно налаштована настройка WLAN (датчик підключається до налаштованої WLAN) Якщо ні:
  • чи відкриває датчик точку доступу (у перші 2-7 хвилин після перезавантаження)?
  • Шукайте мережу WLAN airrohr-[ID]. Терпіння, це може зайняти 1-2 хвилини після завантаження.
• Перевірте на власному маршрутизаторі, чи ввійшов датчик у мережу, а потім запам'ятайте IP
  • в якості альтернативи використовуйте "Discovery" у flashtool
  • Якщо так: підключіться до датчика через IP за допомогою браузера http://[ip-of-the-sensor]/, повинен з'явитися інтерфейс
  • Якщо ні: ESP має проблеми, напр. недостатнє живлення, цикл перезавантаження або подібний
• Підключіть USB до комп'ютера та перегляньте журнал
  • Відстеження тексту на послідовному інтерфейсі за допомогою програми послідовного терміналу (Налаштування: бод 9600, 8N1)
    • Linux: екран, minicom, cutecom; Windows: Tera Term; MacOS: екран, minicom, ...
    • можливо, підходящі драйвери usb2serial все ще необхідні, див. einspielen)
  • Там ви зможете побачити, що робить датчик (повідомлення про завантаження, підключення до WLAN або точка доступу, вимірювання - лише через 3 хвилини)

Проблеми з електронікою?

• Вийміть електроніку датчика з корпусу та спостерігайте

• Перевірте / замініть блок живлення ще раз

  • ESP блимає незабаром після перезавантаження?
  • Teensy: червоний світлодіод блимає після перезавантаження?
  • ще раз перевірити / замінити кабелі до датчиків

  Шум знаходиться в бета-версії. Надішліть запитання

  Noise@Sensor.Community