Как сделать цифровой измеритель загрязнения воздуха с помощью Arduino?

Главная опасность, которая может затронуть человечество в наши дни, это загрязнение. Сегодня мы разработаем измеритель загрязнения воздуха, который будет использоваться для контроля качества воздуха на нашем смартфоне. Основой этого проекта является плата Arduino и приложение Blynk, которые можно легко загрузить из Playstore.

Цепь цифрового измерителя загрязнения воздуха

Как контролировать загрязнение воздуха на мобильном телефоне?

Шаг 1: Сбор компонентов

Составление полного списка всех компонентов перед началом работы над любым проектом всегда было отличным подходом. Это не только экономит много времени, но и избавляет нас от застревания где-то в середине проекта, давая нам понять, что компоненты whar легко доступны и какие компоненты следует покупать на рынке. Ниже приведен полный список всех компонентов, которые мы собираемся использовать в нашем проекте. Эти компоненты легко доступны на рынке.

Шаг 2: Проектирование схемы

Теперь, когда мы знаем основной реферат нашего проекта, а также у нас есть полный список всех компонентов, которые мы собираемся использовать в этом проекте, давайте сделаем еще один шаг и посмотрим на дизайн проекта. Проект в основном разделен на две части. Первая часть – это контроллер и датчики, а вторая часть – приложение для смартфона.

Сердцем проекта является его микроконтроллер. Arduino Uno – это используемый микроконтроллер. Плата Arduino подключена к облаку Blynk через Интернет-соединение, которое устанавливается с помощью Arduino Ethernet Shield. Датчиками, которые используются в этом измерителе загрязнения, являются новый датчик PM SDS011, датчик газа MQ135, а также температура и DHT11.

Интеллектуальный счетчик сделан с использованием телефона Android, так что все показания можно увидеть на экране мобильного телефона, и этот мобильный телефон можно использовать для управления реле в оборудовании. Blynk – мобильное приложение, которое можно использовать на Android и IOS. Он хорошо разработан и содержит виджеты, которые могут быть легко использованы. Это приложение экономит много денег и времени, потому что оборудование ЖК-дисплея и других компонентов следует покупать на рынке, тогда как это приложение бесплатное и может выполнять задачу, которая должна выполняться этими аппаратными компонентами.

Шаг 3: Работа Цепи

В этом разделе мы кратко рассмотрим работу нашей схемы. Наша схема включает плату Arduino с сетевым экраном Arduino, регуляторы напряжения 7805, датчик температуры и влажности DHT11, датчик газа MQ135, релейные модули и датчик PM2.5 вместе с некоторыми другими компонентами. Вы также можете использовать датчик PM10 вместо PM2.5.

PM означает «Измеритель твердых частиц». Этот датчик содержит смесь частиц пыли и капель воды. Определенный источник непосредственно высвобождает некоторые из этих частиц, тогда как для получения других частиц используется специфическая химическая реакция. Принцип лазерного рассеяния в воздухе используется в этом датчике для обнаружения взвешенных частиц в воздухе. Концентрация этих частиц может составлять от 0,3 до 10 микрон. Этот датчик является надежным и дает стабильные и конфиденциальные данные. Он подключен через Tx и Rx платы Arduino Uno.

Датчик газа работает по принципу, в котором проводимость изменяется с изменением концентрации газа. это дает сигнал напряжения как выход, который непосредственно связан с концентрацией газа. Этот датчик очень чувствителен к парам аммиака, сульфида и бензола, дыму и другим вредным газам.

Датчик температуры измеряет температуру и влажность окружающей среды и отправляет сигнал напряжения на микроконтроллер. Это надежно и дает данные с минимальной ошибкой.

Все эти датчики собираются вместе с микроконтроллером и непрерывно отправляют данные в микроконтроллер. Два прибора, то есть вентилятор и свет, подключены к контроллеру через релейный модуль. Эти два будут работать как индикация тревоги и контроль.

Шаг 4: Работа Блинка

Blynk – это мобильное приложение, которое можно загрузить на Android, а также на наборы IOS. Он используется для отображения и визуализации данных, которые отправляются в облако с датчиков оборудования. Три основных компонента Blynk – это мобильное приложение, облако Blynk и библиотеки Blynk.

Приложение Blynk – это интерфейсное приложение, установленное на мобильном телефоне. Он содержит различные виджеты, которые позволяют создавать захватывающие проекты. Это приложение очень удобное и простое в использовании.

Облако Blynk – это своего рода база данных, которая отвечает за подключение оборудования к мобильному приложению. Вы можете запустить свой собственный частный сервер Blynk локально, используя это облако Blynk. Это облако с открытым исходным кодом. Тысячи устройств могут быть подключены к облаку, но этот сервер может быть сделан только с использованием Raspberry Pi.

Доступны библиотеки для различных сенсорных компонентов, которые используются для соединения их с сервером. Эти библиотеки отвечают за контроль всех данных, поступающих с датчиков или выходящих из приложения. При нажатии кнопки в приложении некоторые данные отправляются в облако Blynk, а затем отправляются на соответствующее оборудование. Точно так же данные от датчика отправляются в облако с использованием подключения к Интернету, а затем извлекаются из облака и отображаются в мобильном приложении.

Шаг 5: Подключение цепи

В настоящее время, поскольку у нас есть каждая из частей, и мы точно знаем, что является основным рабочим руководством для структуры, мы можем двигаться вперед и начать собирать наши сегменты вместе. Следует помнить одну вещь: цепь должна быть минимизирована, а сегменты должны быть закрыты.

1. Возьмите Veroboard и протрите его сторону медным покрытием скребковой бумагой.
2. Теперь поместите компоненты аккуратно и достаточно близко, чтобы размер цепи не стал слишком большим
3. Отрежьте кусочки женских коллекторов для каждого датчика и поместите их на Veroboard. Все датчики будут вставлены в эти гнездовые разъемы.
4. Тщательно сделайте соединения, используя паяльник. Если при выполнении соединений была допущена какая-либо ошибка, попробуйте демонтировать соединение и снова правильно припаять соединение, но, в конце концов, соединение должно быть надежным.
5. После того, как все соединения выполнены, проведите проверку целостности. В электронике проверка непрерывности – это проверка электрической цепи, чтобы проверить, протекает ли ток по желаемому пути (что это определенно полная цепь). Проверка непрерывности выполняется путем установки небольшого напряжения (проводного в сочетании со светодиодом или компонентом, создающим шум), например, пьезоэлектрическим динамиком) по выбранному пути.
6. Если проверка целостности пройдена, это означает, что цепь выполнена надлежащим образом. Теперь он готов к проверке.
7. Подключите аккумулятор к цепи.

Шаг 6: Начало работы с Arduino

Arduino IDE – это программа, в которой вы можете писать, отлаживать и компилировать код, который будет работать на микроконтроллере Arduino. Этот код будет загружен в микроконтроллер через эту IDE. Если у вас нет предыдущего опыта работы с этим программным обеспечением, вам не о чем беспокоиться, поскольку вся процедура использования этого программного обеспечения приведена ниже.

1. Если у вас еще не установлено программное обеспечение, кликните сюда скачать программное обеспечение.
2. Подключите плату Arduino к ПК и откройте панель управления. Нажмите на Оборудование и звук. Теперь откройте «Устройства и принтер» и найдите порт, к которому подключена ваша плата. Этот порт отличается на разных компьютерах.Поиск порта
3. Теперь откройте IDE Arduino. В меню «Инструменты» установите для платы Arduino значение «Arduino / Genuino UNO».Настольная доска
4. Из того же меню инструментов установите номер порта. Этот номер порта должен совпадать с номером порта, который наблюдался ранее на панели управления.Настройка порта
5. Теперь, чтобы использовать приложение Blynk и сетевой экран с IDE Arduino, нам нужно импортировать специальные библиотеки, которые позволят нам записывать код на Arduino Uno и использовать его. Эти две библиотеки прилагаются по ссылке, приведенной ниже. Чтобы включить библиотеку, выберите «Эскиз»> «Включить библиотеку»> «Добавить библиотеку ZIP». Коробка появится. Найдите папку ZIP на вашем компьютере и нажмите OK, чтобы включить папки. Эта библиотека прилагается вместе с кодом по ссылке ниже.Включить библиотеку
6. Загрузите приведенный ниже код и скопируйте его в свою среду IDE. Чтобы загрузить код, нажмите на кнопку загрузки.Загрузить

Чтобы скачать код, кликните сюда.

Шаг 7: Настройка приложения

Теперь, когда мы подключили схему, давайте загрузим и установим Blynk приложение из игрового магазина. Выполните следующие действия, чтобы настроить цифровую панель.

1. Смонтируйте сетевой экран на Arduino.
2. Подключите эту доску к вашему персональному компьютеру.
3. Откройте эскиз ethernetclient.ino и добавьте IP-адрес своего устройства. После этого загрузите код на плату Arduino. По этому эскизу будет возвращен поиск в Google, и результаты будут просмотрены на последовательном мониторе в виде HTML.
4. Откройте эскиз ethernetserver.ino и добавьте IP-адрес нашего устройства. Затем загрузите этот скетч на свою доску Arduino. Этот эскиз создаст веб-сервер, используя Arduino и сетевой экран. Теперь на HTTP-запрос ответит ваше устройство. В этом наброске интернет-браузер сможет получать данные, отправляемые вашим Arduino через сетевой экран.
5. Теперь убедитесь, что ваш мобильный телефон имеет активное соединение Wi-Fi. Запустите приложение Blynk, которое вы уже скачали. Создайте новый аккаунт в этом приложении. Будет создана учетная запись для сохранения ваших проектов.
6. После создания учетной записи войдите в свою учетную запись, создайте новый проект и назовите его «Метр загрязнения». После этого выберите микроконтроллер как Arduino Uno. Выберите ваше соединение как Ethernet.
7. Когда вы нажимаете кнопку «Создать», ключ авторизации будет отправлен на ваш зарегистрированный адрес электронной почты. Этот ключ аутентификации является уникальным ключом, который помогает подключить смартфон к вашему оборудованию. Вставьте этот ключ аутентификации в имена эскиза Arduino как загрязнение .ino.
8. Когда это будет сделано, откройте эскиз conta.ino в IDE Arduino и загрузите его на плату Arduino.
9. Когда проект будет создан в приложении для Android, на экране появится пустой холст.
10. Нажмите в любом месте на экране. Появится окно виджета, содержащее все виджеты, которые можно использовать в приложении.
11. В меню виджетов выберите ЖК-дисплей и поместите его на основной макет. Аналогичным образом разместите светодиод, виджеты RTC, кнопку и выключатель ВКЛ / ВЫКЛ на главном макете.
12. Когда все будет сделано, нажмите на кнопку воспроизведения. В этом режиме воспроизведения ваше приложение будет взаимодействовать с оборудованием в режиме реального времени. Вы сможете видеть данные на ЖК-дисплее и управлять реле оборудования с вашего мобильного телефона.

Шаг 8: Обработка эскизов

Код для этого проекта очень сложный и разбит на разные наброски. Вам нужно тщательно изучить его, чтобы сохранить последовательность загрузки, если вы хотите, чтобы ваш проект работал правильно. Некоторые фрагменты кода кратко описаны ниже.

1. ethernetclient.ino – это эскиз Arduino, который используется для подключения платы к веб-сайту www.Google.com с использованием экрана Ethernet. В этот эскиз включен MAC-адрес вашего сетевого экрана. Этот MAC-адрес указан на наклейке за бортом. Веб-сайт и его IP-адрес, к которому должна быть подключена плата, также приведены в этом наброске. В теле void setup () установлено соединение платы с сайтом назначения. В случае сбоя соединения выдается сообщение об ошибке. В цикле void (), если есть какие-либо входящие байты с сервера, они считываются и затем печатаются на последовательном мониторе.

2. ethernetserver.ino – это эскиз Arduino, представляющий собой простой веб-сервер, который отображает значение выводов аналогового входа с использованием щита Arduino Wiznet Ethernet. В этот эскиз также включен mac-адрес вашего сетевого экрана. IP-адрес локальной сети также будет включен сюда. В void setup () последовательная связь открывается, а затем микроконтроллер ожидает открытия порта. Когда это сделано, микроконтроллер ожидает подключения к последовательному порту, а затем начинается соединение по Ethernet. В void loop () микроконтроллер прослушивает входящие клиенты. Когда входящий запрос будет завершен, ответ может быть отправлен. Таким образом, отправляется стандартный заголовок ответа HTTP, и после его завершения соединение будет автоматически закрыто. После этого данные, которые считываются с аналоговых выводов, отправляются в качестве вывода. Когда все данные будут отправлены в веб-браузер, соединение будет закрыто.

3. BlynkBlink.ino – это эскиз Arduino, который используется для подключения приложения Blynk к оборудованию. Ключ аутентификации добавляется к этому коду, который был предоставлен приложением по электронной почте. В этом эскизе void setup () устанавливает скорость передачи данных микроконтроллера и подключает оборудование к облаку Blynk с помощью ключа аутентификации.

#define BLYNK_PRINT Serial // Включает Serial Monitor
#включают
#включают
#включают // Эта часть для вещей Ethernet
символ авторизации[] = “117a820688214b22b7baf59f8d63c492”; // Положите свой токен здесь.
настройка void ()
{
 Serial.begin (9600); // Установка скорости передачи
 Blynk.begin (авт); // подключаем плату arduino к облаку Blynk.
}

void loop ()
{
 Blynk.run (); // Блинк работает здесь
}