instructables ESP-01S Nəşriyyat Hissəcik Maddə Sensoru İstifadəçi Təlimatı

Maker Pi Pico və ESP-01S ilə Adafruit IO-da Partikül Maddə Sensoru Məlumatlarını Nəşr etmək
Kevinjwalters tərəfindən
Bu məqalədə AT rmware ilə işləyən ESP-01S modulu ilə sensorların çıxışlarını Wi-Fi üzərindən ötürən CircuitPython proqramı ilə işləyən Cytron Maker Pi Pico istifadə edərək, üç ucuz hissəcikli maddə sensorundan məlumatların Adafruit IO IoT xidmətinə necə dərc olunacağı göstərilir.
ÜST 2.5-cu ildə dünya əhalisinin 99%-nin ÜST-nin havanın keyfiyyəti üzrə təlimatlarının səviyyəsinə əməl olunmadığı yerlərdə yaşadığı üçün PM2019 hissəciklərini sağlamlıq üçün ən böyük ekoloji risklərdən biri kimi müəyyən edir. Hesablamalara görə, 4.2 milyon vaxtından əvvəl ölüm bu səbəbdən baş verib. 2016-cı ildə.
Bu məqalədə göstərilən üç hissəcikli maddə sensoru bunlardır:

Plantower PMS5003 seriyalı əlaqədən istifadə edir;

i30c istifadə edərək Sensirion SPS2;
impuls çıxışları olan Omron B5W LD0101.

Bu optik sensorlar bir növ məişət tüstü siqnalında tapılanlara bənzəyir, lakin onlar həddi konsentrasiyada həyəcan siqnalı verməkdənsə, müxtəlif ölçülü hissəcikləri saymağa çalışırlar.
Qırmızı lazer əsaslı PMS5003 çox istifadə edilən hobbi sensorudur və onu PurpleAir PA-II hava keyfiyyəti sensorunda tapmaq olar. SPS30 eyni prinsipdən istifadə edən daha yeni sensordur və onu Clarity Node-S hava keyfiyyəti sensorunda tapmaq olar. İnfraqırmızı LED əsaslı B5W LD0101 sensoru daha primitiv interfeysə malikdir, lakin 2.5 mikrondan böyük hissəcikləri aşkar etmək qabiliyyətinə görə faydalıdır – digər iki sensor onları etibarlı şəkildə ölçə bilmir.
Adafruit IO məhdud sayda lent və tablosuna malik pulsuz bir səviyyə təqdim edir – bunlar bu layihə üçün əlverişlidir. Pulsuz səviyyəli məlumatlar 30 gün saxlanılır, lakin məlumatları asanlıqla endirmək olar.
Bu məqalədəki Maker Pi Pico lövhəsi belədirample Cytron mehribanlıqla qiymətləndirmək üçün mənə göndərdi. İstehsal versiyası üçün yeganə fərq üç düyməni ləğv etmək üçün passiv komponentlərin əlavə edilməsidir.
ESP-01S modulunun AT rmware yeniləməsinə ehtiyacı var. Bu, nisbətən mürəkkəb, çətin bir prosesdir və vaxt apara bilər. Cytron modulu üzərində müvafiq AT rmware ilə satır.
Omron B5W LD0101 sensoru təəssüf ki, istehsalçı tərəfindən 2022-ci ilin mart ayında son sifarişlərlə dayandırılır.
Təchizatlar:

Cytron Maker Pi Pico – Digi-key | PiHut

ESP-01S – Cytron lövhəsi müvafiq ATrmware ilə gəlir.
ESP-01 USB adapter/reset düyməsi ilə proqramçı – Cytron.

Çörək lövhəsi.
Qadından kişiyə keçid naqilləri, minimum uzunluq 20 sm (8 düym) ola bilər.

Plantower PMS5003 kabel və çörək lövhəsi adapteri ilə – Adafruit
və ya Plantower PMS5003 + Pimoroni çörək lövhəsi adapteri – Pimoroni + Pimoroni

Sensirion SPS30 – Digi açar
- Sparkfun SPS30 JST-ZHR kabeli 5 kişi sancağına - Digi-key
- 2x 2.2k rezistorlar.
Omron B5W LD0101 – Siçan
- Omron kabeli qoşqu kimi təsvir edilmişdir (2JCIE-HARNESS-05) – Mouser
- 5 pinli kişi başlıq (kabelin çörək lövhəsinə uyğunlaşdırılması üçün).
- lehim - timsah (timsah) klipləri lehimləmə üçün alternativ kimi işləyə bilər.
- 2x 4.7k rezistorlar.
- 3x 10k rezistorlar.
- 0.1 uF kondansatör.
- Omron B5W LD0101 üçün batareya gücü:
  - Yenidən doldurulan NiMH batareyaları üçün 4AA batareya tutacağı (daha yaxşı seçim).
  - və ya qələvi batareyalar üçün 3AA meyilli tutucu.
USB enerji mənbəyindən kənarda qaçmaq istəyirsinizsə, USB enerji paketi faydalı ola bilər.

Addım 1: ESP-01S-də Flaşı yeniləmək üçün USB Proqramçısı

ESP-01S modulu Cytron-dan deyilsə, çətin ki, müvafiq AT proqram təminatı ilə gəlsin. Onu yeniləməyin ən asan yolu, yazmağa imkan verən və sıfırlama düyməsi olan USB adapteri olan Windows masa üstü və ya noutbukdan istifadə etməkdir.
Təəssüf ki, tez-tez "ESP-01 Proqramçı Adapteri UART" kimi təsvir edilən çox yayılmış, heç bir marka olmayan adapterdə bunları idarə etmək üçün düymələr və ya açarlar yoxdur. Yuxarıdakı video bunun necə tez bir zamanda geri qaytarılacağını göstərir
ikiyə kəsilmiş və proqramçı lövhəsinin alt tərəfindəki sancaqlara lehimlənmiş iki kişidən qadına keçid naqillərindən hazırlanmış bəzi doğaçlama açarları ilə. Çörək lövhəsindən istifadə etməklə buna alternativ bir yanaşma Hackaday-da görülə bilər:
ESP-01 Windows İş Akışında ESPHome.
https://www.youtube.com/watch?v=wXXXgaePZX8

Addım 2: Windows istifadə edərək ESP-01S-də proqram təminatının yenilənməsi

PuTTY kimi terminal proqramı, proqram təminatının versiyasını yoxlamaq üçün ESP-01 Proqramçısı ilə istifadə edilə bilər. Rmware ESP8266-nı Hayes komanda dəstindən ilhamlanan əmrlərlə bir az modem kimi hərəkət etməyə məcbur edir. AT+GMR AT+GMR əmri proqram təminatının versiyasını göstərir.
AT+GMR
AT versiyası:1.1.0.0(11 may 2016 18:09:56)
SDK versiyası: 1.5.4(baaeaebb)
tərtib vaxtı:20 may 2016-cı il 15:08:19
Cytron-un GitHub-da Espressif Flash Yükləmə Alətindən (yalnız Windows) istifadə edərək rmware yeniləməsini necə tətbiq etməyi təsvir edən bələdçi var: CytronTechnologies/esp-at-binaris. Cytron həmçinin rmware binar, Cytron_ESP- 01S_AT_Firmware_V2.2.0.bin nüsxəsini təqdim edir.
Uğurlu təkmilləşdirmədən sonra yeni proqram təminatı 2.2.0.0 versiyası olaraq bildiriləcək
AT+GMR
AT versiyası:2.2.0.0(b097cdf – ESP8266 – 17 iyun 2021 12:57:45)
SDK versiyası:v3.4-22-g967752e2
tərtib vaxtı (6800286): 4 avqust 2021 17:20:05
Bin versiyası: 2.2.0 (Cytron_ESP-01S)
ESP8266 əsaslı ESP-01S-in proqramlaşdırılması üçün alternativ olaraq esptool adlı komanda xətti proqramı mövcuddur və Linux və ya macOS-da istifadə oluna bilər.
ESP-01S-dəki proqram təminatı Cytron-un simpletest.py istifadə edərək Maker Pi Pico-da sınaqdan keçirilə bilər. Bu, hər 10 saniyədən bir İnternetdə tanınmış xidmətə ICMP ping göndərir və millisaniyələrdə gediş vaxtını (rtt) göstərir. Bunun üçün secrets.py lazımdır file Wi-Fi SSID (ad) və parol ilə - bu, bu məqalədə daha sonra təsvir edilmişdir.
YAXŞIPİS

Addım 3: Sensorları birləşdirin

Üç sensoru birləşdirmək və həcmi izləmək üçün yarım ölçülü çörək lövhəsi istifadə edilmişdirtage dörd təkrar doldurulan NiMH batareyasından. Yuxarıdakı tam quraşdırmaya yüksək keyfiyyətli fotoşəkil daxildir və növbəti addımlar hər bir sensorun necə qoşula biləcəyini təsvir edir.
Çörək lövhəsindəki elektrik relsləri Pi Pico ilə təchiz edilmişdir

VBUS (5V) və GND sol tərəfdəki elektrik relslərinə və
3V3 və GND sağ tərəfə.

Elektrik relsləri müsbət rels üçün yaxınlıqdakı qırmızı xətt və mənfi (və ya yer) rels üçün mavi ilə işarələnmişdir. Tam ölçülü (830 dəlikli) çörək lövhəsində bunlar aşağı rels dəstinə qoşulmayan üst relslər dəsti ola bilər.
Batareyalar yalnız Omron B5W LD0101-i gücləndirmək üçün istifadə olunur.tage. Kompüterdən gələn USB gücü tez-tez səs-küylü olur və bu, onu yararsız hala gətirir.

Addım 4: Plantower PMS5003-ün qoşulması

Plantower PMS5003 5V güc tələb edir, lakin onun seriyalı “TTL stili” interfeysi 3.3V təhlükəsizdir. -dən gələn əlaqələr
PMS5003 çıxış lövhəsi vasitəsilə Pi Pico-ya aşağıdakılardır:

5-dan 6V-dək rels vasitəsilə VCC-dən 5V-ə (qırmızı);
GND-dən GND-yə (qara) sıra 5-dən GND-ə qədər;
1-dən GP2-yə qədər sətir vasitəsilə EN-ə SET (mavi);
3-cü sıradan GP5-ə qədər RX-dən RX-ə (ağ);
4-dən GP4-ə sətir vasitəsilə TX-dən TX (boz);
2-ci sətirdən GP3-ə RESET-ə RESET (bənövşəyi);
NC (qoşulmayıb);
NC.

Məlumat vərəqinə metal qutu haqqında xəbərdarlıq daxildir.
Metal qabıq GND-yə qoşulub, ona görə də diqqətli olun ki, GND istisna olmaqla, dövrənin digər hissələri ilə qısaldılmasın.
Komponent səthi cızıqlardan qorumaq üçün korpusun üzərində mavi plastik flm ilə göndərilir, lakin elektrik izolyasiyası üçün buna etibar edilməməlidir.

Addım 5: Sensirion SPS30-u birləşdirin

Sensirion SPS30 5V güc tələb edir, lakin onun i2c interfeysi 3.3V təhlükəsizdir. Yeganə əlavə komponentlər i2.2c avtobusu üçün çəkmə funksiyasını yerinə yetirmək üçün iki 2k rezistordur. SPS30-dan Pi Pico ilə əlaqə aşağıdakılardır:

VDD (qırmızı) - 5V5V rels;
SDA (ağ) - GP0 (boz) - 11-ci sıra vasitəsilə 2.2k rezistorla 3.3V rels;
SCL (bənövşəyi) - GP1 (bənövşəyi) - 10-cu sıra vasitəsilə 2.2k rezistordan 3.3V-ə qədər;

SEL (yaşıl) - GND;
GND (qara) - GND.

Başlıqdakı birləşdirici onu SPS30-a düzgün daxil etmək üçün möhkəm təkan tələb edə bilər.
SPS30 həmçinin Sensirion-un məlumat cədvəlində tövsiyə etdiyi serial interfeysi dəstəkləyir.
I2C interfeysinin istifadəsi ilə bağlı bəzi mülahizələr nəzərə alınmalıdır. I2C əvvəlcə PCB-də iki çipi birləşdirmək üçün nəzərdə tutulmuşdu. Sensor bir kabel vasitəsilə əsas PCB-yə qoşulduqda, elektromaqnit müdaxiləsinə və çarpaz əlaqəyə xüsusi diqqət yetirilməlidir. Mümkün qədər qısa (< 10 sm) və/və ya yaxşı qorunan əlaqə kabellərindən istifadə edin.
Mümkün olduqda yerinə UART interfeysindən istifadə etməyi tövsiyə edirik: o, elektromaqnit müdaxiləsinə qarşı daha möhkəmdir, xüsusən də uzun əlaqə kabelləri ilə.
Korpusun metal hissələri ilə bağlı xəbərdarlıq da var.
Qeyd edək ki, GND pin (5) və metal ekranlama arasında daxili elektrik əlaqəsi var. Bu daxili əlaqə vasitəsilə hər hansı gözlənilməz cərəyanların qarşısını almaq üçün bu metal qoruyucunu elektriklə qoruyun. Əgər bu seçim deyilsə, GND pin və qoruyucuya qoşulmuş hər hansı potensial arasında düzgün xarici potensial bərabərləşdirilməsi məcburidir. GND və metal ekranlama arasında əlaqə olsa da, istənilən cərəyan məhsula zərər verə bilər və həddindən artıq istiləşmə nəticəsində təhlükəsizlik riski yaradır.

Addım 6: Omron B5W LD0101-in qoşulması

Omron kabeli çörək lövhəsi ilə istifadə üçün nəzərdə tutulmayıb. Onu breaboard istifadəsinə çevirməyin sürətli bir yolu, rozetkanı kəsmək, naqilləri soymaq və onları beş pin uzunluğunda kişi başlıq sancaqlarına lehimləməkdir. Timsah (timsah) klipləri lehimləmənin qarşısını almaq üçün alternativ bir yanaşma kimi istifadə edilə bilər.
Omron B5W LD0101 5V sabit enerji təchizatı tələb edir. Onun iki çıxışı da Pi Pico-nun 5V girişləri ilə uyğun gəlməyən 3.3V səviyyəsindədir. Sensor lövhəsində rezistorların olması hər çıxış üçün yerə 4.7k rezistor əlavə etməklə bunu təhlükəsiz dəyərə endirməyi asanlaşdırır. Bortdakı rezistorlar məlumat cədvəlində sənədləşdirilmişdir ki, bu da bunu ağlabatan bir yanaşma edir.
B5W LD0101-dən Pi Pico ilə bağlantılar:

5-ci sıra vasitəsilə Vcc (qırmızı) - 25V (qırmızı) dəmir yolu;
GND-ə 1k rezistorlu 10-cü sıra vasitəsilə OUT10 (sarı) - GP24GP4.7 (sarı);

23-cü sıra vasitəsilə GND (qara) - GND (qara);
Vth (yaşıl) - GP26GP26 (yaşıl) - GND-ə 22 uF kondansatör ilə 0.1-ci sıra vasitəsilə;
GND-ə 2k rezistorla 11-ci sıra vasitəsilə OUT21 (narıncı) - GP4.7 (narıncı).

The GP12 Pi Pico-dan (yaşıl) 17-ci sıraya, 10k rezistor isə 17-ci sıranı 22-ci sıraya birləşdirir.
Məlumat cədvəli enerji təchizatı tələbini belə təsvir edir:
Minimum 4.5V, tipik 5.0V, maksimum 5.5V, dalğalanma voltage diapazonu 30mV və ya daha az tövsiyə olunur. 300Hz-dən aşağı səs-küyün olmadığından əmin olun. Con
rm icazə verilən dalğalanma həcmitagfaktiki maşından istifadə edərək e dəyəri.
Üç qələvi və ya dörd təkrar doldurulan (NiMH) batareya sabit, sabit həcm təmin etməyin ən asan yoludur.tagsensora təxminən 5V e. USB enerji paketi çox güman ki, pis seçim olacaq, çünki voltage tipik olaraq onu səs-küylü hala gətirən bir səs-küy artırıcı çeviricidən istifadə edən litium batareyadandır.
B5W LD0101 hava axını üçün konveksiyadan istifadə edir və düzgün işləməsi üçün dik yerləşdirilməlidir. Təchizat dəyişikliyi cildtage ehtimal ki, qızdırıcının temperaturuna və əlaqədar hava axınına təsir göstərə bilər. Ətraf mühitin temperaturu da təsir göstərməlidir.

Addım 7: Potensial bölücü ilə batareyanın monitorinqi

Batareya həcmitage, Pi Pico-nun RP3.3 prosessorunun girişlərinin 2040V səviyyəsini aşır. Sadə bir potensial bölücü bu həcmi azalda bilərtage bu diapazonda olmaq. Bu, RP2040-a analoq qabiliyyətli (GP26 - GP28) girişdə batareyanın səviyyəsini ölçməyə imkan verir.
Həcmi yarıya endirmək üçün yuxarıda bir cüt 10k rezistor istifadə edilmişdirtage. Boşa çıxan cərəyanı minimuma endirmək üçün 100k kimi daha yüksək dəyərlərin istifadə edildiyini görmək adi haldır. Əlaqələr bunlardır:

B5W LD0101 Vcc (qırmızı) keçid teli 29-cu sıra sol tərəfə;

10-cu cərgədə sol və sağ tərəf arasında 29-cu cərgədə 29k rezistor;
Pi Pico GP27-yə qəhvəyi keçid tel;
10-cu sıranın sağ tərəfindən yaxınlıqdakı GND relsinə qədər 29k rezistor.

Maker Pi Pico-da GP28 analoq giriş kimi istifadə oluna bilər, lakin o, RGB pikselinə də qoşulduğu üçün dəyərə afltin təsir göstərə bilər və hətta giriş WS2812 protokoluna bənzəyirsə, işıqlandıra və ya dəyişə bilər!

Addım 8: CircuitPython və Sensor Data Publishing Proqramının quraşdırılması

Əgər siz CircuitPython ilə tanış deyilsinizsə, əvvəlcə CircuitPython-a Xoş Gəldiniz bələdçisini oxumağa dəyər.

7.x paketindən aşağıdakı yeddi kitabxananı quraşdırın https://circuitpython.org/libraries CIRCUITPY sürücüsündəki lib qovluğuna daxil olun:
1. adafruit_bus_device
2. adafruit_minimqtt
3. adafruit_io
4. adafruit_espatcontrol
5. adafruit_pm25
6. adafruit_requests.mpy
7. neopixel.mpy
Bu iki əlavə kitabxananı lib qovluğuna endirin files kataloq daxilində və ya üzərində file:
1. adafruit_sps30-dan https://github.com/kevinjwalters/Adafruit_CircuitPython_SPS30
2. b5wld0101.py from https://github.com/kevinjwalters/CircuitPython_B5WLD0101
secrets.py yaradın file (bax: məsample aşağıda) və dəyərləri doldurun.
pmsensors_adafruitio.py saytındakı "Bağlantı kimi saxla..." üzərinə klikləməklə proqramı CIRCUITPY-ə endirin.

Hər hansı mövcud code.py adını dəyişdirin və ya silin file CIRCUITPY-də, sonra pmsensors_adafruitio.py adını code.py olaraq dəyişdirin file CircuitPython tərcüməçisi işə salındıqda və ya yenidən yükləndikdə işə salınır.

# Bu fayl gizli parametrləri, parolları və nişanları saxladığınız yerdir!
# Əgər onları koda daxil etsəniz, bu məlumatı törətmək və ya paylaşmaq riskiniz var
sirr = {
“ssid”: “WIFI-ADINI BURADA daxil edin”,
"parol": "WIFI-ŞİFRƏNİ BURADA daxil edin",
“aio_username” : “INSERT-ADAFRUIT-IO-USERNAME-HERE”,
“aio_key” : “ADAFRUIT-IO-APPLICATION-KEY- BURADA daxil edin”
# http://worldtimeapi.org/timezones
“saat qurşağı”: “Amerika/New_York”,
}
Bu layihə üçün istifadə olunan versiyalar:
CircuitPython 7.0.0
CircuitPython kitabxana paketi adafruit-circuitpython-bundle-7.x-mpy-20211029.zip- Sentyabr/Oktyabrdan əvvəlki versiyalar adafruit_espatcontrol kimi istifadə edilməməlidir.
Kitabxana çaşqın bir şəkildə yarım işləyirdi.

Addım 9: Adafruit IO Quraşdırma

Adafruit-in Adafruit IO xidmətində bir çox bələdçi var, ən uyğun olanları:
Adafruit IO-ya xoş gəlmisiniz
Adafruit IO Əsasları: Feeds
Adafruit IO Əsasları: İdarə panelləri
Lentlər və idarə panelləri ilə tanış olduqdan sonra bu addımları yerinə yetirin.

Əgər sizdə artıq yoxdursa, Adafruit hesabınızı yaradın.
Lentlər altında mpp-pm adlı yeni qrup yaradın
+ Yeni Lent düyməsini klikləməklə bu yeni qrupda doqquz lent yaradın, adlar bunlardır:
1. b5wld0101-raw-out1
2. b5wld0101-raw-out2
3. b5wld0101-vcc
4. b5wld0101-vth
5. CPU temperaturu
6. pms5003-pm10-standart
7. pms5003-pm25-standart
8. sps30-pm10-standart
9. sps30-pm25-standart

Bu dəyərlər üçün bir tablo yaradın, təklif olunan bloklar bunlardır:
1. Üç Xətt Diaqramı bloku, hər bir sensor üçün bir diaqramda iki xətt.
2. İki cild üçün üç ölçü blokutages və temperatur.

Addım 10: Məlumatların nəşrinin yoxlanılması

Pro altında Monitor səhifəsi file Canlı Məlumata baxaraq məlumatların real vaxtda gəldiyini yoxlamaq üçün faydalıdır file bölmə. Proqram, məlumatları Adafruit IO-ya göndərəndə RGB pikselini 2-3 saniyə ərzində mavi rəngə çevirir və sonra yaşıl rəngə qayıdır.
RP2040-dan gələn temperatur müxtəlif CPU-lar arasında geniş şəkildə dəyişir və ətraf mühitin temperaturuna uyğun gəlmir.
Bu işləmirsə, burada yoxlamaq üçün bir neçə şey var.

RGB pikseli qalırsa və ya məlumat Adafruit IO tərəfindən qəbul edilmirsə, USB seriya konsolunda çıxış/səhvləri yoxlayın. Serial konsolunda Mu üçün rəqəmsal çıxış sensorların hər 2-3 saniyədən bir çap olunan yeni xətlərlə işlədiyini göstərəcək – misal üçün aşağıya baxınample çıxış.
Monitor səhifəsindəki Canlı Səhvlər bölməsi məlumatların göndərilib, lakin görünmədiyini yoxlamağa dəyər.

Sazlama məlumatının həcminə nəzarət etmək üçün proqramdakı debug dəyişəni 0-dan 5-ə qədər təyin edilə bilər. Daha yüksək səviyyələr Mu üçün tuple çapını söndürür.
Simpletest.py proqramı Wi-Fi bağlantısının edildiyini və İnternetə qoşulmanın ICMP trafiki üçün işlədiyini sübut etmək üçün faydalı bir yoldur.
adafruit_espatcontrol kitabxanasının son versiyasından istifadə etdiyinizə əmin olun.

Maker Pi Pico-nun hər GPIO-dakı mavi LED-ləri ani görüntü əldə etmək üçün çox faydalıdırview GPIO vəziyyəti. Bütün qoşulmuş GPIO aşağıdakılar istisna olmaqla aktiv olacaq:
- GP26 sönəcək, çünki hamarlanmış səstage (təxminən 500mV) çox aşağıdır;
- GP12 tutqun olacaq, çünki bu ~ 15% vəzifə dövrü PWM siqnalıdır;
- GP5 aktiv olacaq, lakin məlumat PMS5003-dən göndərilən kimi yanıb-sönəcək;
- GP10 söndürüləcək, lakin kiçik hissəciklər B5W LD0101 tərəfindən aşkar edildiyi üçün yanıb-sönəcək;
- GP11 sönəcək, lakin siz fövqəladə dumanlı yerdə olmasanız, çox vaxt yanıb-sönür.

Mu-dakı plotter üçün nəzərdə tutulan çıxış otaqda belə görünəcək:
(5,8,4.59262,4.87098,3.85349,0.0)
(6,8,4.94409,5.24264,1.86861,0.0)
(6,9,5.1649,5.47553,1.74829,0.0)
(5,9,5.26246,5.57675,3.05601,0.0)
(6,9,5.29442,5.60881,0.940312,0.0)
(6,11,5.37061,5.68804,1.0508,0.0)
Və ya daha təmiz havası olan bir otaq:
(0,1,1.00923,1.06722,0.0,0.0)
(1,2,0.968609,1.02427,0.726928,0.0)
(1,2,0.965873,1.02137,1.17203,0.0)
(0,1,0.943569,0.997789,1.47817,0.0)
(0,1,0.929474,0.982884,0.0,0.0)
(0,1,0.939308,0.993282,0.0,0.0)
Hər sətir üçün altı dəyər aşağıdakılardır:

PMS5003 PM1.0 və PM2.5 (tam qiymətlər);
SPS30 PM1.0 və PM2.5;

B5W LD0101 xam OUT1 və OUT2 sayılır.

Addım 11: Datchikləri Mu və Adafruit IO ilə sınayın

Yuxarıdakı videoda sensorların buxur çubuğunu yandırmaq üçün vurulan kibritə reaksiya verməsi göstərilir. PMS2.5 və SPS5003-dan PM30 pik dəyərləri müvafiq olaraq 51 və 21.5605-dir. B5W LD0101 açıq optikaya malikdir və təəssüf ki, bu video üçün istifadə olunan volfram halogen işıqlandırmadan təsirlənir. Əvvəlki sınaqdan sonra havada hissəciklərin yüksək səviyyəsi var.
İstifadə edilmədikdə batareya paketini ayırmağı unutmayın, əks halda B5W LD0101-in qızdırıcısı batareyaları boşaldacaq.
https://www.youtube.com/watch?v=lg5e6KOiMnA

Addım 12: Guy Fawkes Gecəsində Çöldəki hissəciklər

Guy Fawkes Gecəsi tonqallar və atəşfəşanlıqla əlaqələndirilir ki, bu da bir-iki axşam havanın çirklənməsinin artmasına səbəb ola bilər. Yuxarıdakı qrafiklər üç sensorun 7 noyabr 5-ci il, cümə günü axşam saat 2021:XNUMX-dan sonra çöldə yerləşdirildiyini göstərir. Yaxınlıqda atəşfəşanlıq yox idi, lakin onlar uzaqdan eşidilirdi. Qeyd: milçək miqyası üç qrafik arasında dəyişir.
Adafruit IO-da saxlanılan qidalanma məlumatları göstərir ki, havanı aşkar edən sensorlar SPS2.5 nömrələrinə əsasən bir qədər yüksəlmiş PM30 səviyyəsinə malikdir:
2021/11/05 7:08:24PM 13.0941
2021/11/05 7:07:56PM 13.5417
2021/11/05 7:07:28PM 3.28779
2021/11/05 7:06:40PM 1.85779
Pik saat 46:11-a qədər hər kubmetr üçün təxminən XNUMX ug idi:
2021/11/05 10:55:49PM 46.1837
2021/11/05 10:55:21PM 45.8853
2021/11/05 10:54:53PM 46.0842
2021/11/05 10:54:26PM 44.8476
Sensorlar çöldə olduqda məlumatların başqa yerlərində qısa sıçrayışlar var. Bunlar aşağıdakılardan qaynaqlana bilər:

qaz mərkəzi istilikdən egzoz,
yaxınlıqda siqaret çəkən insanlar və/və ya
yeməkdən gələn qoxular/tüstülər.

Açıq elektronikanı çölə qoymazdan əvvəl havanı yoxlayın!

Addım 13: Bişirərkən İçindəki hissəciklər

Yuxarıdakı qrafiklər sensorların yaxınlıqdakı mətbəxdə orta dərəcədə ekstraksiya ilə qızardılan donuz və göbələklərə necə reaksiya verdiyini göstərir. Sensorlar plitədən təxminən 5 m (16 fut) məsafədə idi. Qeyd: y miqyası üç diaqram arasında dəyişir.
Adafruit IO-da saxlanılan qidalanma məlumatları SPS2.5 nömrələrinə əsasən kubmetr üçün təxminən 93 ug qısa pik PM30 səviyyəsinə malik sensorları göstərir:
2021/11/07 8:33:52PM 79.6601
2021/11/07 8:33:24PM 87.386
2021/11/07 8:32:58PM 93.3676
2021/11/07 8:32:31PM 86.294
Çirkləndiricilər yenidən işlənənlərdən çox fərqli olacaq. Bu maraqlı keçmişdirampNəfəs aldığımız havadakı müxtəlif hissəcikli maddələrin mənbələrindən le.

Addım 14: İctimai Partikül Maddə Sensorları

Yuxarıda göstərilən məlumatlar yaxınlıqdakı ictimai sensorlardandır.

London nəfəs alın
- Aydınlıq Hərəkəti Node-S
  - st
  - oss
  - rl
OpenAQ
- PurpleAir PA-II
  - sr
London Hava Keyfiyyəti Şəbəkəsi
- İstinad keyfiyyəti (Met One BAM 1020 və digərləri)
  - FS
  - AS
  - TBR

Tbps və TBR sensorları demək olar ki, bir yerdə yerləşir və SPS30 əsaslı cihaz ilə yaxınlıqdakı istinad cihazı arasındakı əlaqəni göstərmək üçün birlikdə qrafikə salınıb. SPS30, noyabrın 5-i və 6-sı axşamları, axşam artımının yenidən işlərə görə olduğunu güman etmək ağlabatan olduqda, əhəmiyyətli dərəcədə az oxunur. Bu, hissəciklərin kütləsindəki fərqlə əlaqədar ola bilər, çünki bu məqalə üçün istifadə edilən sensorlar yalnız həcmi aşkarlaya bilir və hər kubmetr üçün mikroqramlarla dəyərlər çıxarmaq üçün hissəciklərin sıxlığını təxmin etməlidirlər.
PurpleAir PA-II-də olan PMS5003, bu qısa müddətə əsaslanan istənilən yüksək PM2.5 səviyyələri üçün əhəmiyyətli dərəcədə çox oxuyur. Bu, əvvəlki səhifələrdə göstərilən nəticələrə uyğun ola bilər və ya yaxınlıqda buna səbəb olan digər amillər ola bilər.
SPS30 və PMS5003 2.5 mikrondan böyük hissəciklər üçün məlumat istehsal edir, lakin sonrakı səhifələr buna nə üçün ehtiyatla yanaşmaq lazım olduğunu göstərir.

Addım 15: Sensorların Müqayisəsi – Hissəcik Ölçüsü

Yuxarıdakı qrafiklər Finlandiya Meteorologiya İnstitutu tərəfindən aşağı qiymətli optik hissəcikli maddə sensorlarının hissəcik ölçüsünün seçiciliyinin Laboratoriya qiymətləndirməsindəndir. Hər növdən üç sensor loqarifmik x oxunda göstərilən müxtəlif hissəcik ölçüləri ilə sınaqdan keçirilmişdir. Rəngli xətlər sensorun çıxışlarına əsaslanan xüsusi hissəcik ölçüsü zolaqlarının hesablanmış dəyərlərini göstərir, bantlama paylamanı göstərir. 30 mikrondan yuxarı olan üç SPS1 dəyəri üst-üstə düşür və onları ayırd etmək çox çətindir.
Hissəciklər üçün ümumi ölçülər PM2.5 və PM10-dur. Addakı rəqəm hissəciklərin maksimum ölçüsünə aid olsa da, vahidlər kubmetr üçün mikroqramdır. Ucuz sensorlar yalnız hissəciklərin diametrini (həcmi) ölçə bilər və ehtimal olunan PM2.5 və PM10 dəyərlərini hesablamaq üçün sıxlıq haqqında bəzi təxminlər etməlidir.
PMS5003 sabit sıxlıq dəyərindən istifadə edir, Sensirion SPS30 üçün sıxlıq yanaşmasını belə təsvir edir:
Bazarda olan aşağı qiymətli PM sensorlarının əksəriyyəti kalibrləmə zamanı sabit kütlə sıxlığını qəbul edir və aşkar edilmiş hissəciklərin sayını bu kütlə sıxlığına vuraraq kütlə konsentrasiyasını hesablayır. Bu fərziyyə yalnız sensor tək bir hissəcik növünü (məsələn, tütün tüstüsünü) ölçürsə işləyir, lakin əslində biz gündəlik həyatda “ağır” ev tozundan tutmuş “yüngül” yanma hissəciklərinə qədər bir çox fərqli optik xüsusiyyətlərə malik bir çox fərqli hissəcik növlərini görürük. . Sensirion-un xüsusi alqoritmləri ölçülən hissəcik növündən asılı olmayaraq kütlə konsentrasiyasının düzgün qiymətləndirilməsinə imkan verən qabaqcıl yanaşmadan istifadə edir. Bundan əlavə, bu cür yanaşma qabların ölçüsünü düzgün hesablamağa imkan verir.
PM ölçüləri ölçü parametrindən aşağı olan bütün hissəcikləri əhatə edir, yəni
PM1 + 1.0 ilə 2.5 mikron arasında olan bütün hissəciklərin kütləsi = PM2.5,
PM2.5 + 2.5 ilə 10 mikron arasında olan bütün hissəciklərin kütləsi = PM10.
PMS5003 və SPS30 bu laboratoriya testində 2-3 mikrondan yuxarı olan hissəcikləri aşkar edə bilmir. Ola bilsin ki, onlar bu ölçüdən yuxarı hissəciklərin digər növlərini aşkar etsinlər.
B5W LD0101 PM10-un ölçülməsi üçün bu laboratoriya testindən etibarlı görünür.

Addım 16: Sensorların müqayisəsi – Dizayn

Omron qızdırıcısı (100 ohm +/- 2% rezistor!) sensor tərs çevrildikdə görünə bilər. Dizayn Omron-da ətraflı müzakirə olunur: Hava təmizləyicisi üçün hava keyfiyyəti sensorunun hazırlanması. Konveksiyadan istifadə kobud görünür, lakin bu, tozlu mühitdə işləyərək azaldıla bilən ventilyator kimi mexaniki komponentlə müqayisədə daha yüksək etibarlılıq həlli ola bilər. SPS30 ventilyatoru qutunu açmadan asanlıqla dəyişdirilə biləcək şəkildə dizayn edilib. Digər Plantower modelləri eyni dizayn xüsusiyyətinə malikdir.
Hər üç sensor yüksək nisbi rütubətin təsirlərinə meylli olacaq və bu, təəssüf ki, PM dəyərlərini səhvən artırır.
Hissəciklərin monitorinqini aparan sertifikatlaşdırılmış, istinad keyfiyyətinə malik sensorlar (Böyük Britaniyanın DEFRA siyahısı) ölçmə üçün optik yanaşmadan istifadə etmir. Met One BAM 1020 tərəfindən işləyir

ölçü həddindən artıq olan hissəciklərin havadan ayrılması və atılmasıample,
nisbi rütubətə nəzarət etmək/azaltmaq üçün havanın qızdırılması,

hissəciklərin davamlı brous lentinin yeni bölməsinə çökdürülməsi və
sonra hissəciklərin ümumi kütləsinin yaxşı qiymətləndirilməsini hesablamaq üçün lentdə yığılmış hissəciklər tərəfindən beta şüalanma mənbəyinin zəifləməsinin ölçülməsi.

Başqa bir ümumi texnika, digər ucunda bükülmüş konik borunun sərbəst ucunda hissəcikləri dəyişdirilə bilən litrə yerləşdirən Konik Element Salınan Mikrotarazdır (TEOM). Təbii rezonanslı borunun salınım tezliyinin dəqiq ölçülməsi tezlikdəki kiçik dəyişiklikdən hissəciklərin əlavə kiçik kütləsini hesablamağa imkan verir. Bu yanaşma daha yüksək PM dəyərləri yaratmaq üçün uyğundur.

Addım 17: Daha irəli getmək

Sensorlarınızı quraşdırdıqdan və məlumatları Adafruit IO-da dərc etdikdən sonra araşdırmaq üçün bir neçə başqa fikir var:

Fəaliyyəti və ventilyasiyanı qeyd edərək zamanla evinizdəki hər otağı sınayın. Yemək bişirərkən evinizi sınayın. Barbekü sınayın.
Maker Pi Pico-da üç düymədən istifadə edin. Bunlar GP20, GP21 və GP22-yə qoşulub və düymələrdən istifadəyə icazə vermək üçün qəsdən istifadə edilməmiş qalıb.

Əgər ictimai hava keyfiyyətinin monitorinqi stansiyasının yaxınlığında yaşayırsınızsa, məlumatlarınızı onunla müqayisə edin.
Sensor dəyərlərini göstərən iştiraklı istifadə üçün ekran əlavə edin. SSD1306 kiçikdir, sadədir və CircuitPython-da əlavə etmək/istifadə etmək asandır. Təlimatlara baxın: Torpağın Rütubətinin Alınması
Keçmiş üçün Maker Pi Pico iləamponun istifadəsi.

Bütün sensor məlumatlarının bir partiyada göndərilə biləcəyini görmək üçün MQTT kitabxanasını araşdırın. Bu daha səmərəli olmalıdır.
Müstəqil IKEA Vinriktning Hava Keyfiyyəti Sensoru ilə müəyyən şəkildə inteqrasiya edin.
- Soren Beye-nin Ikea VINDRIKTNING üçün MQTT bağlantısı sensora ESP8266-nın necə əlavə olunacağını göstərir və hissəciklər (toz) sensorunu “Kubik PM1006-ya bənzər” kimi müəyyən edir.
- Qabaqcıl bir layihə, Wi-Fi-a qoşulmuş, CircuitPython əsaslı cihaz yaratmaq üçün əsas PCB-ni əlavə rəqəmsal ətraf mühit sensorları ilə ESP32-S2 əsaslı lövhə ilə əvəz etmək olardı.
- Bu cihaz Home Assistant Forumunda müzakirə olunur: IKEA Vindriktning Air Quality Sensor.
- LaskaKit, ESPHome ilə asanlıqla istifadə edilməsinə imkan vermək üçün sensor üçün ESP32 əsaslı əvəzedici PCB istehsal edir.

Təchizat həcminin dəyişməsinin təsirlərini öyrənintage sensorlar üçün icazə verilən diapazonlar daxilində. Bu, fan sürətini və ya qızdırıcının temperaturunu dəyişə bilər və nəticələrə təsir edə bilər.
Sensorlardan keçən hava girişi, çıxışı və hava axını üçün diqqətli dizaynı ilə hava və vəhşi təbiətə qarşı qoruyucu korpus qurun. Həftə sonu bu məqalə üçün məlumatların toplanması üçün açıq, açıq elektronikanı qorumaq üçün məhəccərə yapışdırılmış çətirdən istifadə edilmişdir.

Əlaqədar Layihələr:

Costas Vav: Portativ Hava Keyfiyyəti Sensoru
Pimoroni: Enviro+ və Luftdaten ilə açıq hava keyfiyyəti stansiyası
Təlimatlar: Adafruit Feather NRF52840 Express ilə Pimoroni Enviro+ FeatherWing-dən istifadə -
Enviro+ FeatherWing-ə PMS5003 üçün birləşdirici daxildir. SPS30 i2c pinləri ilə istifadə edilə bilər və B5W LD0101-dən də istifadə etmək üçün kifayət qədər sancaqlar var.
nRF52840 Wi-Fi-ı dəstəkləmir, ona görə də bu, internet üzərindən məlumat dərc etmək üçün tək başına istifadə edilə bilməz.
Adafruit Learn: Hava Keyfiyyəti Sensoru 3D Çap Mühafizəsi. – ESP4 əsaslı Airlift FeatherWing və PMS32 ilə Adafruit Feather M5003 istifadə edir.
Adafruit Learn: Quickstart IoT – WiFi ilə Raspberry Pi Pico RP2040 – ESP32 əsaslı Adafruit AirLift çıxış lövhəsindən istifadə edir.
GitHub: CytronTechnologies/MAKER-PI-PICO Example Code/CircuitPython/IoT – məsampAdafruit IO, Blynk və Thinkspeak üçün kod.
Cytron: Cib telefonundan istifadə edərək havanın monitorinqi – bir cihazdan məlumat göndərmək üçün ESP8266 əsaslı Arduino qalxanından istifadə edir.
Blynk-ə Honeywell HPM32322550 hissəciklər sensoru, (ağıllı) telefon tələb olunmur.

Aralıq sensorlar, daha bahalı, lakin daha böyük hissəcik ölçülərini aşkar etmək qabiliyyətinə malikdir:

Piera Sistemləri IPS-7100
Alphassense OPC-N3 və OPC-R2

Əlavə Oxu:

Sensorlar
- Finlandiya Meteorologiya İnstitutu: Optik aşağı qiymətli hissəcikli maddə sensorlarının hissəcik ölçüsünün seçiciliyinin laboratoriya qiymətləndirilməsi (May 2020)
- Gough Lui: Review, Sökülmə: Plantower PMS5003 Lazer Hissəcik Monitoru Sensoruna Sensirion SPS30 ilə müqayisə daxildir.
- Karl Koerner: PMS 5003 Hava Sensorunu necə açmaq və təmizləmək olar
- Met One Instruments, Inc., BAM-1020 EPA TSA Təlim Videosu (YouTube) – içəridə nə olduğunu və onun necə işlədiyini göstərir.
- CITRIS Araşdırma Mübadiləsi: Sean Wihera (Aydınlıq Hərəkatı) söhbəti (YouTube) – Sensirion SPS30 istifadə edən Node-S sensoru haqqında təfərrüatlar daxil olmaqla söhbət.
Havanın keyfiyyəti ilə bağlı qanunvericilik və təşkilatlar
- Hava Keyfiyyəti Standartları Qaydaları 2010 (Böyük Britaniya)
- Ümumdünya Səhiyyə Təşkilatının (ÜST) Havanın Çirklənməsi Təlimatları
- Britaniya Ağciyər Fondu - Hava Keyfiyyəti (PM2.5 və NO2)
Araşdırma
- London İmperial Kolleci: Qapalı və Çöl Havanın Çirklənməsi Davamlılığı (YouTube)
- 2019-cu ildə Londonda kürək çantalarından istifadə edərək havanın keyfiyyəti haqqında məlumat toplayan ibtidai məktəb uşaqları:
  - Dyson: Məktəbdə çirklənmənin izlənməsi. Londonla nəfəs alın (YouTube)
  - London Kral Kolleci: Ətraf Mühitin Tədqiqat Qrupu: The Breathe London Wearables Study
- Atmosfer Jurnalı: Yaşayış sobalarından qapalı havanın çirklənməsi: Real-Dünya İstifadəsi zamanı Evlərə Partikul Maddələrin Daşmasının Tədqiqi
Xəbərlər və Bloqlar
- The Economist: Midnight səması - Polşanın kömür qırmızısı evin istiləşməsi geniş çirklənmə yaradır (Yanvar 2021)
- ABŞ NPR: İçəridə sığınmaq sizi vəhşi tüstünün təhlükələrindən qoruya bilməz?
- Reuters: Partiya bitdi: Diwali Dehlini təhlükəli dərəcədə sağlam olmayan havada hırıltı ilə tərk edir
- Pimoroni Blogu: İlin ən çirkli gecəsi (Böyük Britaniyada)
- Aydınlıq Hərəkatı: Vəhşi Yanğın Dumanı, İctimai Sağlamlıq və Ətraf Mühit Ədaləti: Daha Yaxşı
- Hava Monitorinqi (YouTube) ilə Qərar Qəbul etmə – ABŞ-ın qərbində havanın keyfiyyəti, xüsusən 2020-ci ildə vəhşi yanğın tüstüsü ilə bağlı təqdimat və müzakirə.
- Guardian: Çirkli hava Böyük Britaniya evlərinin 97%-nə təsir edir, məlumatlar göstərir
Hissəciklərin Monitorinqi və məlumatların saxlanması
- Hollandiya Rijksinstituut voor Volksgezondheid en Milieu (Milli İctimai Səhiyyə və Ətraf Mühit İnstitutu): Vuurwerkeexperiment (Fişəng Təcrübəsi) 2018-2019
- Google: Küçə küçə: Avropada havanın keyfiyyətini necə xəritələndiririk – küçə view avtomobillər hissəciklər və çirkləndirici qaz məlumatları toplayır.London Hava Keyfiyyəti Şəbəkəsi
- Breathe London – hazırda Clarity Movement Node-S istifadə edərək, London Hava Keyfiyyəti Şəbəkəsini “hər kəs üçün uyğun, quraşdırılması asan və texniki xidmət göstərən hava keyfiyyəti sensorları” ilə tamamlayan şəbəkə.
- ABŞ-ın Pekindəki səfirliyi hissəciklərin monitorinqi (Twitter)
- Dünya Hava Keyfiyyəti İndeksi – xəritə ilə bir çox müxtəlif mənbələrdən məlumat toplayır views və tarixi məlumatlar.
- Sensor.Community (əvvəllər Luftdaten kimi tanınır) – “icma tərəfindən idarə olunan, açıq ekoloji məlumatlar vasitəsilə dünyanı daha yaxşı bir yerə çevirmək”.
Proqram Kitabxanaları
- Hissəcikli Maddə Sensor Kitabxanasında proqram xətaları – adafruit_pm25 serial (UART) üçün read() ətrafında istisnaların işlənməsini tələb edən təsvir edilən problemlərdən ən azı birindən əziyyət çəkir.
Kurslar
- HarvardX: Hissəcikli havanın çirklənməsi (YouTube) – EdX: Ətraf Mühit Məhdudiyyətləri daxilində enerji qısa kursundan beş dəqiqəlik video

Təhlükəsizliyin kritik aşkarlanması və həyəcan siqnalları ən yaxşı şəkildə nüfuzlu təchizatçıların kommersiya cihazlarının ixtiyarına verilir.
https://www.youtube.com/watch?v=A5R8osNXGyo
Maker Pi Pico və ESP-01S ilə Adafruit IO-da Partikül Maddə Sensoru Məlumatlarının Nəşr edilməsi:

Sənədlər / Resurslar

təlimatlar ESP-01S Nəşriyyat Hissəcik Maddə Sensoru [pdf] İstifadəçi təlimatı
ESP-01S Nəşriyyat Hissəcik Maddə Sensoru, ESP-01S, Nəşriyyat Hissəcik Maddə Sensoru, Hissəcik Maddə Sensoru, Maddə Sensoru

İstinadlar

İstifadəçi təlimatı

ESP-01S Nəşriyyat Hissəcik Maddələri Sensoru