Budujemy własny czujnik smogu #1

Obiecałem podzielić się z Wami dokładną instrukcją budowy własnego czujnika smogu. Chciałbym skierować tą instrukcję do osób, które nie zajmują się zawodowo elektroniką i IT, ale jakieś śladowe pojęcie o powyższych posiadają. Są trzy etapy budowy czujnika: pozyskanie podzespołów, zbudowanie czujnika, zaprogramowanie. Takie też będą trzy części tego artykułu.

Cały projekt może być zmodyfikowany na wiele sposobów. Tutaj będę chciał Wam pokazać rozwiązanie moim zdaniem optymalne pod względem kosztów, jakości i wytrzymałości konstrukcji.

Potrzebne elementy czujnika

  1. Sensor pyłu zawieszonego: na rynku dostępnych jest wiele czujników laserowych mierzących stężenie pyłu zawieszonego w powietrzu. Testowałem kilka z nich i zdecydowałem się na wykorzystanie sensora SEN0177 formy DFROBOT. Sensor można zamówić w Polsce (Botland, TME) lub bezpośrednio u producenta (DFROBOT).
  2. Moduł komunikacyjny: serce naszego urządzenia. Tutaj mamy dwa wyjścia:
    1. komputer z rodziny Raspberry Pi (najlepiej Raspberry Pi Zero – ze względu na rozmiar). Moduł można kupić w wielu miejscach, np. tutaj. Raspberry PI działa pod kontrolą linuxa, więc jest bardzo uniwersalne. Łączy się ze światem przez WiFi, ale dzięki obecności złącza USB można podłączyć np. modem 3G. Raspberry będzie proste do uruchomiania i programowania, ale potrzeba nabyć sporo umiejętności, by zrobić z niego urządzanie, które będzie mogło bezawaryjnie działać długi czas (niedługo napiszę o tym więcej).
    2. moduł komunikacyjny oparty o układ ESP32. Na rynku różnych modułów komunikacyjnych jest kilkadziesiąt rodzajów, ale ja wybrałem jedną rodzinę, którą i Wam polecam. Chodzi mi o produkty firmy PyCom, w szczególności och najprostszy moduł: WiPy 2.0 IoT ESP32. Jest to małe urządzenie wyposażone w łączność WiFi, które programujemy w Pythonie. Moduł można kupić w botlandzie. Ja do swoich czujników wybieram właśnie ten moduł – i Wam też polecam.
  3. Obudowa: budując czujnik smogu stajemy przed sporym problemem – musimy zbudować urządzenie odporne na wilgoć, ale przewiewne. Na pierwszy rzut oka trudno pogodzić te dwie właściwości. Najlepszym rozwiązaniem wydaje się obudowa radiacyjna – jest to rodzaj obudowy meteorologicznej, do osłaniania czujników przed czynnikami takim jak światło słoneczne i woda bez zaburzania swobodnego przepływu powietrza. Po długich poszukiwaniach udało mi się znaleźć bardzo dobrą i tanią obudowę pod hasłem osłona czujnika stacji meteorologicznej.
  4. Dodatkowe sensory: w wersji podstawowej czujnika dodatkowe sensory nie są potrzebne, ale jak jest możliwość to warto rozszerzyć pomiar o temperaturę, ciśnienie i wilgotność. Tutaj wybrałbym coś zintegrowanego i koniecznie cyfrowego z dobrą komunikacją: np. coś takiego.
  5. Zasilanie: urządzenie będzie potrzebowało zasilania 5V, więc potrzebujemy zasilacz: ja wybieram taki zasilacz z TME. Do zasilacza warto kupić przedłużacz, który pozwoli na pozostawieniu zasilacza w budynku i przepuszczenie cienkiego kabla np. poprzez przytrzaśniecie w oknie.
  6. Drobne elementy: potrzebujmy jeszcze złącze zasilania (ja używam takiego – ważne, żeby pasowało do zasilacza), paczkę przewodów z końcówkami (można bez nich, ale ułatwiają życie) i listwę goldpin, żeńską, precyzyjną. Przydadzą się również koszulki termokurczliwe.

Potrzebne narzędzia itp.

  1. Coś do cięcia przewodów i zdejmowania izolacji
  2. Lutownica + cyna
  3. Pistolet i klej na gorąco
  4. Do prawidłowego zaprogramowania modułu WiPy potrzebna jest podstawka za 99 zł.

Podsumowanie kosztów

  1. Czujnik pyłu: 269.00 zł
  2. Moduł komunikacyjny: 135.00 zł
  3. Obudowa: 48.60 zł
  4. Dodatkowe sensory: 113.90 zł
  5. Zasilacz: 29.91 zł
  6. Przedłużacz: 20.17 zł
  7. Złącze zasilania: 6.17 zł

Razem wychodzi 622.74 zł brutto (z dodatkowych czujników można zrezygnować – wtedy wyjdzie ok. 500 zł).

W momencie pisania tego wpisu mam oczekujące zamówienia na 3 czujniki, więc zamawiam podzespoły i przy montażu zrobię dla Was instrukcję – zapraszam za ok. tydzień.

|

Komentarze (4) »

  1. alincoln:

    27 Feb 2018 @ 09:50

    Zbudowałem jakis czas temu czujnik oparty o wielokrotnie tanszy Sharp GP2Y1010AU0F, i spisuje się średnio więc nie będę się czepiał wyboru samego sensora, ale Raspberry jako moduł obliczeniowy wydaje się troche przesadzone. Skąd taki wybór, a nie na przykład NodeMCU z wbudowanym wifi (u majfrendów za 3$) ?
    Za opisywane tu pieniądze można kupić na rynku gotowy miernik jakości powietrza, a nawet oczyszczacz powietrza z wbudowanym czujnikiem.

  2. goto:

    27 Feb 2018 @ 12:54

    Ja wybrałem moduły od PyCom głownie dlatego, że na jednej platformie mogę mieć różne metody komunikacji. WiPy jest najprostszym modułem, który obsługuje WiFi i Bluetooth. Wyżej będzie LoPy, który dodatkowo obsługuje LoraWAN (będę pisał co to jest, bo fajne). Najwyżej jest FiPy, który dodatkowo obsługuje LTE-M. Wszystko się bardzo ładnie i czytelnie programuje w Pythonie. Dodatkowym atutem jest możliwość pracy modułu WiFi w podwójnym trybie – client + AP.

    Co do kosztu to mam świadomość, że nie jest to mało, ale cena wynika z zastosowania bardzo dobrego sensora. W gotowych urządzeniach za 300-400 zł nie znajdziemy dobrego sensora i łączności WiFi (ok, będzie za to ekran). Oczyszczacz ma wbudowany sensor, ale znów jest to prostsza konstrukcja i działająca tylko wewnątrz.

  3. Krzysztof:

    6 Mar 2018 @ 08:52

    Wychodzi mniej więcej tyle, co za czujnik, który mogę kupić w sklepie. Jednak wolę taki kupiony, bo sobie aż tak nie ufam.

  4. Conrad:

    20 Mar 2018 @ 15:23

    Ja skorzystałem z projektu lufdaten.info i instrukcji budowy czujnika na bazie układu SDS011, który jest dokładniejszy od układu PMS5003. Całość kosztów zamknęła się w 90pln (ściąganie elektroniki z Chin), co jest zdecydowanie obecnie najtańszą opcją zbudowania czujnika, przy Twoich 600pln. Do tego złożenie i zaprogramowanie czujnika to 15min roboty, gdyż wszystko jest gotowe. Także mamy darmowy system zbierania danych, trzeba tylko skonfigurować na końcu czujnik. Obecnie w Europie uruchomiono ponad 4100 takich czujników. Lepiej się podpiąć pod taki duży społeczny program. Za takie pieniądze to w Legionowie mielibyście już z 20 czujników.

    Strona projektu
    https://luftdaten.info/en/

    Polska pomoc w ramach tego projektu
    http://czujnik.wikidot.com/

    Mapa z pomiarami z czujników
    http://poland.maps.luftdaten.info/

RSS komentarzy · adres TrackBack

Odpowiedz