خانه / چگونه بسازیم / الکترونیکی / سنسور کیفیت هوا با قابلیت اتصال به اینترنت بسازید

سنسور کیفیت هوا با قابلیت اتصال به اینترنت بسازید

در این ساختنی باز هم یک پروژه اینترنت اشیا یا IoT دیگر رفته ایم و اینبار طرز ساخت سنسور کیفیت هوا را به شما یاد می دهیم. این سنسور کیفیت هوا دقت خوبی دارد و از طریق وای فای به اینترنت وصل می شود. به این ترتیب می توانید از راه دور هم به اطلاعات سنسور دسترسی داشته باشید.

سنسور کیفیت هوا بسازید
سنسور کیفیت هوا بسازید

سنسور کیفیت هوا از ترکیب سه سنسور ساخته شده که هر کدام آلودگی ها و گازهای مختلفی را اندازه گیری می کنند. این اطلاعات به میکروکنترلر Nodemcu ارسال می شوند و در نهایت روی اینترنت قرار می گیرند. برای ساخت سنسور کیفیت هوا از سنسور MQ2 برای دود، سنسور MQ9 برای مونوکسید کربن و سنسور PMS3003 G3 برای ذرات معلق PM1.0، PM2.5 و PM10 استفاده شده است.

میکروکنترلر Nodemcu هم یکی از بهترین بردها برای ساخت پروژه های اینترنت اشیاست که بخاطر تراشه ESP8266 توکار، قابلیت اتصال به وای فای را هم دارد. با استفاده از این میکروکنترلر می توانید سنسور کیفیت هوا را خیلی ساده و البته مطمئن به اینترنت وصل کنید.

گام اول: وسایل مورد نیاز

  • میکروکنترلر Nodemcu 1.0 ESP8266
  • سنسور گاز MQ2
  • سنسور گاز MQ9
  • سنسور ذرات PMS3003 G3
  • مبدل بوست ۳٫۳V به ۵V
  • دو عدد مقاومت ۱۸۰ohm
  • دو عدد مقاومت ۳۳۰ohm
  • مولتی پلکسر آنالوگ ۴۰۵۱
  • مانیتور OLED 1.3 اینچی SSD1306
  • برد شارژ باتری لیتیوم یونی
  • برد بورد

گام دوم: برد Nodemcu 1.0 ESP8266

دلیل اصلی استفاده از این میکروکنترلر برای ساخت سنسور کیفیت هوا، قابلیت اتصال به اینترنت بدون نیاز به ماژول های اضافی است. ضمن اینکه اتصال ایجاد شده توسط Nodemcu باثبات و مطمئن است.

یکی از ایرادهای میکروکنترلر Nodemcu این است که فقط یک پین I/O آنالوگ دارد. در این پروژه، دو سنسور MQ2 و MQ9 به خروجی آنالوگ نیاز دارند. به همین خاطر باید از تکنیک مولتی پلکسینگ استفاده کنید؛ یعنی بجای خواندن خروجی دو سنسور به صورت همزمان، دیتای آنها را یکی یکی بخوانیم. برای اینکار به مولتی پلکسر آنالوگ CD4051BE نیاز داریم. این مولتی پلکسر ۸ کانالی است که یعنی با ۸ خروجی کار می کند.

در ساختنی بخوانید :  قفل هوشمند درب منزل بسازید و همه رفت و آمدها را کنترل کنید

میکروکنترلر Nodemcu خروجی ۳٫۳ ولتی دارد اما بسیاری از قطعات سنسور کیفیت هوا – از جمله سه سنسور – به منبع ۵ ولتی نیاز دارند. برای رفع این مشکل از مبدل بوست ۳٫۳V به ۵V استفاده می کنیم تا بتوانیم از خروجی میکروکنترلر برای تغذیه قطعات پروژه استفاده کنیم. البته راه حل دیگر استفاده از منبع تغذیه ۵ ولتی است.

سفت افزارهای زیادی برای Nodemcu وجود دارد و برنامه ریزی آن با Arduino IDE انجام می شود. قبل از اینکه ساخت سنسور کیفیت هوا را شروع کنید، باید Nodemcu را برای استفاده آماده کنید.

گام سوم: دیاگرام سیم کشی

دیاگرام سیم کشی سنسور کیفیت هوا
دیاگرام سیم کشی سنسور کیفیت هوا

در دیاگرام بالا می توانید نحوه اتصال قطعات به یکدیگر را ببینید. مبدل بوست ۳٫۳V به ۵V به خروجی ۳٫۳V میکروکنترلر وصل می شود. نحوه اتصال سایر قطعات به میکروکنترلر را در گام های بعدی توضیح خواهیم داد.

گام چهارم: سنسورهای MQ2 و MQ9 را وصل کنید

هر دو سنسور MQ2 و MQ9 چهار پین دارند:

  • VCC
  • GND
  • DO (کنترل دیجیتال)
  • AO (خروجی آنالوگ)

خروجی آنالوگ MQ2 و MQ9 بین ۰V تا ۵V است اما پین آنالوگ Nodemcu فقط ولتاژهای بین ۰V تا ۳٫۳V را می خواند. این یعنی اگر خروجی سنسور بالای ۳٫۳V باشد، میکروکنترلر نمی تواند دیتا را بخواند. در نتیجه باید ولتاژ را کاهش بدهیم تا دیتای سنسور کیفیت هوا دقیق بماند.

در این پروژه از تقسیم ولتاژ با دو مقاومت استفاده می شود. خروجی ولتاژ با نسبت مقدار دو مقاومت مشخص می شود. ما برای R1 از مقاومت ۱۸۰ohm و برای R2 از مقاومت ۳۳۰ohm استفاده کردیم تا Vout 3.3 ولت باقی بماند.

در ساختنی بخوانید :  آموزش اتصال ESP8266 به اینترنت و ساخت سرور وب

پس Vin به پین AO سنسور گاز MQ وصل می شود. Vout هم به کانال های مولتی پلکسر وصل می شود. فقط سه پین از هر سنسور برای اتصال استفاده می شود:

  • VCC به منبع ۵ ولتی
  • GND به پین GND میکروکنترلر
  • Vout تقسیم کننده ولتاژ به کانال ۱ و کانال ۲ مولتی پلکسر CD4051BE (پین ۱۴ و ۱۵)

اتصالات مولتی پلکسر هم به شرح زیر است:

  • Vdd (پین ۱۶) به منبع ۵ ولتی
  • INH، Vee، Vss (پین های ۶، ۷، ۸) به پین GND میکروکنترلر
  • خروجی/ورودی کامن (پین ۳) به پین A0 میکروکنترلر
  • A، B، C (پین های ۱۱، ۱۰، ۹) به پین های D0، D1 و D2 میکروکنترلر

پین های A، B و C برای انتخاب کانال خروجی استفاده می شوند. این پین ها ورودی های دیجیتال هستند که فقط مقادیر ۰ و ۱ را تشخیص می دهند. اعداد دودویی سه رقمی هم به ترتیب CBA شکل می گیرند.

چون از کانال یک و دو استفاده می کنیم، اعداد اعشاری یک و دو در قالب عدد دودویی سه رقمی به ترتیب ۰۰۱و ۰۱۰ خواهند بود. بنابراین وقتی خروجی کانال یک را می خواهیم، خروجی D0 برابر یک و خروجی D1 و D2 برابر صفر هستند. وقتی خروجی کانال دو را بخواهیم، خروجی D0 برابر صفر، خروجی D1 برابر یک و خروجی D2 برابر صفر خواهد بود.

گام پنجم: سنسور PMS3003 را وصل کنید

سنسور PMS3003 هشت پین برای کارکردهای مختلف دارد اما در این پروژه فقط از چهار پین آن استفاده می شود:

  • VCC (پین ۱) به منبع ۵ ولتی
  • GND (پین ۲) به پین GND میکروکنترلر
  • RXD (پین ۴) به پین TX میکروکنترلر
    TXD (پین ۵) به پین RX میکروکنترلر
در ساختنی بخوانید :  آموزش ساخت : برای دفترهایتان جلد پارچه ای بسازید

گام ششم: نمایشگر SSD1306 را وصل کنید

نمایشگر 1.3 اینچی را وصل کنید
نمایشگر ۱٫۳ اینچی را وصل کنید

این نمایشگر OLED چهار پین دارد که به صورت زیر وصل می شوند:

  • VCC به پین ۳٫۳ ولتی میکروکنترلر
  • GND به پین GND میکروکنترلر
  • SCL به پین D3 میکروکنترلر
  • SCA به پین D4 میکروکنترلر

گام هفتم: Nodemcu را برنامه ریزی کنید

برای برنامه ریزی میکروکنترلر Nodemcu از Arduino IDE استفاده می کنیم. پلتفرم IoT سنسور کیفیت هوا هم thingspeak خواهد بود. کدهای سنسور را از لینک زیر دانلود کنید (رمز فایل saakhtani.ir است) و اطلاعات API خودتان را در آن وارد کنید.

سنسور کیفیت هوا آماده است

حالا می توانید از این سنسور ارزان اما دقیق برای بررسی میزان آلایندگی هوا استفاده کنید. یک جعبه خوب برای سنسور بسازید و آن را در محل مناسب نصب کنید. امیدواریم اطلاعات سنسور کیفیت هوا در شهر شما همیشه سالم و بدون آلایندگی باشد.

منبع

خلاصه مطلب
سنسور کیفیت هوا با قابلیت اتصال به اینترنت بسازید
عنوان مطلب
سنسور کیفیت هوا با قابلیت اتصال به اینترنت بسازید
توضیح کوتاه
با این سنسور میزان ذرات معلق، دود و مونوکسید کربن هوا را اندازه بگیرید.
نویسنده
ساختنی
ساختنی

بیشتر بخوانید:

برای حیوان خانگی تان ظرف غذای اتوماتیک یا فیدر هوشمند بسازید... برای شما هم پیش آمده که دیر به خانه برسید و نتوانید غذای حیوان خاننگی تان را به موقع بدهید؟ اگر دوست ندارید دوباره حیوان خانگی تان را گرسنه بگذارید، ا...
ماتریکس LED متصل به اینترنت بسازید و با موبایل کنترلش کنید... ماتریکس LED کارکردهای زیادی دارد؛ می توانید با آن ساعت رومیزی بسازید یا آن را به پروژه های دیگرتان اضافه کنید و کارایی آنها را بهبود ببخشید. در این سا...
قفل هوشمند بسازید و با دستگاه های اندرویدی کنترلش کنید... خیلی از ما همیشه یک کلید اضافی پشت در آپارتمان یا داخل پارکینگ پنهان می کنیم تا در مواقع ضروری از آن استفاده کنیم. اما این روش اصلاً ایمن نیست؛ هر کسی...
آینده تکنولوژی به کجا می رود؟ – (قسمت اول)... ما هر روز در ساختنی از آخرین اخبار و پیشرفت های علوم و آینده تکنولوژی می نویسیم و باور داریم چنین گزارش هایی به مخاطب ‏کمک می کند با دنیای پر سرعت امر...
ماتریکس LED بسازید و از طریق وای فای کنترلش کنید... در این ساختنی مراحل ساخت ماتریکس LED را یاد می گیرید که با وای فای کنترل می شود. این آموزش ساخت طوری طراحی شده که هر کسی با کمی دانش الکترونیک بتواند ...
آموزش ساخت کنترلر RGB متصل به وای فای با قطعات آماده... ساخت کنترلر RGB روش های مختلفی دارد و می توانید از تراشه ها و میکروکنترلرهای مختلف برای اینکار استفاده کنید. اما اگر دنبال راه ساده تری برای ساخت کنتر...

درباره عاطفه اسدزاده

عاطفه اسدزاده
عاطفه اسدزاده،یکی از نویسندگان وبسایت ساختنی است.

پیشنهاد می کنیم

دستگاه آنالیز وای فای پرتابل و جیبی بسازید

در این ساختنی طرز ساخت دستگاه آنالیز وای فای را یاد می گیرید که به …

۳ دیدگاه ها

پاسخ دهید