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 می‌دهیم. این سنسور کیفیت هوا دقت خوبی دارد و از طریق وای فای به اینترنت وصل می‌شود. به این ترتیب می‌توانید 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 آلودگی‌ها و گازهای مختلفی را اندازه گیری می‌کنند. این اطلاعات به میکروکنترلر Nodemcu ارسال می‌شوند و در نهایت روی اینترنت قرار می‌گیرند. 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 پروژه‌های اینترنت اشیاست که بخاطر تراشه ESP8266 توکار، قابلیت اتصال به وای فای را هم دارد. با استفاده از این میکروکنترلر می‌توانید 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 ماژول‌های 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 می‌کند.

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 می‌کنیم 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 می‌شود. 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 می‌توانید نحوه اتصال قطعات به یکدیگر را ببینید. مبدل بوست ۳٫۳V به ۵V به خروجی ۳٫۳V میکروکنترلر وصل می‌شود. نحوه اتصال سایر قطعات به میکروکنترلر را در گام‌های 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 می‌خواند. این یعنی اگر خروجی سنسور بالای ۳٫۳V باشد، میکروکنترلر نمی‌تواند 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 می‌شود. خروجی ولتاژ با نسبت مقدار دو مقاومت مشخص می‌شود. ما برای R1 از مقاومت ۱۸۰ohm و برای R2 از مقاومت ۳۳۰ohm استفاده کردیم تا Vout 3.3 ولت باقی بماند.

پس Vin به پین AO سنسور گاز MQ وصل می‌شود. Vout هم به کانال‌های مولتی پلکسر وصل می‌شود. فقط سه پین از هر سنسور برای اتصال استفاده می‌شود:

  • 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 (پین‌های ۶، ۷، ۸) به پین GND میکروکنترلر
  • خروجی/ورودی کامن (پین ۳) به پین A0 میکروکنترلر
  • A، B، C (پین‌های ۱۱، ۱۰، ۹) به پین‌های D0، D1 و D2 میکروکنترلر

پین‌های A، B و C برای انتخاب کانال خروجی استفاده می‌شوند. این پین‌ها ورودی‌های دیجیتال هستند که فقط مقادیر ۰ و ۱ را تشخیص می‌دهند. اعداد دودویی سه رقمی‌هم به ترتیب CBA شکل می‌گیرند.

چون از کانال یک و دو استفاده می‌کنیم، اعداد اعشاری یک و دو در قالب عدد دودویی سه رقمی‌به ترتیب ۰۰۱و ۰۱۰ خواهند بود. بنابراین وقتی خروجی کانال یک را می‌خواهیم، 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 می‌شود:

  • 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

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 می‌شوند:

  • 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 می‌کنیم. 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 می‌توانید 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

بیشتر بخوانید:

راهنمای سریع: شروع کار با ماژول ESP8622 (ماژول تبدیل سریال به WiFi)... ماژول ESP8622 یک قطعه ارزان برای تبدیل داده های سریال –مانند داده هایی که می توانید از پورت سریال میکروکنترلر بگیرید- و انتقال آن ها در قالب وای فای ا...
با برد توسعه NodeMCU یک ساعت جهانی متصل به اینترنت بسازید... اگر می خواهید کار با بردهای توسعه متصل به وای فای را شروع کنید و دنبال یک پروژه ساده می گردید، این ساعت جهانی بهترین انتخاب است. در این ساختنی یاد می ...
مدار سنسور گرمای اولتراسونیک مخصوص دستگاه های الکترونیکی... در این ساختنی آموزش ساخت سنسور گرمای اولتراسونیک برای بررسی حرارت دستگاه های الکترونیکی را می خوانید. این مدار را می توانید داخل دستگاه ها و گجت های ا...
قفل هوشمند درب منزل بسازید و همه رفت و آمدها را کنترل کنید... برای همه ما پیش آمده که بعد از بیرون آمدن از اتاق، خانه یا انباری و پارکینگ نگران بسته بودن یا نبودن در شده باشیم. خیلی از ما هم – به دلایل مختلف – نگ...
با قطعات ارزان ماژول سنسور مادون قرمز بسازید... در این ساختنی طرز ساخت یک ماژول سنسور مادون قرمز را یاد می گیرید که می توانید آن را مستقیماً به ربات یا سایر پروژه های الکترونیکی وصل کنید. این آموزش ...
با برد ESP8266 لوله LED بسازید و با موبایل کنترلش کنید... در این ساختنی به شما یاد می دهیم چطور لوله LED را با اضافه کردن برد ESP8266 طوری تغییر بدهید که از طریق تلفن همراه قابل کنترل باشد. با اعمال این تغییر...

درباره عاطفه اسدزاده

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

پیشنهاد می کنیم

با میکروکنترلر Nodemcu سیستم دستیار پارک ماشین بسازید

یکی از تجهیزات کاربردی ماشین‌های امروزی، سیستم دستیار پارک است. اگر ماشین تان آنقدر جدید …

پاسخ دهید