Akıllı Telefonda Dijital Pano ile IoT Özellikli Hava Kirliliği Ölçme Devresi

Burada, Blynk uygulamasını ve Arduino kartını kullanarak akıllı telefonunuzdaki hava kalitesini izlemek için IoT özellikli bir hava kirliliği ölçer sunulmaktadır . Blynk, Arduino, Raspberry Pi’yi kontrol etmek için Nesnelerin İnterneti (IoT) platformudur ve benzerlerini İnternet üzerinden . Bu projede Blynk, akıllı telefonunuzda yakın çevre için gerçek zamanlı hava kalitesi okumaları görüntüleyen dijital bir gösterge paneli sağlar.

Blynk belirli bir kart veya kalkan için tasarlanmamıştır. Arduino veya Raspberry Pi’nin Wi-Fi, Ethernet veya ESP8266 üzerinden İnternet’e bağlı olup olmadığına bakılmaksızın sizi çevrimiçi ve IoT’ye hazır hale getirecek çipi .

Blynk nasıl çalışır

Blynk donanımı uzaktan kontrol edebilir. Sensör verilerini görüntüleyebilir, diğer harika şeylerin yanı sıra saklayabilir ve görselleştirebilir. Platformda aşağıda belirtildiği gibi üç ana bileşen vardır:

Blynk uygulaması

Çeşitli widget’lar kullanarak projeleriniz için şaşırtıcı arayüzler oluşturmanıza olanak tanır.

Blynk sunucusu

Akıllı telefon ve donanım arasındaki tüm iletişimden sorumludur. Blynk Cloud’u kullanabilir veya özel Blynk sunucunuzu yerel olarak çalıştırabilirsiniz. Açık kaynak kodludur ve binlerce cihazı işleyebilir. Raspberry Pi’de de başlatılabilir.

Blynk kütüphaneleri

Kütüphaneler tüm popüler donanım platformları için mevcuttur. Kütüphaneler, sunucu ile iletişimi sağlar ve gelen ve giden tüm komutları işler.
Telefondaki Blynk uygulamasında bir düğmeye bastığınızda, sinyal Blynk Bulut’a gider ve donanıma gider. Ters yönde de aynı şekilde çalışır ve her şey göz açıp kapayıncaya kadar gerçekleşir. Konsept Şekil 1’de gösterilmiştir.

1: Blynk gömülü donanım ile bağlanıyor

IoT özellikli hava kirliliği ölçer

Hava kirliliği ölçüm cihazında aşağıdaki donanım bileşenleri kullanılır:

Kontrolör ve sensörler

Arduino Uno, kontrol ve ölçüm birimi ve Blynk Cloud’a bağlantı için Arduino Uno Ethernet kalkanı olarak kullanılır. Sensörler arasında nova PM sensörü SDS011, gaz sensörü MQ135 ve sıcaklık ve nem sensörü DHT11 bulunur.

Akıllı telefon ve dijital gösterge paneli

Android telefon bir akıllı sayaç olarak kullanılır. Blynk uygulaması iyi tasarlanmış bir arayüz oluşturucudur. İOS ve Android’de çalışır ve LCD, basma düğmeleri, açma / kapama düğmeleri, LED göstergesi, RTC ve daha fazlası için kullanımı kolay widget’lar sağlar. Bir akıllı telefonda Blynk dijital gösterge paneli özelliklerinin kullanılması, geleneksel LCD ekran, mekanik düğmeler, LED’ler, RTC ve benzeri gerekmediği için projenin maliyetini düşürmeye yardımcı olur. Dijital gösterge paneli veya akıllı sayaç ekranı Şekil 2’de gösterilmiştir.

Şekil 2: Android telefonda dijital gösterge tablosu

Devre ve çalışma

Dijital gösterge panosuna sahip IoT özellikli hava kirliliği ölçüm cihazının devre şeması Şekil 3’te gösterilmektedir. Devrenin kalbi Arduino korumalı Arduino Uno kartıdır. Kullanılan diğer bileşenler, 7805 voltaj regülatörleri (IC1 ve IC2), CON3 konnektörüne bağlı sıcaklık ve nem modülü DHT11, CON2 konnektörüne bağlı gaz sensörü MQ135, CON1 konnektörüne bağlı PM2.5 / PM10 sensörü ve birkaçıdır.

Şekil 3: PM2.5 / 10 IoT özellikli hava kirliliği ölçüm cihazının devre şeması

PM2.5 / PM10 sensörü (SDS011)

Partikül madde (veya PM) olarak da adlandırılan partikül kirliliği, havada yüzen katı partiküllerin ve sıvı damlacıklarının bir karışımıdır. Bazı parçacıklar doğrudan belirli bir kaynaktan salınırken, diğerleri atmosferdeki karmaşık kimyasal reaksiyonlarda oluşur.

CON1’e bağlı PM2.5 / PM10 sensörü, Çin Jinan Üniversitesi’nden bir spin-off olan INOVAFIT tarafından geliştirilmiştir. Havada lazer saçılması ilkesini kullanır ve 0,3 ila 10 mikron arasında değişen asılı partikül madde konsantrasyonunu tespit edebilir. Sensör tarafından toplanan veriler kararlı ve güvenilirdir. SDS011 sensörü Arduino Uno kartının UART portuna (TX ve RX) bağlanır.

Gaz sensörü (MQ135)

Sensörün hassas malzemesi, iletkenliği gaz konsantrasyonu ile artan kalay dioksittir. İletkenlikteki değişiklik, yanıcı gaz konsantrasyonuna karşılık gelen çıkış voltaj sinyaline dönüştürülür. MQ135, amonyak, sülfür ve benzen buharları, duman ve diğer zararlı gazlara karşı oldukça duyarlıdır. Farklı uygulamalar için uygun düşük maliyetli bir sensördür. Gaz sensörünün çıkışı, CON2 konnektörü aracılığıyla Arduino Uno kartının analog giriş pimine A3 bağlanır.

Sıcaklık ve nem sensörü (DHT11)

Bu kompozit sensör, sıcaklık ve nem için kalibre edilmiş dijital sinyal çıkışları içerir. CON3 konnektörüne bağlı olarak, dirençli bir nem ölçüm bileşeni ve bir NTC sıcaklık ölçüm cihazı içerir. Çıkış pimi, Arduino Uno kartının dijital pimine 5 bağlanır. Performansı için nispeten ucuz bir sensördür.

Ek özellikler

RL1 ve RL2 röleleriyle ek alarm göstergesi ve kontrolü sağlanmıştır. İki cihaz (ışık ve fan) CON5 ve CON6 konektörlerine bağlanabilir, ancak ihtiyacınıza göre daha fazlasını ekleyebilirsiniz. CON4 konnektörü, sırasıyla CON5 ve CON6’ya bağlı lambayı ve fanı çalıştırmak için 230V AC şebeke elektriğini bağlamak için kullanılır.

Güç kaynağı

7805 regülatörler (IC1 ve IC2) kullanılarak 5V’ye ayarlanan CON7 konnektörüne bir 12V pil veya besleme bağlanır. Sistem açıldığında, cihazın çalışmaya hazır olması için gaz sensörünü önceden ısıtması bir dakika alır. Tüm sensör devresi 9V veya 12V adaptör veya pil ile güçlendirilebilir. Burada, devrenin çeşitli kısımlarını sürmek için IC1 ve IC2 kullanılmıştır.

Tüm sensör devresini (Şekil 3) hava kalitesini veya kirliliği izlemek istediğiniz yere yerleştirmeniz gereken uygun bir kutuya yerleştirin.

Ethernet kalkanı

Arduino Ethernet kalkanı, Arduino’yu İnternet’e kolayca bağlamanızı sağlar. Bu kalkan, Arduino’nun dünyanın herhangi bir yerinden internet bağlantısıyla veri gönderip almasını sağlar.

Dijital gösterge paneli kurulumu

Adım 1. Ethernet korumasını Arduino Uno’ya takın ve Board1’i bir USB kablosu kullanarak PC’ye bağlayın.

Adım 2. Arduino sketch ethernetclient.ino’daki IPAddress IP’sindeki (IP adresiniz) IP adresini değiştirin. Bu çizim / program kodu makalenin sonundan indirilebilir.

Kodu derleyin ve Arduino IDE’den Arduino Uno’ya yükleyin. Bu kod, Ethernet kalkanı kullanarak nasıl HTTP isteği yapacağınızı gösterir. Arduino kelimesi için bir Google araması döndürür. Bu aramanın sonuçları Arduino’nun seri penceresinden HTML olarak görüntülenebilir.

Adım 3. ethernetserver.ino taslağını derleyin ve Arduino Uno kartına yükleyin. Çizimdeki IPAdresi IP’sinde (IP adresiniz) IP adresinizi değiştirin. Bu örnekte, basit bir Web sunucusu oluşturmak için Ethernet kalkanınızı ve Arduino kartınızı kullanın. Ethernet kütüphanesini kullanarak, cihazınız bir HTTP isteğini Ethernet kalkanı ile cevaplayabilecektir.

Ethernet kalkanı IP adresine gittikten sonra, Arduino HTML tarayıcısı aracılığıyla yanıt verecektir ve Board1’in analog pinlerinden (A0 ila A5) giriş değerlerini kabul etmeye hazır olacaktır.

Adım 4. Cep telefonunuzu Wi-Fi ile bağlayın. Google Play Store’dan Blynk uygulamasını indirin ve yükleyin. Ardından, yeni bir Blynk hesabı oluşturun (Şekil 4). Bu hesap, zaten bir hesabınız olması durumunda Blynk Forumları için kullanılan hesaplardan ayrıdır.

4: Blynk’te yeni bir hesap oluşturma

Projelerinizi kaydetmek ve bunlara dünyanın herhangi bir yerindeki birden fazla cihazdan erişebilmek için bir hesaba ihtiyaç vardır. Aynı zamanda bir güvenlik önlemidir. Daha sonra işleri basitleştireceği için gerçek bir e-posta adresi kullanmanızı öneririz.

Adım 5. Hesabınıza başarıyla giriş yaptıktan sonra, yeni bir proje oluşturarak başlayın (Şek. 5) ve buna bir isim verin.

5: Yeni bir proje penceresi oluşturma

Adım 6. Kullanmak istediğiniz donanım modelini seçin. Bu durumda Arduino Uno’dur (Şekil 6).

6: Donanımın seçilmesi

Adım 7. Yetkilendirme (veya Yetkilendirme) belirteci, donanımı akıllı telefonunuza bağlamak için gereken benzersiz bir tanımlayıcıdır. Oluşturduğunuz her yeni projenin kendi Auth jetonu olacaktır (Şekil 7). E-posta düğmesini tıklayın, belirteç kayıt için kullandığınız e-posta adresine gönderilecektir. Pollense.ino dosyasındaki auth [] = “belirteciniz” içinde bu belirteci kullanın.

7: Tipik yetkilendirme jetonu

Https://github.com/blynkkk/blynk-library/releases/tag/v0.3.4 adresinden Blynk kütüphanesini (Blynk_v0.3.4.zip) indirin ve Arduino IDE’ye ekleyin. Polution.ino kodunu derleyin ve Arduino kartına yükleyin.

Adım 8. Oluştur’a basın (Şek. 8).

8: Oluştur düğmesine basma

Adım 9. Proje tuvaliniz şu anda boş. Widget kutusunu açmak için tuvalin herhangi bir yerine dokunun; kullanılabilir tüm widgetlar burada bulunur. Widget ekleyin (Şek. 9).

9: Widget Kutusu penceresi

Ayarlara aşağıdaki widget’ları ekleyin ve ekranın Şekil 2’de gösterildiği gibi dijital bir gösterge panosu gibi görünmesini sağlayın. Buna LCD (Şekil 10), LED, açma / kapama düğmesi, butonlar ve RTC widget’larının eklenmesi dahildir.

10: LCD widget ayarı

Adım 10. Projeyi çalıştırın. Ayarları tamamladığınızda Oynat’a basın (Şek. 11). Bu, ekranı donanımdan etkileşim kurabileceğiniz düzenleme modundan çalma moduna geçirir. Oynatma modundayken, yeni widget’ları sürükleyemez veya ayarlayamazsınız. Durdur’a basın ve düzenleme moduna dönün. Oynatma modunda, Şekil 12’de gösterilen ekranı bulacaksınız.

11: Oynat düğmesi12: Oynatma modu

EFY notları: Uygun bir IoT tabanlı test için Android mobil cihazınız ve Arduino sensör kartınız için farklı Wi-Fi ağları kullanın.

Kaynak klasörü indir

https://drive.google.com/file/d/18a0kLJCwfYt28QnhipTiCTyLH_F7TwF7/view?usp=sharing