Adafruit Feather менен Pimoroni Enviro+ FeatherWing колдонуу NRF52840 Express: 8 кадам

2024 Автор: John Day | [email protected]. Акыркы өзгөртүү: 2024-01-30 10:36

Pimoroni Enviro+ FeatherWing - бул Adafruit Feather сериясындагы такталар менен иштөө үчүн иштелип чыккан сенсорлорго толгон такта. Бул айлана -чөйрөнүн мониторингине, атмосферанын булганышына жана маалыматтардын жок кылынышына кызыккан ар бир адам үчүн баштоо үчүн пайдалуу жер. Бул өзгөчөлүктөрү:

• Bosch BME280 - температура, басым, нымдуулук сенсору;
• Lite-On LTR-559-жарык жана жакындык сенсору;
• SensorTech MiCS -6814 - газдарды кычкылдандыруучу, газдарды жана аммиак сенсорун калыбына келтирүүчү;
• Аналогдук микрофон - ызы -чуунун булганышын өлчөө;
• Plantower PMS5003 бөлүкчө зат сенсорунун туташтыргычы (киргизилген эмес).

MiCS-6814 металл оксиди сенсорлорунун үчтүгүнө газдарды кычкылдандыруучу анча кеңири таралган сенсор кирет. Бул азоттун диоксидине (NO2), шаарларда жана чоң жолдордун жанында таралган булгоочу затка болгон сезгичтиги үчүн пайдалуу.

Pimoroni же Adafruit сунуштайбыз

• Feather M4 Express (120MHz, 192kB кочкор) же
• Feather nRF52840 Express (64MHz, 256kB кочкор).

Бул колдонмо үчүн nRF52840 тандалды, анткени ал Bluetooth Low Energy (BLE) колдойт, бул тактага башка түзмөккө маалыматтарды жөнөтүү мүмкүнчүлүгүн берет.

Feather жана FeatherWing экөө тең тиркелбеген эркек баштары менен келет. Аялдардын баштары такталарды жыйыштыруу үчүн талап кылынат. Бул колдонмо Feather тактасын кошумча сенсорлор менен эксперимент жүргүзүүгө көмөкчү тактасына киргизүүгө мүмкүндүк берген "үстөлдөлүүчү баштардын" колдонулушун көрсөтөт. Аталыштар тактайларга ширетилиши керек, бирок бул абдан жөнөкөй.

Enviro+ FeatherWingдин аталаш агасына салыштырмалуу бир назик айырмасы бар, Raspberry Pi үчүн Enviro+ аба сапаты. FeatherWing версиясы 5Vдан төмөн чыңалуу менен иштөө үчүн иштелип чыккан окшойт, бир литий полимердик (LiPo) батареяны 3.7V-4.3V өндүрүүгө мүмкүндүк берет. Кошумча PMS5003 үчүн 5V камсыз кылуу үчүн DC-DC конвертери бар жана ал төмөнкү чыңалуу менен күрөшүү үчүн MiCS-6814 ички жылыткычтарын жекече иштете алат.

Негизги сүрөттө Enviro+ FeatherWing PMS5003төн PM2.5 жана PM10 маалыматтары көрсөтүлгөн. Шам жагуу планынын жарымында Swan Vestas беттеши өттү.

Экинчи макалада көмүр кычкыл газынын деңгээлин Pimoroni Enviro+ FeatherWing жана Adafruit SCD-30 менен плоттоо камтылган.

Берилиштер:

• Pimoroni Enviro+ FeatherWing - Pimoroni | Adafruit - (Raspberry Pi үчүн дагы бир окшош такта бар)
• Adafruit nRF52840 Feather Express - Pimoroni | Adafruit
• Канаттардын үстүнкү каталары - Пиморони | Adafruit - кадимки аял баш же FeatherWing дублер/триплер да колдонулушу мүмкүн
• Solder
• Кошумча: Plantower PMS5003 бөлүкчөлөрдүн сенсору - Pimoroni | Adafruit

1 -кадам: Жүктөгүчтү жаңыртуу

Feather тактасын USB аркылуу компьютерге туташтырып, аны ширетүүдөн мурун текшерсе болот. Бул жүктөгүчтү текшерүү үчүн пайдалуу убакыт - эски версиялар Windows боюнча түшүнүксүз, бирок зыянсыз каталарды чыгара алат.

Мамыктын баштапкы абалга келтирүү баскычын эки жолу басуу FTHR840BOOT аттуу дисктин башкы компьютерге көрсөтүлүшүнө алып келет. Версияны текшерүү үчүн INFO_UF2. TXT деп аталган файлды ачса болот, төмөнкү мисал 0.2.6 версиясын көрсөткөн мазмунду көрсөтөт:

F2 жүктөгүч 0.2.6 lib/nrfx (v1.1.0-1-g096e770) lib/tinyusb (мурас-525-ga1c59649) s140 6.1.1

Модели: Adafruit Feather nRF52840 Express Board-ID: NRF52-Bluefruit-v0 Жүктөгүч: s140 6.1.1 Date: Dec 21 2018

0.2.9га чейинки версиялар жогоруда айтылган катадан жабыркайт. Бир аз жаңыртуу процесси Adafruit Үйрөнүү: Adafruit nRF52840 жүнү менен таанышуу бөлүмүндө сүрөттөлөт: Жүктөгүчтү жаңыртуу жана Adafruit форумдарында талкууланат: Windows каталары CircuitPython UF2ди FTHR840BOOTко көчүрөт.

2 -кадам: Аталыштарды баштоо

Enviro+ FeatherWing эркек башын тиркелиши керек, ал эми мамыкчага аялдардын баш катмарлары тиркелиши керек.

Тигүүчүлөрдү ширетүү учурунда туура абалда табуунун жалпы ыкмасы - бул аларды нан тактасына салуу. Бул FeatherWing менен этият болуу керек, анткени астындагы пикоблейд туташтыргычы башындагы пластикалык аралыктан бийик. Бул тактанын кокусунан бурчка ширетилишине алып келиши мүмкүн. Жогорудагы сүрөттө бурч көрсөтүлгөн. Бул жонокой, баштыктарды нан тактасынан 2-3 мм (0.1ин) көтөрүү менен чечилет.

Үйүлгөн аялдардын баштары тактага перпендикуляр болушу керек. Буга аларды тегиз жерге коюп, мамык тактайынын аларга каршы бекем басылышын камсыз кылуу аркылуу жетишүүгө болот. Жогорудагы сүрөттө карандаштын үстүнө карандашты колдонуп, колдоруна салмагы түшүрүлгөн жардам көрсөтүлөт. Кээ бир запастык баштар аралыкты сактоого кошумча жардам көрсөтүшүүдө.

MiCS-6814 маалымат барагында:

Сенсор агымы vapours. The сенсордук катмарын ууландырбоо үчүн органикалык эриткичтердин, силикон буусу же тамеки түтүнүнүн жогорку концентрациясына дуушар болбошу керек, нейтралдуу атмосферада кайра ширетилиши керек.

Газ сенсорун жапкан кичинекей маска тасмасы ширетүүдө жана флюсту тазалоодо акылдуу чара болуп саналат. Экранды коргоочу бул этапта темир менен ширетүүдөн келип чыгуучу агымдын сөзсүз кичинекей чачырандылары менен күрөшүү үчүн калтырылышы мүмкүн. Микрофон ошондой эле ар кандай агым тазалоодо маска тасмасы менен коргоого ээ болот.

Узун катардагы казыктарды нан тактасынан же башка розеткадан алып салганда оңой бүгүлүшү мүмкүн. Тактанын бир четинен өйдө көтөрүлбөшү үчүн этият болуңуз.

Adafruitте гимнастиканын башын бириктирүү боюнча жол көрсөткүч бар, Пиморонинин башкы темасы бар, анын ичинде аталыштар бар жана YouTubeда ушундай стилдеги тактага баштыктарды кантип ширетүү керек экенин көрсөткөн сонун видео бар, GurgleApps: Raspberry Pi Pico Upgrade Number1 - Snazzy Header Pins!

3 -кадам: CircuitPython жана Combined Plotter мисалын орнотуу

Эгерде сиз CircuitPython менен тааныш болбосоңуз, анда алгач CircuitPythonго кош келиңиз деген көрсөтмөнү окуп чыгыңыз.

Төмөндөгү орнотуу кадамдары pimoroni / EnviroPlus-FeatherWing README жана Getting Started көрсөтмөсүнө негизделген, кийинчерээк китепкана менен CircuitPython 6.x камсыз кылуу.

1. Https://circuitpython.org/ сайтынан CircuitPython (2020 -жылдын 6.0.0) акыркы версиясын орнотуңуз - бул процесс CircuitPython for Feather nRF52840 -те сүрөттөлгөн.
2. USB аркылуу сериялык консолго туташуу менен орнотууну ырастаңыз. REPL көрсөтмөсү версиясын көрсөтөт. Версияны CIRCUITPY дискиндеги boot_out.txt файлын текшерүү менен да текшерсе болот.

3. Бул китепканаларды https://circuitpython.org/libraries баракчасынан CIRCUITPYдеги lib каталогуна орнотуңуз:

   1. adafruit_bus_device
   2. adafruit_bme280 (adafruit_bmp280 эмес)
   3. adafruit_st7735r (adafruit_st7735 эмес)
   4. adafruit_display_text

4. Бул китепканаларды GiHubдан EnviroPlus-FeatherWing-1.0.zip файлынан орнотуңуз: pimoroni/EnviroPlus-FeatherWing: 1.0 версиясын CIRCUITPY боюнча lib каталогуна:

   1. i2cdevice (Adafruitтин i2c_device китепканасы менен чаташтырбоо керек)
   2. pimoroni_envirowing
   3. pimoroni_ltr559
   4. pimoroni_physical_feather_pins
   5. 5003
   6. Бул жерден pimoroni_circuitpython_adapter орнотпоңуз
5. Акыркы Pimoroni CircuitPython адаптер китепканасын _init_.py файлын CIRCUITPY боюнча жаңы түзүлгөн lib/pimoroni_circuitpython_adapter каталогуна жүктөө менен орнотуңуз.
6. Бириккен плоттер мисал программасын CIRCUITPYге жүктөп алуу үчүн plotters_combined.pyдеги шилтемени төмөнкүдөй сактоо … баскычын басыңыз.
7. CIRCUITPYдеги учурдагы code.py файлынын атын өзгөртүп же жок кылыңыз, андан кийин plotters_combined.pyдин атын код.py. Бул файл CircuitPython котормочу башталганда же кайра жүктөлгөндө иштейт.

Бул колдонмодо колдонулган версиялар:

• CircuitPython 6.0.0
• CircuitPython китепкана пакети adafruit-circuitpython-bundle-6.x-mpy-20201208.zip
• EnviroPlus-FeatherWing китепкана версиясы 1.0
• pimoroni_circuitpython_adapter китепканасы 9-Дек-2020 f062036

4 -кадам: Айкалыштырылган плоттер

Бириккен плоттерде төрт экран бар:

1. Үн жана Жарык.
2. PM2.5 жана PM10.
3. Температура, басым жана нымдуулук.
4. OX, RED жана NH3.

Бөлүкчө (PM) экраны Plantower PMS5003 тиркелгенде гана пайда болот. Программа анын башталышын текшерет жана туташпаса, бул маалыматтык билдирүүнү басып чыгарат:

PMS5003 окуу убактысы: кадр байтынын башы окулбай калды

Балким, pms5003 туташкан жок, бөлүкчөлөрдү кыйбай эле улантууда

Сюжеттин аралыгы программанын жогору жагында 540 секундга коюлган. Бул сюжет ылдамдыгын көзөмөлдөө үчүн жөнгө салынышы мүмкүн.

5 -кадам: Enviro+ FeatherWing Pins

Enviro+ FeatherWing көптөгөн мамыктын төөнөгүчтөрүн колдонот. Төмөнкүлөр колдонулат, кашаанын ичиндеги аталыштар Пиморонинин ат коюу схемасынан алынган:

• A0 (pin5) - MiCS6814 аммиак газ сенсору
• A1 (pin6) - MiCS8614 газды азайтуучу
• A2 (pin7) - MiCS6814 кычкылдандыруучу газ сенсору
• A3 (pin8) - аналогдук микрофон
• A4 (pin9) - MiCS6814 иштетүү
• D5 (pin19) - SPI шинасынын экрандын буйругу
• D6 (pin20) - SPI шинасынын экранынын чипин тандоо
• D9 (pin21) - арткы жарык (PWM)
• D10 (pin22) - PMS5003 иштетүү
• D11 (pin23) - PMS5003 баштапкы абалга келтирүү
• D12 (pin24) - LTR -559 үзгүлтүк (CircuitPython китепканасында колдоого алынбайт)
• SCK (pin11) - SPI автобус сааты
• MO (pin12) - SPI автобустун кожоюну
• MI (pin13) - SPI автобус мастери кулчулукта
• RX (pin14) - PMS5003 берүү (Feather аркылуу алуу)
• TX (pin15) - PMS5003 алуу (Featherден берүү)
• SCL (pin18) - I2C сааты
• SDA (пин 17) - I2C маалыматтары

Бул A5, D2/DFU жана D13 колдонуу үчүн бекер калтырат.

6 -кадам: Power керектөө

LiPo батарейкасы тиркелип, кайра заряддалып жатса дагы, керектөө USB спецификациясында жакшы. Колдонуу батарея кубатына өтүүнү пландаштыруу үчүн көбүрөөк актуалдуу. Учурдагы кээ бир болжолдуу өлчөөлөр:

• 100мА бош, арткы жарык өчүрүлгөн;
• 100мА плоттер иштеп жатат, арткы жарык аз;
• 120мА плоттер иштеп жатат, арткы жарык жогору.

Plantower PMS5003 маалымат барагында учурдагы 100 мАдан аз экени айтылат, бул жогорудагы сандарга кошумча болмокчу. Enviro+ FeatherWingде DC-DC конвертерин колдонуу бул санды бир аз көбөйтүшү мүмкүн.

Feather nRF52840 Express тактасында NeoPixel (RGB LED) бар, бирок программалык абалдын индикатору катары анын демейки колдонуу үчүн жарыктык деңгээли керектөөгө аз гана өлчөмдү кошот. Feather тактасы өзү 10мАдан төмөн, FeatherWing - бул күчкө ээ болгон такта.

7 -кадам: Plantower PMS5003 өзгөчө зат сенсорун кошуу

Met One Instruments BAM 1020 - бул шаарлардагы бөлүкчөлөрдү өлчөө боюнча дүйнө жүзү боюнча жалпы көрүнүш. Арзаныраак аппараттар бар жана Enviro+ FeatherWing Plantower PMS5003 бөлүкчөлөрдүн сенсорунун туташтыргычы менен келет.

Бул сенсордун Pimoroni китепканасынын коду учурда назик көрүнөт. Жөнөкөй жана тез өркүндөтүү - бул программанын өзгөчөлүктөрүн кармоо. Plotters_combined.py программасын муну үстүнө кошуу менен өркүндөтсө болот:

pimoroni_pms5003 импорттоо

Жана бул линияны негизги while циклине алмаштыруу

# окуу

pms_reading = pms5003.read ()

менен:

# окуу

аракет кылыңыз: pms_reading = pms5003.read () pimoroni_pms5003.hecksumMismatchErrorдон башка: print ("checksum error")

8 -кадам: Мындан ары

Enviro+ FeatherWing иштеп баштагандан кийин изилдей турган көптөгөн аймактар бар.

• Тышкы температура сенсорун кошуу. BME280деги температура сенсору ички жылытууга жана жакынкы компоненттерден жылытууга дуушар болот жана башка BME280 сенсорлорун калибрлөөгө арналган. Маанини айланадагы абанын температурасын болжолдуу түрдө камсыздоо үчүн иштетсе болот, бирок жеткиликтүү, тышкы тышкы варианттар көп.
• Сенсорлорду калибрлөө. Кысым аба ырайы байкоолорун же кыска мөөнөттүү прогноздорду колдонуу менен оңой болот (бул 0 фут амслда болот), калгандары кыйын.
• Салыштырмалуу нымдуулук үчүн PMS5003 чыгарууну тууралоо. Формула EPAдеги PDFтин 8 -бетинде берилген: PurpleAir PM2.5 АКШнын Түтүн учурунда Түзөтүү жана Иштөөсү 4/2020
• Башка түзмөктөргө Bluetooth Low Energy аркылуу сенсор маалыматын берүү үчүн код кошуу.
• Электр энергиясын керектөөнү кантип азайтуу керек экенин изилдөө. Кээ бир сенсорлордо иштетүүчү линиялар бар, бул сенсорлордон кубатты өчүрүп же аз кубат режимине киргизиши мүмкүн. Жылытуу убактысы бар сенсорлор үчүн мезгил-мезгили менен үлгү алуу практикалык болбой калышы мүмкүн.
• Сатып алуу, ыңгайлаштыруу же кылдаттык менен иштелип чыккан ички аба агымы жана түз күн нуруна ылайыктуу сактык чаралары менен сыртка орнотууга ылайыктуу корпус жасоо. SensorTech MiCS-6814 газ сенсору абанын туруктуу, аз ылдамдыктагы агымы менен эң жакшы иштейт.
• Аба ырайынын шарттары жердин деңгээлинде булганууга кандай таасир этерин изилдөө. Ишара: инверсиялар маанилүү.
• Батарея кубаты менен күн батареясына айландыруу. Күн энергиясы фотоэлектрдик күн панелин кошкондон да татаалыраак, Adafruit Learn: USB, DC жана Solar Lipoly Charger'деги Дизайн эскертүүлөр бөлүмүн караңыз.
• Озон (O3) жана күкүрт диоксиди (SO2) же көмүр кычкыл газы (CO2) сыяктуу парник газдары сыяктуу жалпы булгоочу заттарды өлчөө үчүн башка сенсорлорду кошуу. Бир нече сенсорлор "eCO2" өлчөйт жана CO2 атмосферасын өлчөө үчүн ылайыктуу эмес. Adafruit азыр Sensirion SCD-30 NDIR CO2 сенсорун STEMMA QT i2c туташтыргычы бар тактада сатат.
• Эгерде сиз маалыматты Wi-Fi аркылуу интернет аркылуу жөнөтүүнү иликтөөнү кааласаңыз, анда ESP32-S2 микроконтроллери бар FeatherS2 тактасы Enviro+ FeatherWing менен шайкеш окшойт. Газ датчиктерин туура өлчөөгө тоскоол болгон санариптик өзгөрткүчтөргө (ADC) ESP32-S2 аналогу менен көйгөйлүү чектөө бар. Көбүрөөк маалымат алуу үчүн Adafruit форумдарын караңыз: Feather ADC салыштыруусу, анын ичинде 2.6V чектелген ESP32-S2.

Тиешелүү долбоорлор:

• Adafruit үйрөн: өрттөнүүчү газ сенсорлору менен салыштыруу жана эксперимент
• Adafruit үйрөн: TMP36 Температура сенсору

Кошумча окуу:

• Дүйнөлүк саламаттыкты сактоо уюмунун (ДССУ) абанын булганышы боюнча колдонмо
• Британ өпкө фонду - абанын сапаты (PM2.5 жана NO2)
• Breathe London-азыркы учурда Clarity Node-S колдонуп, "эч кимге жеткиликтүү, орнотууга оңой жана абанын сапатынын сенсорлору" менен Лондондун аба сапатынын түйүнүн толуктоочу тармак.
• Дүйнөлүк абанын сапатынын индекси - карта көрүнүштөрү жана тарыхый маалыматтар менен ар кандай булактардан маалыматтарды чогултат.
• Atmosphere Journal: Турак жай мештеринин абанын булганышы: Дүйнөдө колдонуу учурунда бөлүкчөлөрдүн үйлөргө топтолушун изилдөө - бул Enviro+ тактасынын Raspberry Pi версиясын колдонот.
• Мыйзамдар: Аба сапатынын стандарттары боюнча регламент 2010 (Улуу Британия)
• Pimoroni Blog: Жылдын эң булганган түнү (Улуу Британияда)
• Экономист: Түн ортосунда асман - Польшанын көмүр менен жылытылган үйү кеңири булганууну жаратат (2021 -жылдын январь)
• Би -Би -Си: Трафиктин ызы -чуусу ырчы куштардын жөндөмдүүлүгүн начарлатат (ызы -чуунун булганышы)
• Particulate Matter Sensor Library китепканасындагы программалык каталар - PMS5003 сериялык протоколун бекем талдоо үчүн талап кылынган камкордукту карап көрүңүз.