CPC Class булгануу текшергичи: 10 кадам

2025 Автор: John Day | [email protected]. Акыркы өзгөртүү: 2025-01-23 14:51

Саламатсызбы, мен Бельгиядан келген студентмин жана бул менин бакалавр даражам үчүн биринчи чоң долбоорум! Бул Нускамалык жабык бөлмөлөргө, айрыкча класстык бөлмөлөргө аэрополюция өлчөгүчтү кантип жасоо жөнүндө!

Мен угуп жатам, эмне үчүн бул долбоор? Ооба, мунун баары мен жогорку мектепке барганда башталган. Түштөн кийин жакшы түшкү тамактануудан жана тыныгуудан кийин сабактар кайра башталат. Бирок бир көйгөй бар, биз мугалим түшкү тамагыбызды ичкенибизде терезени ачууну унутуп коюшкан, ошондуктан ал ысык, тердеп турат жана уйкусурап жаткандыгыңыздан көңүлүңүздү топтой албайсыз. Себеби абада CO2 көп.

Менин долбоорум муну чечет жана бардык студенттер сабактарында көбүрөөк концентрацияланат.

Жабдуулар

1 xRaspberry Pi 4 (€ 55)

1 х айдоочу менен steppenmotor (€ 5)

2 x 12v 6800 мАч батареялар (2x € 20)

2 x stepdown модулу (2x € 5)

1 x 16x2 ЖК (€ 1.5)

Сенсорлор: 1x MQ8, 1x MQ4, 1x MQ7, 1x MQ135, 1x HNT11, 1x TMP36 (1 x € 23)

IC: 1x MCP3008, 2x 74hc595AG (1x € 2.30, 2x € 0.40)

Светодиоддор: 2х жашыл, 2х кызыл, 3х сары (кээ бир эски жабдууларда бар, ар бири 0,01 евро)

Батареялар үчүн туташтыргыч (2 х € 0,35)

40 f-to-f коннектор кабели (€ 1.80)

40 f-to-m коннектор кабели (€ 1.80)

20 м-м коннектор кабели (€ 1.80)

2 х ПКБ (2x € 0.70)

Куралдар:

Паяльник (60 Вт артык)

Калайга калай

Алюминий барак 50х20

Корпус (мен эски мини компьютер корпусун колдондум)

Бул оңой эле кээ бир MDF же жеке идеялар болушу мүмкүн.

1 -кадам: Сиздин RPi орнотуу

Ошентип, биздин жүрөгүбүз мээбиз жана жаныбыз бул продукттун ичинде. Жакшы коркутуп коюңуз, анткени ал сизге кандайдыр бир жол менен зыян келтириши мүмкүн. Мен RPi 4B 4gb колдонуп жатам, башка моделдер жакшы иштеши керек. Сиз эски моделдер боюнча дагы бир аз артта калууну күтсөңүз болот.

Биз OSти мектебибизден phpMyAdmin сыяктуу кээ бир алдын ала орнотулган программалар менен алдык.

Биринчиден, сиз Raspberry Pi менен ssh аркылуу туташа алаарыңызды текшериңиз, ага көп убакыт керек болот.

Ошентип, адегенде биз SPI автобусун, GPIO-пиндерди иштетип, башка автобустарды өчүрүшүбүз керек, аларга муктаж болбойбуз.

Муну raspi-config менюсунда кыла аласыз. Интерфейстерге өтүү жана GPIO менен SPIди иштетүү, адатта, кереги жок болот Бул жерде жүргөнүңүздө, сактагычыңызды өркүндөтүү менен кеңейтип, андан кийин сактагычты кеңейтүүнү басыңыз.

Эми кайра жүктөө. Бизге VS кодун колдонуу үчүн, серверибизди жана маалымат базабызды иштетүү үчүн кээ бир кеңейтүүлөргө муктаж болобуз.

VS Code Extension үчүн орнотуу процессин бул жерден тапса болот.

Эми биз серверибизге жана маалымат базабызга кеңейтүүлөрдү орнотобуз. Терминалды колдонуңуз жана "python install flask, flask-cors, mysql-python-connector, eventlet" терип бүткөнчө күтө туруңуз.

Эми биз долбоорду түзүүдөн баштасак болот.

2 -кадам: MCP3008 + TMP36

Ошентип, бизде 6 сенсор бар: 4 газ, 1 нымдуулук + температура жана 1 температура сенсору. Аларды иштетүү - бул чыныгы милдет. Бардык сенсорлор аналогдук сенсорлор болгондуктан аналогдук сигналды санариптик сигналга айландыруу керек. Себеби RPi (Rasberry Pi) санарип сигналдарды "түшүнө алат". Көбүрөөк маалымат алуу үчүн бул жерди басыңыз.

Бул тапшырманы аткаруу үчүн сизге MCP3008 керек, бул ишти эң сонун аткарат!

Анын 16 порту бар, өйдөдөн (кичинекей көбүктөн) солго, ылдыйга, башка тарапка жана өйдө карай. Pin1-8-бул сенсорлорубуздун аналогдук сигналынын кириштери. Башка жактагы 9 -пин - бул GND, бул толук схеманын GNDсына туташуусу керек, антпесе бул иштебейт. Pin 10-13 кылдаттык менен туташтырылышы керек, бул маалыматтарды RPiге жана андан өткөрүп берет. 14 -пин дагы бир GND жана 15 жана 16 -казыктар VCC болуп саналат, алар чынжырдын оң жагына туташышы керек.

Бул электр өткөргүчтөрүнүн схемасы:

• MCP3008 VDD тышкы 3.3V чейин MCP3008 VREF тышкы 3.3V чейин
• MCP3008 AGND тышкы GNDге
• MCP3008 DGND to externalGND
• MCP3008 CLK Raspberry Pi пин 18ге
• MCP3008 DOUT Raspberry Pi pin 23 үчүн
• MCP3008 DINден Raspberry Pi pin 24кө
• MCP3008 CS/SHDN Raspberry Pi pin 25ке

Бул ошондой эле GNDди RPIден тышкы GNDге туташтыруу үчүн жакшы убакыт. Бул RPiден ectricity агымын жасайт.

Бул жерде аны кантип туура туташтыруу керек.

Туура жолго туташууну тактаңыз, антпесе баарын кыска туташтырып аласыз!

Коддун биринчи бөлүгү ушул жерге кирет.

Сиз менин кодумду долбоорлордун github'ынан model. Analog_Digital көчүрө аласыз.

Беттин ылдый жагында аны иштетүү үчүн баштапкы кодду таба аласыз.

Бирок биз биринчи сенсорубузга муктажбыз, андыктан текшере алабыз.

Иштесе сенсорубузду текшеришибиз керек. 3.3V же 5V кубаттуулугун TMP36 оң жагына туташтырыңыз. Аны GND менен туташтырууну унутпаңыз, балким бул келесоо нерсе, бирок мага ишениңиз. Бул чындык;). Сиз мультиметр менен текшере аласыз, сенсордун чыгышы бул ортоңку пин. Бул жөнөкөй теңдеме менен сиз температураны ° C менен текшере аласыз. ((миливольт*киргизүү чыңалуусу) -500)/10 жана voila donne! Кош болуңуз! Жок, хахах, бизге MCP3008 керек. TMP36 үчүн аналогдук пинди MCP3008дин биринчи киргизүү түйүнүнө туташтырыңыз. Бул 0 пин.

Сиз бул MCP-класс үчүн мисал кодун колдоно аласыз. Же сиз интернеттен таба турган бир нерсе болсоңуз, анда ал жакшы иштейт.

3 -кадам: Маалыматтар базасы

Ошентип, азыр биз биринчи сенсорубузда окуй алабыз, биз аны маалымат базасына киргизишибиз керек. Бул биздин мээбиздин эс тутуму. Мен бул маалымат базасын келечектеги өзгөрүүлөр үчүн кеңейтиле турган жана оңой өзгөртүлө турган кылып иштеп чыккам.

Ошентип, адегенде биз кириш катары эмнени аларыбызды ойлонушубуз керек жана эгер биз белгилүү бир нерселердин статусу сыяктуу конкреттүү нерселерди жазышыбыз керек болсо.

Менин жообум мындай болмок: 6 сенсордон киргизүү, ошондуктан сенсордук таблицаны жасашыбыз керек, бул сенсорлор менен биз баалуулуктарды жасайбыз. Наркка эмне байланышкан? Мен үчүн бул терезенин абалы, ал ачыкпы же жабыкпы, сенсор маанини өлчөп жатканда. Бирок жайгашкан жер менин баалуулуктарым үчүн дагы бир фактор, ошондуктан биз аны кошобуз. Баанын убактысы жана датасы да маанилүү, ошондуктан мен аны кошом.

Келечекте кеңейтүү үчүн мен колдонуучу таблицасын коштум.

Таблицаларга карата менин оюм кандай: стол баалуулуктары, стол дареги (бөлмө менен байланышкан), стол бөлмөсү (маани менен байланышкан), стол терезеси (маани менен байланышкан), стол сенсору (маани менен байланышкан) жана жапайы таблица колдонуучулар.

Таблицаларды бири -бирине байланыштыра турган болсок. Ар бир баалуулукка бир сенсор, бир терезе, сенсордун мааниси, идентификатор керек, андыктан биз маанини уникалдуу кыла алабыз, убакыттын белгиси качан жасалган жана акыркы убакта бизге бөлмө керек эмес, ошондуктан бул милдеттүү эмес, бирок кошулду.

Ошентип, азыр кандай көрүнөт. Бул менин долбоорумдун калган бөлүгүндө колдонулат.

4 -кадам: HNT11, чыныгы балдар үчүн

Бизге китепканалардын эч кандай түрүн колдонууга тыюу салынгандыктан. Биз баарын өзүбүз программалашыбыз керек.

HNT11- бул бир зымдуу система, демек сизде башка электрондук түзүлүш сыяктуу GND жана VCC бар, бирок 3-пин- кирүү жана чыгуу пини. Бул кызыктай, бирок мен андан көп нерсени үйрөндүм.

VCCди тышкы 3.3Vга жана GNDди тышкы GNDге туташтырыңыз.

DHT11 маалымат барагында бул сенсорлорду колдонуу үчүн бардык нерселер камтылган.

Биз жогорку бит төмөн жана жогорку битти камтый турганын аныктай алабыз. Бирок жогорку бөлүктүн узактыгы битти анык аныктайт. Эгерде жогорку бөлүгү 100µs (нормада 127µs) узунураак чыгарылса, бит жогору болот. Бит 100µsтен кыска (нормалдуу түрдө 78µs) бит аз.

HNT11 иштетилгенде, ал сигналдарды чыгара баштайт. Бул дайыма 41 бит. Бул баштоо менен башталат, бул эч нерсени билдирбейт, андыктан биз муну өткөрүп жибере алабыз. Биринчи 16 бит/ 2 байт - бул нымдуулуктун бүтүн жана калкып чыгуучу бөлүгү. Бул акыркы 2 байт үчүн бирдей, бирок азыр температура үчүн.

Ошентип, биз ар бир биттин узактыгын эсептеп чыгышыбыз керек, андан кийин биз бүтүрдүк.

DHT11 астындагы булак кодунда бул маселени чечүүдө менин ыкмамды таба аласыз.

5 -кадам: Газ сенсорлору (легендалар менен гана)

Ошондуктан мен долбоордун башталышында көптөгөн сенсорлорду колдонуу эң сонун идея болот деп ойлогом. Жергиликтүү сатып алардан мурун ойлонуп көрүңүз, бул сизге көп уктоо саатын үнөмдөйт! Анткени сиз эртерээк баштасаңыз болот жана бул сиз үчүн барууга даяр болот.

Ошентип, менде 4 газ сенсору бар. MQ135, MQ8, MQ4 жана MQ7 бул сенсорлордун эң жакшы өлчөгөн конкреттүү газдары бар. Бирок булардын бардыгы конфигурациясында ар башка.

Ошентип, мен биринчи кезекте маалымат барагын колдондум, бул мени эч нерсеге кызыктырган жок. Андан кийин коддун мисалдарын издедим. Мен тапканым Адафруттун бир китепканасы болду. Мен аны мүмкүн болушунча жакшы кайталоого аракет кылдым. Бул төрт сенсордун бири менен иштеген.

Мен аны бир аз тыныктырып коюп, кайра кайтып келдим.

Мен аны бир сенсор үчүн иштетүү үчүн эмне кылдым:

- Мен маалымат барагын өлчөгүм келген газдын чекиттерин белгилөө үчүн колдондум. Ошентип, 1 ro/rs чейин 400ppm, 1.2 үчүн 600ppm …

- Андан кийин мен ошол нерселердин бардыгын excellга коюп, ийри формуласын чыгардым. Мен муну маалымат базасына сактап койдум.

- Маалыматтар барагынан мен кадимки каршылыкты жана таза аба каршылыгын окудум. Бул баалуулуктар маалымат базасында сакталган.

Мен мунун баарын кандайдыр бир кодго төктүм, сиз муну MCP3008 классындагы акыркы үч функция катары таба аласыз. Бирок бул али бүтө элек, тилекке каршы менде убакыт жок болчу.

6 -кадам: Shiftregister, 74HC595AG

Ошентип, бул IC. Ал өзгөчө бир нерсе кылат, бул түзмөк менен бир эле сигнал үчүн GPIO чыгымдарын азыраак колдонсо болот. Мен муну ЖК (Суюк Кристалл Дисплей) жана леддерим үчүн колдондум. Мен IP дарегин LCDде көрсөтөм, ошондо бардыгы сайтка кире алышат.

Светодиоддор акылдуу түрдө 2 кызыл, 3 сары жана 2 жашыл түстө тандалат. Бул каалаган убакта бөлмөдө абанын сапатын көрсөтөт.

Shiftregister параллелдүү чыгаруу түзмөгү болгондуктан, бир мезгил ичинде ар кандай сигналдарды чыгаруу мүмкүн эмес. Бул сырттан программаланган, бирок жергиликтүү түрдө колдоого алынбаган учурда мүмкүн болмок.

IC кантип колдонсо болот? Ооба, сизде 5 киргизүү жана 9 чыгаруу бар. 8 казык үчүн 8 логикалык жыйынтык, андан кийин 9 -пин, калган маалыматты башка нөөмөттүк катчыга жөнөтүү.

Ошентип, биз 16 -пин тышкы VCCге туташтырабыз, кийинки пин - бул биринчи өндүрүш, ошондуктан ЖК үчүн бизге керек болот.. 14 -пин - бул маалымат линиясы, бул жерде биз маалыматтарды жөнөтөбүз. 13 -пин туташтыргыч күйгүзүлгөн, төмөн сигнал ICди өчүрүүгө жогорку сигнал керек. Pin 12 - бул качан бир аз жөнөтүлгөнүн аныктай ала турган пин, эгер сиз бул пинди өйдөдөн ылдый карай ылдый түшүрсөңүз, ал пин 13түн сигнал статусун окуйт жана 8 бит эс тутумунда сактайт. Pin 11 окшош, бул пин жогору орнотулганда, ал эми төмөндө 8 битти портуна чыгарат. Ал эми акыркы пин, 10 -пин - бул баштапкы абалга келтирүү, бул пин бийик бойдон калуусу керек же иштебейт. Акыркы байланыш GND пин 8, биз муну тышкы GNDге туташтыруубуз керек.

Ошентип, азыр малинаны пи менен кантип жакшы көрөрүңүздү туташтырыңыз. Мен муну кайда экенин билишим үчүн, аларды бири -бирине мүмкүн болушунча жакыныраак кылып туташтырдым.

Туура чыгарылганда. Сиз муну LEDдин жардамы менен ПХБга туташтырсаңыз болот. жана 220 Ом резисторлор. ICдин чыгарылышын тийиштүү ледге кошуңуз. Сизде азыр ушундай нерсе болушу керек.

Менин тест кодумду бул жерден Shiftregisterден таба аласыз. 74HC595N менен иштегенде, сиз MRге муктаж болбойсуз, андыктан аны туташпай калтырсаңыз болот.

ЖК дээрлик бирдей. Аны shiftregister менен колдонуу абдан оңой, анткени ЖКнын кириши - бул shiftregisterдин кириши.

ЖК үчүн аны иштетүү үчүн башка код бар, бирок ал жөн эле жылдыруучуга окшош. Тест кодун бул жерден ЖКнын астында таба аласыз.

7 -кадам: Frontend, баалуу сабак

Ошентип, мен бул жерде адашып кетем, муну кантип кылыш керек экени жөнүндө. Бул үйрөнгөн абдан баалуу нерсе.

Арткы жагын алдыңкы жагына жаса !!!!

Мен муну тескерисинче кылдым. Мен маалымат базам үчүн пайдасыз чалууларды жасадым, буга көп убактымды коротом.

Кирүү баракчасында мага учурдагы температура жана нымдуулук жана бардык газ сенсорлорунун баалуулуктары жагымдуу диаграммада керек болчу. Мен ошондой эле RPiдин IP дарегин көрсөтүшүм керек.

Сенсорлор баракчасында мага бир сенсордун тандалышы жана тандоо убактысы керек. Мен тандоо үчүн бир күндү, андан кийин ошол күндү тандадым. Бул мен үчүн бир топ жеңилдеди, анткени мен аны көбүрөөк көзөмөлдөй алам.

Акыркы бетте, орнотуулар баракчасы ден соолукка коркунучтуу же коркунучтуу газ жана температуранын деңгээли сыяктуу белгилүү бир баалуулуктарды башкарууга мүмкүн. Эгер сиз муну керек деп эсептесеңиз, RPiди кайра жүктөөңүз мүмкүн.

Ошентип, адегенде мен кодировкалоочу бөлүктүн үстүндө иштөөнү оңой башташ үчүн дизайн жасадым. Мен бара -бара бир нерсеге жетиштим. Тапшырмалар биринчи мобилдик болчу, ошондуктан мен биринчи кезекте ага көңүл бурам. Анан мен чоң экрандарга жол ачам.

Сиз менин баракчаларымды, CSS жана JSти Githubдан таба аласыз.

8 -кадам: Арткы бет

Бул бөлүк мен фронттон аралаштырган бөлүк. Мен алдыңкы бетке бир нерсе жасаганда, аны арткы жагында иштедим. Андыктан аны кийинчерээк кайра карап чыгуунун кажети жок. Бул мен биринчи кезекте кылбаган нерсе болчу жана ушундан улам мен 2 жума убактымды жоготтум. Акмак мени! Бирок мен башка долбоорлорго сабак алам.

Ошентип, арткы жагын жасаганда сиз колдоно турган нерсени жасаңыз. Бирок аны кайра колдонууга жана катаал коддоого жол бербөө менен келечектеги далил. Ошентип, мен DHT11дин акыркы 50 маанисине муктаж болгондо, баалуулуктар барбы текшерем? Ооба, аларды кантип маалымат базасына киргизем. Мен аларды базадан кантип чыгарам. Муну кантип көрсөтөм? Диаграмма, графикпи же жөн эле маалыматпы? Андан кийин мен ар кандай параметрлер жана касиеттери бар жаңы маршрут жасайм, мисалы даталар, конкреттүү сенсордук аттар же мен чала турган нерсе. Айтайын дегеним, мен бардык баалуулуктарды MQ сенсорлорунан чакырамбы же анын атынан MQ менен бардык сенсорлорду чакырамбы. Анан мен бир аз катачылыктарды киргиздим. Чалуудан келген суроо туура ыкма болгондо гана ал улана берет, антпесе жакшы ката кетет.

Бул жерде темалар жайгашкан, булар параллель кодду иштетүүгө мүмкүндүк берген программалык камсыздоо. Сиз веб -сайттарга чалууларды, баалуулуктарды түзүү функциясын жана led+shiftregisterди иштете аласыз. Бул функциялар бири -биринен толугу менен көз карандысыз иштейт.

Ошентип, лидерлер үчүн. Мен CO2 үчүн түбүн/ дени сак маанисин жасады. Бул баа көптөгөн мамлекеттик булактардан келген. Класстардын дени сак мааниси кубометрге 600 ppm CO2ден төмөн. Зыяндуу баа 2000 ppmден жогору. Ошентип, LED көпүрөнү түзөт. Эгерде MQ4 сенсорунун мааниси 1400 болсо, ал автоматтык түрдө коркунучтун кайсы деңгээлинде экенин эсептеп чыгат. 2000 - 600 = 1400 Ошентип, жалпы диапазон 1400 /7 = 200. Ошентип, маани 550гө жеткенде жашыл ледди көрсөтөт. 750 2 жашыл ледди, 950 1 сары 2 жашыл LEDди көрсөтөт. Жана башка.

Качан ортодон жогору чыкса, терезе ачылат. Мен жогорку момент жана тактык үчүн тепкич моторун колдондум. Ал эми 2000ден ашып кеткенде кичинекей ойготкуч өчөт. Бул бөлмөнүн ичиндеги адамдарды коркутуу үчүн.

Биз ошондой эле түтүн газдарын аныктай алабыз, ошондуктан өрт болгондо. Муну да каттайт. Белгилүү бир мааниден жогору чыкканда, сигнал күйөт жана LEDдин жарыгы өчөт.

ЖК негизинен IP дарегин көрсөтүү үчүн болот, андыктан сиз сайтка кире аласыз.

Сиз менин Githubin app.py ичинде баарын + кодун таба аласыз

9 -кадам: ишти жасоо

Мен бардык компоненттерим үчүн кичинекей компьютер корпусун таптым.

Мен алюминийден жасалган баракты кесем. Жана барак эс ала турган жерде тешиктерди бургулашты. Бул Motherboard тешиктери менен дал келет.

Анан мен корпустун ичине баары кантип туура келерин карадым. Мен баарын коюп, кыймылдай баштадым.

Мен кантип иштээрине ыраазы болгондо, сенсорлорго, RPiге, ПХБга, повермодулдарга жана steppenmotor модулуна керектүү тешиктерди белгилей баштадым. Тешиктер ПХБ үчүн болот, бул металл бөлүктөрү алюминий барак менен байланышта болбошу үчүн бир бөлмө түзөт. Ал ошондой эле жакшы көрүнүш берет.

Мен ар бир ICден же башка түзмөктөн кабелдерди кармап алып, аларды байлап койгом. Мунун себеби, мен кабелдер эмне үчүн экенин көрө алдым. Мен ар бир нерсени кээ бир тирешүүлөргө жакшынакай жайгаштырдым жана бардыгын жакшы кармап туруу үчүн кээ бир гайкалар менен бурамаларды колдондум.

Мунун баарын иштетүү үчүн мен 2 батареяны колдондум. Булар көп күч берет, бирок булар дагы эле батарейкалар, ошондуктан алар убакыттын өтүшү менен түгөнөт. Мен муну велкро менен орноттум. Мен велкро колдондум, анткени анда батарейкаларды оңой эле алмаштырып же алып салууга болот.

Steppenmotor, LCD жана LEDлер корпустун чокусунан чыгат. Ошентип, корпустун капкагын кылдаттык менен үстүнө коюп, тешиктерди белгилеп, аларды бургу менен бургуладым. Ошентип, биз бардыгын оңой көрө алабыз.

Иш бүткөндөн кийин биз бардыгын зым менен байланышыбыз керек, бул жерде сиз зымдардын схемасын таба аласыз.

10 -кадам: баалоо жана корутунду

Ошентип, бул менин биринчи долбоорум болчу.

Жакшы окшойт менимче.

Мен көптөгөн жаңы нерселерди үйрөндүм, долбоорду башкаруунун чоң жана жаман жактарын үйрөндүм. Бул чынында эле баалуу сабак болду. Мен күтө албайм деп ишендим, чынында эле берүүнү улантуу керек. Сиз ар бир кыймылды документтештиришиңиз керек (дээрлик абдан кыймыл), жана сиз муну жаңы эле кылганда жасашыңыз керек.

Бир убакта 1 нерсеге көңүл буруңуз. Экраныңыздагы температураны каалайсызбы? Муну, муну жана тигини кыл. Күтпөңүз же өткөрүп жиберүүгө аракет кылбаңыз. Бул жардам бербейт. Ошондо ал ушунчалык баалуу убактыңызды жоготот.

Ошондой эле 4 жума көп убакытты талап кылат. Бирок азыраак чындык. Бул жөн эле туура эмес. Сизде болгону 4 апта бар. Алгачкы 2 жума анчалык деле басым эмес. 3 -жума аяктоо жана 4 -жума уйкусуз түн. Муну кантип жасабаш керек.

Мен, балким, бир аз амбициялуу болчумун: мен супер кичинекей корпусту, сенсорлорду, батареяларды колдонууга оңой эмесмин … Аны бир топ жөнөкөй кылып, акырындык менен катуураак кыл, ошондо гана сен жакшы прототипти/ продуктуну аласың.