Návod na zostavenie

1

Nákupný zoznam

Jednotlivé komponenty a ich orientačné ceny

1.DK0400GZ elektrikárska krabica (heureka.sk) – 4 €

2.USB kábel: plochý 2m Micro-USB – 2 $. Kábel nemusí byť plochý, ale ak pôjde cez okno, oceníte to. Ja som použil plochý zo starého JBL reproduktora.

3.Napájací USB zdroj – 3 $. Takýto zdroj možno nájdete aj doma. Napr. zo staršieho telefónu.

4.Senzor prachových častíc SDS011 – 18 $ s dopravou

5.Komponenty vytlačené na 3D tlačiarni – 5 €, alebo poproste kamaráta s tlačiarňou

6.Modul NodeMCU ESP8266 CPU/WLAN – 3 $

7.BME280 6-pinový, teplota & relatívna vlhkosť & tlak vzduchu 4 $ s dopravou.POZOR! Nepomýľte sa, nekúpte omylom lacnejšiu verziu BMP280.

8. Skrutky din 7981 2,9×13

9. Skrutky do dreva3×12

10.Kábliky Female – Female (ideálne 10 cm a 20 cm) – 1 $

Všetky ceny sú len orientačné. Keď sú v dolároch, znamená to, že som nakupoval z Číny. Nekupujte nič, čo sa vám povaľuje doma. Ak neviete kde a ako nakupovať, prečítajte siOdpovede na otázky.

2

Ovládače a firmvér

Ovládač je program, ktorý umožní počítaču komunikovať s modulom NodeMCU ESP8266. Firmvér je program, ktorý nahráte do ESP8266. Vďaka firmvéru dokážete neskôr nakonfigurovať váš merač. Firmvér sa stará aj o zber a odosielanie dát. Nebojte sa, nemusíte vedieť programovať. Všetko je pre vás pripravené a naprogramované. Vy už pripravené programy len stiahnete a nainštalujete podľa tohto návodu.NodeMCU ESP8266 môže používať čipset CP2102 (staršia verzia V2) alebo CH341 (nová verzia V3). Ak neviete, či máte CH341 alebo CP2102, poriadne si modul z každej strany poobzerajte. Vo väčšine prípadov túto informáciu nájdete na jeho zadnej strane. Na obrázku som označil miesta s informáciou o čipsete.

Keď viete, ktorý čipset máte, nižšie vyberte odkaz, ktorý zodpovedá operačnému systému vášho počítača a čipsetu.

Windows

Ovládač modelu V2 (CP2102) pre Windows
  • Windows 10 – Systém Windows 10 by mal byť schopný tieto súbory stiahnuť automaticky.
  • Windows 7/8/8.1 – 32-bitová verzia –nepodporuje 64-bitovú verziu Windowsu.
Ovládač modelu V3 (CH341) pre Windows
  • Windows – Systém Windows 10 by mal byť schopný tieto súbory stiahnuť automaticky.
Rozbaľte súbory stiahnuté pre Windows:
  • pre V2: otvorte priečinok CP210x a dvojklikom spustite súbor CP210xVCPInstaller_x64 (or x86)
  • pre V3: otvorte priečinok CH341SER a dvojklikom spustite súbor SETUP

MacOS

MacOS ovládače
Rozbaľte súbory stiahnuté pre MacOS:
  • pre V2: Rozbaľte priečinok CP210x a dvojklikom spustite súbor CP210xVCPInstaller_x64 (alebo x86).
  • pre V3: Rozbaľte priečinok CH341SER a dvojklikom spustite súbor SETUP.
  • Reštartujte váš Mac.

Linux

Nemusíte inštalovať ovládače. Čip by mal byť podporovaný priamo (kontrolu môžete vykonať s dmesg).

3

Nástroj na inštaláciu firmvéru

Podporuje viaceré operačné systémy: Windows, MacOS a Linux.
V zozname, ktorý sa zobrazí po kliknutíairRohr Flashing Tool, kliknite na link zhodný s vašim operačným systémom. K dispozícií je niekoľko verzií. Vždy platí, čím vyššie číslo, tým novšia verzia.

airRohr Flashing Tool
Zdrojový kód (GitHub)

 

Pripojte k počítaču modul ESP8266 prostredníctvom micro-USB kábla. Tento kábel by nemal byť dlhší ako jeden meter. Ak bude dlhší, môže dôjsť k zlyhaniu inštalácie.
Pri položke Firmware verzia vyberte zo zoznamu súbor latest_sk.bin (alebo iný jazyk, ktorý vám vyhovuje). Stlačte tlačítko Nahrať a počkajte na dokončenie nahrávania.
Teraz môžete pokračovať k samotnému poskladaniu merača.

Veľká vďaka patrí Piotrovi z Poľska, za jeho pomoc!

4

Zostavenie

⚠️DÔLEŽITÉ UPOZORNENIE:
Predtým, ako sa pustíte do zostavenia, nahrajte firmvér!
Pozrite si sekciuNástroj na inštaláciu firmvéru.

NodeMCU V3

Poznámka: Naše pokyny sa vzťahujú na NodeMCU V3. Ten je možné rozpoznať pomocou pripojení VU a G (na kresbe).

Spájkovanie BME280

Pripojte kolíkovú lištu k doske BME280. Spájkujte ju zozadu. Medzery medzi kolíkmi sú veľmi malé, takže buďte trpezliví a opatrní. Trik spočíva v tom, že pritlačíte špičku spájkovačky na kolík, trochu ho ohrejete a potom zľahka nanesiete cín. Ak si na spájkovanie netrúfate, skúste požiadať o pomoc priateľov.
(POZNÁMKA: Ja som tento krok vzdal a spájkovanie som nechal na kamaráta, ktorý to spravil lepšie a rýchlejšie ako ja.)

© roman-minyaylov, MIT License

Keď skončíte, takto by mal vyzerať výsledok

Pripojenie senzoru SDS011

Ak je to možné, pre pripojenie použite 20 cm kábliky. Kolíky (Piny) sú očíslované SPRAVA DOĽAVA, pri pripájaní káblov sa uistite, že káble sú nasunuté na kolíkoch a nie sú nesprávne vložené medzi kolíky.

SDS011 Pin 1 -> Pin D1 / GPIO5
SDS011 Pin 2 -> Pin D2 / GPIO4
SDS011 Pin 3 -> GND
SDS011 Pin 4 -> nepoužívaný
SDS011 Pin 5 -> VU (na V3) / VIN (na V1 a V2)
SDS011 Pin 6 -> nepoužívaný
SDS011 Pin 7 -> nepoužívaný

Pripojenie BME280

Kolíky (Piny) sú číslované ZĽAVA DOPRAVA.

VIN (VCC) -> Pin 3 V3 (3.3V)
GND-> GND/G
SDA (SDI) -> Pin D3
SCL (SCK) -> Pin D4

Pre ďalšie pokračovanie je dôležité, aby ste kábliky merača vlhkosti, teploty a tlaku (BME280) odpojili z modulu ESP8266.

5

Poukladajte všetko do krabičky

Skôr, ako začnete s ukladaním do krabičky, dôkladne si premyslite, kde senzor umiestnite.

Do spodnej časti krabičky s dvoma gumenými membránami vystihnite zahnutými manikúrovými nožničkami, 2 malé kruhové otvory s priemerom približne 1 cm. Na strane, ktorou dovnútra privediete USB kábel, vystrihnite malý otvor s priemerom max. 3 mm. Gumová membrána má výbornú elasticitu a aj cez takýto malý otvor dokážete prevliecť Micro-USB koncovku do vnútra krabičky.
Do krabičky vložte plochý 3D diel tak, aby jeho oblúková časť smerovala k jednému z otvorov na spodnej strane krabičky, ktoré ste vystrihli v predchádzajúcom kroku. Potom diel priskrutkujte dvoma skrutkami.

Na plochý diel položte senzor SDS011 s pripojeným modulom NodeMCU ESP8266 tak, aby biely konektor s káblikmi smeroval hore a strieborný výčnelok senzora smerom dole k jednému z vystrihnutých otvorov. NodeMCU ESP8266 zatiaľ nechajte mimo krabičku. Jednou skrutkou v pravej hornej časti prikrúte SDS011 k vytlačenému dielu. Potom vložte další vytlačený 3d diel a priskrutkujte ho ďaľšou skrutkou v ľavom hornom rohu.
K senzoru teploty, vlhkosti a tlaku BME280 pripojte 4 (stačí 10 cm) kábliky a prevlečte ich cez malý obdĺžnikový otvor v jednom z vytlačených 3d dielov, ako vidíte na obrázku. Potom jemným tlakom zatlačte nožičky aj s káblikmi do obdĺžnikového otvoru. Kábliky veľmi opatrne a s citom prevlečte cez pravý vystrihnutý otvor v gumenej membráne. Následne môžete do kruhových otvorov zatlačiť tlačený diel tak, aby pekne zapadol na svoje miesto. V tomto kroku musíte byť veľmi opatrný, aby ste pri manipulácii kábliky neodpojili od BME280 a nezlomili žiadnu časť.
Skrutkou pripojte ďalši tlačený diel, ktorý zakryje SDS011. Opäť pripojte 4 kábliky zo senzora vlhkosti, tlaku a teploty BME280 k modulu ESP2866. Otočte ESP2866 nožičkami hore a podložte ho tlačený podložkami aspoň v dvoch rohoch, ktoré sú šikmo proti sebe. Na miestach s podložkami priskrutkujte posledné dve skrutky. Pripojte MicroUSB kábel.
TEST DRUHÝ: Predtým, ako krabičku zatvoríte, opäť otestujte funkčnosť zariadenia. Pripojte váš nový senzor k napájaniu. Hneď po pripojení počúvajte, či sa roztočí a po pár sekundách zastaví ventilátor senzora.
Ak sa ventilátor nerozbehne, niečo nie je pripojené správne. Dôkladne skontrolujte, či sú kábliky pripojené podľa schémy a či sú všetky dôkladne zatlačené na svojom mieste.
Ak sa ventilátor rozbehne, ale po pár sekundách sa nezataví, opäť dôkladne skontrolujte, či sú kábliky pripojené podľa schémy a či sú všetky dôkladne zatlačené na svojom mieste.
Ak sa ventilátor roztočí, po pár sekundách zastaví a do 3 minút opäť rozbehne a zastaví, všetko je pripojené správne.Zatvorte krabičku a umiestnite ju na miesto, kde budete merať.

6

Konfigurácia

Získajte ID

  1. Pripojte meraciu stanicu pomocou USB kábla so zdrojom k elektrike, aby ste snímač zapli.
  2. Stanica sa pokúsi pripojiť k nakonfigurovanej WiFi sieti. Ak sa jej to nepodarí, stanica vytvorí WiFi sieť s názvomParticulate Matter ID,Feinstaubsensor-ID, aleboairRohr-ID. ID jeChipID (napríklad 13597771).Prosím, zapíšte si toto číslo. Budete ho potrebovať pri registráciu.
  3. Pripojte sa k vytvorenej WiFi sieti. Počkajte na dokončenie pripojenia.
    Ak na to použijete Android: Ak dôjde k okamžitému odpojeniu, pravdepodobne bude potrebné v nastaveniach deaktivovať možnosť ‘Prepínač inteligentnej siete’ v ‘Pripojenia -> WiFi -> Rozšírené’.
  4. Otvorte prehliadač a napíštehttp://192.168.4.1/

⚠️Poznámka: Pripojenie NodeMCU k WiFi sieti niekedy vyžaduje viac pokusov. Prosím, buďte trpezlivý a skúšajte to, kým sa to podarí. Senzor môžete nakonfigurovať aj pomocou smartfónu. Ak sa senzor podarí správne nakonfigurovať, konfiguračná stránka už nie je dostupná cez IP 192.168.4.1.

Konfigurácia senzora

  1. V časti Konfigurácia zadajte SSID (názov WiFi siete, ku ktorej bude senzor pripojený), heslo k WiFi, alebo bezpečnostný kľúč siete (v systéme Windows).
  2. Pre senzory prachových častíc (SDS011) nie je potrebné vykonať ďalšie zmeny.
  3. Po stlačení Uložiť a reštartovať sa senzor reštartuje a po pripojení k WiFi sieti už nie je dostupný.

Otestujte senzor

Ak ste okrem zadania údajov WiFi siete nespravili žiadne iné zmeny, senzor môžete po cca. 10 minútach “otestovať” na nasledujúcich stránkach. Na týchto stránkach vyhľadajte vaše ChipID (v príklade vyššie 13597771).

7

Registrácia na mape

Zaregistrujte sa

Navštívte stránku devices.sensor.community zaregistrujte váš senzor a staňte sa súčasťou siete otvorených dát.

>Zaregistrujte svoje zariadenie

Po prihlásení kliknite na Registrovať nový senzor a vyplňte formulár.
Úvod -> (Prihlásenie) – Moje senzory -> Registrovať nový senzor

  • ChipID, ktorý ste si poznačili ESP8266 (NodeMCU)
  • vaša e-mailová adresa (nebude zverejnená)
  • vaša adresa: ulica s číslom domu, PSČ a mesto. Kliknite na “Vyhľadať zadanú adresu” a získate súradnice polohy (budú zaokrúhlené). Potom skontrolujte polohu špendlíka na mape a ak je to nutné, upravte ju.
  • pomenovanie senzora uľahčuje jeho identifikáciu, ak máte senzorov viac (napríklad záhrada, senzor chata, doma, atď.)
  • okolie senzora – napríklad vzdialenosť od zeme, vzdialenosť od cesty, hustota premávky, atď.
8

Riešenie problémov

Problémy s prenosom?

Do prehliadača zadajte svoje vlastné údaje v nasledujúcom formáte:
https://www.madavi.de/sensor/graph.php?sensor=esp8266-[ID]-[typ senzora]

[ID] môžete nájsť aj v texte na tejto stránke (načítanie stránky môže chvíľu trvať):https://www.madavi.de/sensor/graph.php

  • Je senzor zaregistrovaný prostredníctvomhttps://devices.sensor.community/ a je senzor viditeľný na mape?
  • Bola intenzita WiFi signálu v minulosti slabá?
    Tu je stránka s log súborom signálu:https://www.madavi.de/sensor/signal.php?sensor=esp8266-[ID]

Problémy s USB káblom?

  • Skontrolujte napájací zdroj USB kábla.
  • Reštart (odpojte kábel od zdroja, alebo odpojte zdroj z elektriky).
  • Je WiFi sieť správne nakonfigurovaná (senzor sa pripojí k nakonfigurovanej sieti)? Ak nie:
  • vytvorí senzor vlastnú WiFi sieť (v priebehu 2-7 minút po reštarte)?
  • hľadajte sieť s názvomairrohr-[ID]. Buďte trpezlivý, môže to trvať 1-2 minúty po spustení.
  • Skontrolujte prostredníctvom rútra, či je senzor pripojený k vašej sieti, potom si poznačte jeho IP adresu.
  • alebo využite možnosť „Prehľadať sieť“ vnástroji na inštaláciu firmvéru
  • Ak áno: pripojte sa k senzoru cez IP pomocou prehliadača stránokhttp://[ip-of-the-sensor]/, malo by sa zobraziť rozhranie senzora.
  • Ak nie: ESP má problémy, napr. nedostatočné napájanie, reštartovacia slučka alebo podobné.
  • Pripojte USB k počítaču a pozrite si log.
  • Sledujte text na sériovom rozhraní pomocou programu sériový terminál (Nastavenie: baud 9600, 8N1).
  • Linux: screen, minicom, cutecom; Windows: Tera Term; MacOS: screen, minicom, atď.
  • na správne fungovanie sú potrebné vhodné ovládače usb2serialhttps://github.com/opendata-stuttgart/meta/wiki/Firmware-einspielen
  • Keď funguje, uvidíte, čo senzor robí (bootovacie správy, pripojenie k WiFi, vytvorenie WiFi, meranie – až po 3 minútach).

Problémy s elektronikou?

  • Vyberte elektroniku snímača z krytu a skontrolujte ju.
  • Skontrolujte alebo vymeňte napájací zdroj:
  • bliká ESP8266 krátko po reštarte?
  • SDS011: červená LED svieti / ventilátor sa točí po reštarte?
  • opäť skontrolujte pripojenie káblikov k senzoru, alebo kábliky vymeňte.