قم بتوصيل وتشغيل شاشة مستشعر ثاني أكسيد الكربون مع NodeMCU / ESP8266 للمدارس ورياض الأطفال أو منزلك: 7 خطوات

2024 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-30 07:36

سأوضح لك كيفية إنشاء مستشعر ثاني أكسيد الكربون للتوصيل والتشغيل بسرعة حيث سيتم توصيل جميع عناصر المشروع بأسلاك DuPont.

لن يكون هناك سوى 5 نقاط تحتاج إلى لحام ، لأنني لم أقم باللحام قبل هذا المشروع على الإطلاق.

سيحتوي المستشعر على شاشة حيث سيتم عرض القيم المقاسة كل 5 ثوان بخط Helvetica كبير بما يكفي.

سيتم تصنيع الغلاف بقاطع ليزر من الخشب الرقائقي البسيط بسمك 4 مم. سيتم لصق جميع العناصر معًا. يمكن أن تكون الحاوية الجاهزة بديلاً. سيتم تثبيت الشاشة والمستشعر في مكانهما باستخدام شريط البط.

تم وضع رمز هذا المشروع معًا من 2-3 عينة من الأكواد التي أمتلكها. إنه ليس معقدًا أو جميلًا ولكن بما أنني لم أكن أعرف أي شيء عن الترميز منذ أسبوعين ، أعتقد أنه قوي جدًا.

الشيء المثالي في هذا الإعداد هو أنه بمجرد تحميل الكود على NodeMCU / ESP8266 ، يبدأ تلقائيًا عند توصيل الطاقة بالطاقة ويعمل طالما أن اللوحة بها طاقة.

في حالة عدم وجود مقبس طاقة ، يمكن تشغيل NodeMCU / ESP8266 على حزمة بطارية لفترة زمنية جيدة.

يوجد جهاز الاستشعار بالفعل في فصل دراسي ابتدائي ويعمل بشكل لا تشوبه شائبة لبضعة أيام حتى الآن. يوفر الأساس عند الحاجة إلى فتح النوافذ للسماح بدخول الهواء النقي.

اللوازم

سوف تحتاج إلى المستلزمات التالية:

- مكواة لحام جيدة مع درجة حرارة قابلة للتعديل ورأس صغير جدًا

- لحام (خالي من الرصاص)

- سلك تنظيف لحام الحديد

- شريط لاصق

- محطة لحام مع عدسة مكبرة

- كابل Micro USB (من الهاتف الذكي)

- شاحن الهاتف الذكي (5 فولت ، 1 أمبير)

- أسلاك توصيل دوبونت 20 سم - 2 ، 54 ملم أنثى إلى ذكر 6 ، 99 يورو

- أسلاك توصيل دوبونت 20 سم - 2 ، 54 ملم أنثى إلى أنثى - 4 ، 99 يورو

- مستشعر SGP30 TVOC / eCO2 - 25 يورو

- شاشة عرض I2C مقاس 0 ، 96 بوصة (SSD1306) 128 × 64 بكسل - 6 ، 29 يورو (3 عبوات 12 ، 49 يورو)

- NodeMCU LUA Amica Module V2 ESP8266 board - 5 ، 99 Euro (3 Pack 13 ، 79 Euro)

- NodeMCU I / O Breakout Board - 4 ، 50 يورو

- لوح خشب رقائقي 4 مم - رابطتان صغيرتان مضغوطتان (غير معروضتين في صورتي)

الخطوة 1: لحام مستشعر SGP30

يجب لحام دبابيس توصيل المستشعر. اضبط مكواة اللحام على درجة الحرارة المطلوبة لسلك اللحام ولحام المسامير باللوحة.

يوجد برنامج تعليمي جيد لهذا على موقع Adafruit -

هذا ساعدني كثيرا.

دع المستشعر يبرد بعد اللحام وقم بإعداد أسلاك التوصيل الخاصة بك ، و NodeMCU ولوحة Breakout للخطوة التالية.

تتوفر لوحات مستشعر SGP30 والتي تم لحام توصيلاتها مسبقًا بالفعل - تستخدم جميعها نفس مستشعرات ثاني أكسيد الكربون وقد تكون أكثر ملاءمة للاستخدام حيث يتم توصيلها وتشغيلها بالفعل (بدون لحام)

الخطوة 2: قم بتوصيل NodeMCU بلوحة الاختراق

خذ NodeMCU و Breakout board وسلك DuPont أزرق أنثى إلى ذكر.

قم بتوصيل القابس الأنثوي بدبوس NodeMCU D1 والطرف الذكر بلوحة Breakout D1.

الآن اصطحب سلك DuPont البرتقالي للإناث إلى ذكر وقم بتوصيل القابس الأنثوي بمسمار NodeMCU D2 والطرف الذكر بلوحة Breakout D2.

تضمن هذه الأسلاك إعداد اتصال بيانات I2C.

تمثل D1 SCL

D2 يمثل SDA

على أجهزة I2C.

لتوفير الطاقة من NodeMCU إلى لوحة Breakout

- السلك الأحمر الأنثى بالذكر ، قم بتوصيل الذكر بالدبوس 3V3 والأنثى بـ 3V على لوحة Breakout

- السلك الأسود للإناث بالذكر ، قم بتوصيل الذكر بدبوس GND والأنثى بـ GND على لوحة Breakout

كخطوة أخيرة ، قم بتوصيل كابل microUSB بـ NodeMCU ، قم بتوصيل الطرف الآخر بشاحن الهاتف الذكي (5 فولت ، 1 أمبير) وقم بتوصيل الشحنة بمقبس 220 فولت.

إذا قمت بتوصيل كل شيء بشكل صحيح ، فسوف يضيء المصباح الأزرق على لوحة Breakout

الخطوة 3: قم بتوصيل شاشة OLED بلوحة Breakout

افصل كابل microUSB من لوحة NodeMCU

يأخذ

- شاشة OLED مقاس 96 بوصة ، شاشة عرض I2C (SSD1306)

- 4 أسلاك للإناث (أحمر ، أسود ، برتقالي وأزرق)

قم بتوصيل لوحة الاختراق للعرض

- أزرق إلى D1 و SCL

- برتقالي إلى D2 و SDA

- أحمر إلى 3 فولت و VCC

- أسود إلى GND و GND

الخطوة 4: قم بتوصيل مستشعر SGP30 CO2 بلوحة الاختراق

خذ أسلاك توصيل من أنثى إلى أنثى وقم بتوصيل لوحة الاختراق بجهاز استشعار SGP30

- سلك أصفر من D1 إلى SCL

- سلك أخضر من D2 إلى SDA

- السلك الأسود من GND إلى GND

- سلك أحمر من 3 فولت إلى رقم التعريف الشخصي

الخطوة الخامسة: بناء العلبة وتثبيت الشاشة والمستشعر

إذا كنت ترغب في إنشاء حاوية خاصة بك ، فانتقل إلى makercase.com ، واختر المربع الذي تريده وأدخل أبعادك وسمك الخشب الرقائقي. قم بتنزيل ملف dxf للقطع بالليزر

أبعاد بلدي 120 × 80 × 80 مم (القياس الداخلي) للخشب الرقائقي 4 مم - لقد قدمت الملف الأساسي للاستخدام في برنامج قطع الليزر الخاص بك وقمت بإضافة ثقوب لـ

- المستشعر

- عرض

- توصيل طاقة microUSB لـ NodeMCU

- فتحات تهوية أعلى العلبة

قطع الليزر الخشب الرقائقي 4 مم والغراء مع غراء الخشب

قم بحفر فتحتين بمثقاب خشب 3 مم لإرفاق لوحة NodeMCU بأربطة مضغوطة بالجدار الجانبي لمنع الانزلاق عند إدخال كابل طاقة microUSB

قم بتوصيل الشاشة والمستشعر باللوحة الأمامية بشريط بطة - هذه هي الطريقة البطيئة ؛)

الصق بقية الجدران معًا واستخدم الأربطة المطاطية للحفاظ على كل شيء معًا حتى يجف الصمغ. لا تقم بلصق الجزء العلوي بالمربع كما تريد أن تكون قادرًا على الوصول إلى الإعداد وتغيير / إضافة المكونات

إذا لم يكن لديك قاطع ليزر ، فقم بشراء صندوق / حاوية بلاستيكية شفافة رخيصة ، وحفر ثقوبًا لجهاز الاستشعار ، ورباطات مضغوطة للوحة NodeMCU وكابل طاقة microUSB

الخطوة 6: قم بإعداد المجلس

إذا كنت جديدًا في برمجة NodeMCU ولم تقم بتثبيت Arduino IDE بعد ، فانتقل إلى https://www.arduino.cc/en/pmwiki.php؟n=Guide/Windo… واتبع الإرشادات الخاصة بنظام Windows

ابدأ Arduino IDE وقم بإعداد اللوحة الخاصة بك في التطبيق. في حالتي ، فإن NodeMCU LUA Amica V2 مع CP2102-Chip يضمن اتصال USB سلسًا مع جهاز Windows 10 Surface.

أول شيء عليك القيام به هو تثبيت جوهر ESP8266. لتثبيته ، افتح Arduino IDE وانتقل إلى:

ملف> تفضيلات ، وابحث عن الحقل "عناوين URL لمدير اللوحات الإضافية". ثم انسخ عنوان url التالي: https://arduino.esp8266.com/stable/package_esp826… الصق هذا الرابط في حقل "عناوين URL لمدير اللوحات الإضافية". انقر فوق الزر "موافق". ثم أغلق Arduino IDE.

قم بتوصيل NodeMCU بجهاز الكمبيوتر الخاص بك عبر منفذ USB. يجب أن يضيء المصباح الموجود على لوحة Breakout ويظل مضاءً. إنه أزرق على صوري.

افتح Arduino IDE مرة أخرى وانتقل إلى: Tools> Board> Boards Manager ستفتح نافذة جديدة ، أدخل "esp8266" في حقل البحث وقم بتثبيت اللوحة المسماة "esp8266" من "ESP8266 Community" لقد قمت الآن بتثبيت ESP8266 core. لتحديد لوحة NodeMCU LUA Amica V2 ، انتقل إلى: Tools> Board> NodeMCU 1.0 (ESP - 12E Module) لتحميل رمز الرسم إلى بطاقة NodeMCU ، حدد أولاً المنفذ الذي قمت بتوصيل البطاقة به.

انتقل إلى: أدوات> المنفذ> {اسم المنفذ} - يحتمل أن يكون COM3

قم بتحميل محرك شاشة OLED الخاص بك. في هذه الحالة أنا أستخدم المكتبة u8g2. لتنزيل المكتبة ، انتقل إلى Tools> Manage Libraries. في نافذة جديدة تفتح ، أدخل "u8g2" في حقل البحث وقم بتثبيت مكتبة "U8g2" من "oliver".

التثبيت سهل للغاية. ما عليك سوى النقر فوق الزر "تثبيت" الذي يظهر عند تحريك الماوس فوق نتيجة البحث.

كرر الآن نفس الخطوات لتحميل وتثبيت مكتبة مستشعر SGP30 CO2. اسم المكتبة Adafruit_SGP30

الخطوة 7: استعد لاختبار القيادة واستخدم مستشعر ثاني أكسيد الكربون

افتح الكود المقدم في Arduino IDE. بمجرد تحميل الرمز ، سيتم عرضه في نافذة منفصلة.

اضغط على علامة الاختيار لتجميع الكود وتحميله على لوحك.

إذا قمت بتوصيل كل شيء بشكل صحيح ، ستعرض الشاشة "CO2" والقيمة "400". يقوم المستشعر بتهيئة نفسه وبعد 30 ثانية يكون المستشعر جاهزًا لقياس القيم الحقيقية كل 5 ثوانٍ.

تنفس برفق على المستشعر وانتظر حتى تظهر القيمة على الشاشة.

تهانينا - لقد صنعت ذلك وقمت ببناء جهاز استشعار ثاني أكسيد الكربون بنفسك !!

الآن افصل كابل USB عن الكمبيوتر ، وقم بتوصيله بالشاحن وانتقل إلى غرفة أو مدرسة أو روضة أطفال حيث تريد استخدام المستشعر الخاص بك.

بعد توصيل الشاحن بمقبس الحائط ، سيستغرق الأمر 30 ثانية حتى يصبح المستشعر جاهزًا. سيخبرك المستشعر بعد ذلك بموعد فتح النوافذ. ستحتاج إلى القيام بذلك عند قيم أعلى من 650 (يتم قياس القيم في جزء في المليون)