مستشعر غاز إنترنت الأشياء: 7 خطوات

2024 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-30 07:39

كنت أرغب في إنشاء جهاز استشعار غاز يمكنه اكتشاف تسرب الغاز في المنزل. الاستخدام العملي لهذا هو ضمان عدم ترك الموقد يعمل بدون حريق ، مما يؤدي إلى التسمم بالغاز. يمكن أن يكون الاستخدام الآخر هو التأكد من عدم الإفراط في الطهي أو ترك المقلاة على النار لفترة طويلة ، مما ينتج عنه طعام الفحم. يبدو هذا الأخير أكثر صعوبة من الناحية العملية ، ويحتاج إلى مزيد من الأفكار في هذا الشأن. لذلك أنا أعيد استخدام المفهوم المماثل لمستشعر درجة حرارة إنترنت الأشياء ، لإنشاء بيانات لاحقًا على خادم الويب لتجنب متاعب فتح المنافذ على جهاز التوجيه.

الخطوة 1: المفهوم

الفكرة هي توصيل المستشعر بـ ESP8266 ومراقبة كمية الغاز في الهواء. عندما تصل كمية الغاز إلى حد معين ، سيؤدي ذلك إلى إطلاق الإنذار (الجرس). سيتم أيضًا تحميل بيانات الغاز بشكل دوري إلى السحابة (خادم الويب) مما يسمح بالوصول عن بُعد ومراقبة الغاز. إذا تم التقاط البيانات في قاعدة البيانات خلال الفترة ، فيمكن رسم ذلك على الرسم البياني لإظهار الاتجاه.

الخطوة الثانية: المواد المستخدمة

فيما يلي قائمة بالمواد المستخدمة في هذا البناء:

- ESP8266 - سيكون هذا هو الدماغ الذي يسمح لنا بتوصيل الأشياء بالإنترنت

- حساس الغاز MQ-5

- الجرس

ESP8266 هي وحدة رائعة تسمح للأشياء بالاتصال بالإنترنت ، مستشعر الغاز المستخدم MQ5 يسمح بوضعين للتشغيل ، الوضع الرقمي والوضع التناظري. كما يسمح لنا بضبط حساسية الغاز عبر المقاوم المتغير الموجود على لوحة المستشعر.

الخطوة 3: مخطط الاتصال

نقوم بتوصيل مستشعر الغاز MQ-5 بالمدخل التناظري (AD0) الخاص بـ ESP8266 كما هو موضح في الرسم التخطيطي. الجرس متصل بـ Pin GND و D3.

في هذا المثال ، نستخدم الإخراج التناظري للمستشعر الذي يسمح لنا بمراقبة نطاق أكبر بكثير من الغاز. يمكن أيضًا استخدام الإخراج الرقمي للمستشعر ، ولكن يجب معايرته بشكل صحيح للتأكد من أنه سيعطي الزناد المطلوب عند اكتشاف تركيبة معينة من الغاز.

تُظهر الصورة الثانية الاتصال باستخدام لوحة النموذج الأولي. قمنا بتوصيل المستشعر والجرس. يتم تشغيل ESP8266 بواسطة 3.3 فولت. تسمح اللوحة باتصال USB الذي يحول 5V إلى 3.3 V الذي تستخدمه اللوحة.

بمجرد توصيل هذا ، يمكنك بعد ذلك توصيل اتصال USB بجهاز الكمبيوتر الشخصي أو جهاز Mac للسماح بتحميل الكود عبر Arduino IDE. إذا لم تكن معتادًا على Arduino IDE ، فيمكنك التحقق من منشور Instructables الآخر الذي يمكن أن يساعدك على البدء.

الخطوة 4: إعداد خادم الويب

المتطلبات الأساسية: أنت على دراية بإعداد خادم ويب وتحميل الملفات عبر بروتوكول نقل الملفات وإنشاء أدلة افتراضية وبرمجة الخادم. إذا لم تكن مألوفًا لك ، فلا داعي للقلق ، فيمكنك دائمًا الحصول على صديق غريب الأطوار لمساعدتك في هذه الخطوة.

قم بتنزيل ملف "IoTGasSensorWebserver.zip" واستخرجه إلى جذر خادم الويب الخاص بك باستخدام برنامج بروتوكول نقل الملفات المفضل لديك ، أو في أي أدلة افتراضية تريدها. في هذا المثال أفترض أن خادم الويب هو "https://arduinotestbed.com"

سكربت php الذي سوف يستدعيه ESP8266 يسمى "gasdata_store.php". في هذا المثال نفترض أن المسار الكامل لهذا الملف هو "https://arduinotestbed.com/gasdata_store.php"

إذا قمت بتحميل الملفات بشكل صحيح ، يمكنك اختبار أن كل شيء يعمل عن طريق توجيه متصفح الويب الخاص بك إلى الرابط التالي "https://arduinotestbed.com/GasData.php"

يجب أن يتم تقديم الموقع المماثل للصورة أعلاه مع قرص بيانات الغاز.

هناك شيء آخر ستحتاج إلى التأكد منه هو أن الملف "gas.txt" يجب أن يكون قابلاً للكتابة ، لذلك تحتاج إلى تعيين إذن هذا الملف على "666" باستخدام أمر unix التالي:

chmod 666 gas.txt

يمكن القيام بذلك أيضًا باستخدام برنامج بروتوكول نقل الملفات أو مدير الملفات في الاستضافة على الويب.

هذا الملف هو المكان الذي سيتم فيه تحميل بيانات المستشعر بواسطة ESP8266.

الخطوة 5: الكود

بمجرد الحصول على كل الإعداد ، يمكنك فتح Arduino IDE وتنزيل المخطط أعلاه. قم باستخراج الملف المضغوط ، ويجب أن يكون لديك ملفان إجمالاً:

- ESP8266GasSensor.ino

- mainPage.h

- الإعدادات

ضعهم جميعًا في نفس المجلد وافتح "ESP8266GasSensor.ino" في Arduino IDE ، ثم قم بإجراء تعديل صغير على الكود للإشارة إلى موقع خادم الويب الصحيح الموضح في الصورة أعلاه.

قم أيضًا بتعديل السطر التالي لمطابقة الملف الموجود في موقع خادم الويب الخاص بك.

سلسلة weburi = "/gasdata_store.php"

ثم قم بتجميع الرسم عن طريق تحديد زر "التجزئة" في الجزء العلوي من Arduino IDE. إذا سارت الأمور على ما يرام ، يجب أن يتم تجميع التعليمات البرمجية الخاصة بك بنجاح.

الخطوة التالية هي تحميل الكود إلى ESP8266 ، للقيام بذلك يمكنك النقر فوق الزر "=>" في واجهة Arduino ، وهذا يجب أن يؤدي إلى تحميل الكود الخاص بك في ESP8266. إذا سارت الأمور على ما يرام ، يجب أن يكون لديك نقطة وصول (نقطة وصول) صالحة للعمل من ESP8266 في المرة الأولى التي تقوم فيها بتشغيل هذا. اسم AP يسمى "ESP-GasSensor".

حاول الاتصال بنقطة الوصول هذه باستخدام الكمبيوتر المحمول أو الهاتف المحمول ، ثم اكتشف عنوان IP الذي تم تعيينه لك ، ويمكن القيام بذلك باستخدام الأمر "ipconfig" في نظام التشغيل windows أو الأمر "ifconfig" إذا كنت تستخدم نظام التشغيل Linux أو mac. إذا كنت تستخدم iPhone ، فيمكنك النقر فوق الزر "i" بجوار ESP-GasSensor الذي تتصل به. افتح مستعرض الويب الخاص بك وأشر إلى عنوان ESP-GasSensor Ip ، إذا تم تعيين 192.168.4.10 لك كأعلى ، فإن ESP-GasSensor له عنوان IP هو 192.168.4.1 ، لذا يمكنك توجيه متصفح الويب الخاص بك إلى http: / /192.168.4.1 يجب أن يتم تقديمك مع صفحة الإعدادات حيث يمكنك إدخال تكوين wifi الخاص بك. بمجرد إدخال نقطة وصول WiFi التي تتصل بالإنترنت ، حدد خانة الاختيار "تحديث تكوين Wifi" ، وانقر فوق "تحديث" لحفظ الإعدادات في ESP8266.

سيتم الآن إعادة تشغيل ESP8266 ومحاولة الاتصال بجهاز توجيه WiFi. إذا سارت الأمور على ما يرام ، يجب أن ترى بيانات الغاز يتم تحديثها إلى خادم الويب الخاص بك على فترات منتظمة. في هذا المثال ، يمكنك توجيه المتصفح إلى "https://arduinotestbed.com/GasData.php"

تهانينا!! إذا تمكنت من الوصول إلى هذا الجزء. يجب أن تربيت على ظهرك. الآن يمكنك إخبار أصدقائك عن مستشعر الغاز الموجود لديك.

الخطوة 6: ماذا بعد

قد ترغب في إعادة معايرة إنذار المستشعر ليناسب حاجتك.

هذا ليس للعرض فقط ، بل يجب أن ينطلق وينذر عندما تصل عتبة الغاز إلى مستوى معين. بناءً على نوع المستشعر الذي تستخدمه ، ستحتاج إلى معايرة هذا. لذا اذهب واحصل على ولاعة ، ووجه الولاعة نحو المستشعر ، وبدون إضاءة الولاعة ، اضغط على زر إطلاق الغاز في الولاعة ، حتى يتدفق الغاز إلى المستشعر. هذا يجب أن يقطع الجرس. إذا لم يكن الأمر كذلك ، فأنت بحاجة إلى التحقق مما إذا كانت القراءة ترتفع بالنظر إلى خادم الويب. إذا كان هذا لا يعمل ، فأنت بحاجة إلى التحقق من الاتصال وجهاز الاستشعار والصفارة. إذا سارت الأمور على ما يرام ، يجب أن يصدر الجرس ضوضاء.

تم تعيين العتبة في الكود على 100 ، يجب أن تكون قادرًا على العثور عليها في القسم التالي من الكود:

عتبة مزدوجة = 100 ؛

لا تتردد في تغيير العتبة إلى أعلى أو أقل بناءً على حاجتك.

أتمنى أن يعجبك هذا المشروع. إذا قمت بذلك ، يرجى مراسلتي والتصويت لي في مسابقة إنترنت الأشياء ، والاشتراك في مدونتي لمزيد من مشاريع Arduino البسيطة.

بعض الأفكار النهائية ، يمكنك تسجيل قراءة الغاز في قاعدة بيانات باستخدام sqllite أو أي شيء أكثر قوة. سيسمح لك ذلك برسم الرسم البياني مشابهًا لما ورد أعلاه. ليس فقط لتبدو أنيقة ، ولكن أيضًا لمساعدتك على معايرة المستشعرات. على سبيل المثال ، إذا كنت ترغب في وضع هذا لمراقبة تسرب الغاز على موقدك ، فقد ترغب في تركه يقرأ القياس لبضعة أيام ، ثم تنزيل القراءة لترى كيف تبدو الأنماط للاستخدام العادي ، وبعد ذلك يمكنك ضبط مشغل الاستثناءات من القاعدة ، عندما تكون القراءة خارج الوضع الطبيعي.