MONK GERIR loftgæðasett fyrir Raspberry Pi leiðbeiningar

MonkMakes loftgæðasettið fyrir Raspberry Pi er byggt á MonkMakes loftgæðaskynjaranum. Þessi viðbót fyrir Raspberry Pi mælir gæði loftsins í herbergi (hversu gamalt loftið er) sem og hitastigið. Á borðinu er skjár með sex ljósdíóðum (grænum, appelsínugulum og rauðum) sem sýna loftgæði og hljóðmerki. Raspberry Pi þinn getur lesið hitastig og loftgæði og einnig er hægt að stjórna hljóðmerkinu og LED skjánum frá Raspberry Pi þínum.
Loftgæðaskynjaraborðið, tengist beint í bakhlið Raspberry Pi 400, en er einnig hægt að nota með öðrum gerðum af Raspberry Pi, með því að nota jumper vírana og GPIO sniðmátið sem fylgir settinu.

HLUTI

Vinsamlegast athugaðu að Raspberry Pi er EKKI innifalinn í þessu setti.
Áður en þú gerir eitthvað annað skaltu athuga hvort settið þitt inniheldur hlutina hér að neðan.

LOFTGÆÐI OG ECO2

Loftgæðaskynjaraborðið notar skynjara með hlutanúmerinu CCS811. Þessi litla flís mælir í raun ekki magn CO2 (koltvísýrings) heldur magn gasahóps sem kallast rokgjörn lífræn efnasambönd (VOC). Innandyra hækkar magn þessara lofttegunda á nokkuð svipuðum hraða og CO2 og er því hægt að nota það til að áætla magn CO2 (kallað jafngildi CO2 eða eCO2).
Magn CO2 í loftinu sem við öndum að okkur hefur bein áhrif á líðan okkar. CO2-gildi eru sérstaklega áhugaverð frá lýðheilsustöð view eins og einfaldlega, þeir eru mælikvarði á hversu mikið við öndum að okkur lofti annarra. Við mennirnir öndum út CO2 og því ef nokkrir eru í illa loftræstu herbergi mun magn CO2 aukast smám saman. Þetta er svipað og veiruúðabrúsarnir sem dreifa kvefi, flensu og kórónuveirunni þegar fólk andar bæði út saman.
Önnur mikilvæg áhrif CO2 magns eru í vitrænni virkni - hversu vel þú getur hugsað. Þessi rannsókn (meðal margra fleiri) hefur nokkrar áhugaverðar niðurstöður. Eftirfarandi tilvitnun er frá National Center for Biotechnology Information í Bandaríkjunum: „við 1,000 ppm CO2 áttu sér stað hóflegar og tölfræðilega marktækar lækkanir á sex af níu mælikvarða ákvarðanatöku. Við 2,500 ppm urðu miklar og tölfræðilega marktækar lækkunar á sjö stigum ákvarðanatöku“ Heimild: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3548274/
Taflan hér að neðan er byggð á upplýsingum frá https://www.kane.co.uk/knowledge-centre/whatare-safe-levels-of-co-and-co2-in-rooms
og sýnir hversu mikið CO2 getur orðið óhollt. CO2 mælingarnar eru í ppm (hlutum á milljón).

Magn CO2 (ppm)	Skýringar
250-400	Eðlilegur styrkur í andrúmslofti.
400-1000	Styrkur sem er dæmigerður fyrir upptekin rými innandyra með góðu loftskipti.
1000-2000	Kvartanir um syfju og lélegt loft.
2000-5000	Höfuðverkur, syfja og stagnant, gamalt, stíflað loft. Léleg einbeiting, athyglisleysi, aukinn hjartsláttur og lítilsháttar ógleði geta einnig verið til staðar.
5000	Viðmiðunarmörk á vinnustað í flestum löndum.
>40000	Útsetning getur leitt til alvarlegrar súrefnisskorts sem leiðir til varanlegs heilaskaða, dás, jafnvel dauða.

UPPSETNING

Hvort sem þú ert að nota Raspberry Pi 400 eða Raspberry Pi 2, 3 eða 4, vertu viss um að slökkt sé á Raspberry Pi og slökkt á honum áður en þú tengir loftgæðaskynjarann.
Loftgæðaskynjarinn mun sýna eCO2 mælingar um leið og hann fær orku frá Raspberry Pi þínum. Svo, þegar þú hefur tengt það, ætti skjárinn að gefa til kynna eCO2-stigið. Þú munt þá læra hvernig á að hafa samskipti við borðið, taka á móti lestri og stjórna ljósdíóðum og hljóðmerki frá Python forriti.
Að tengja loftgæðaskynjarann (Raspberry Pi 400)
Það er mjög mikilvægt að þú ýtir tenginu ekki skáhallt inn eða ýtir því of fast þar sem þú gætir beygt pinnana á GPIO tenginu. Þegar prjónunum er raðað upp
rétt, það ætti að ýta á sinn stað auðveldlega.Tengið passar eins og sýnt er hér að ofan. Taktu eftir að neðri brún borðsins er í takt við botninn á Pi 400 hulstrinu og hliðin á borðinu skilur eftir nægjanlegt pláss til að auðvelda aðgang að micro SD kortinu. Þegar þú hefur tengt borðið skaltu kveikja á Raspberry Pi þínum — bæði máttur LED (í MonkMakes lógóinu) og ein af eCO2 LED ættu einnig að kvikna.
Að tengja loftgæðaskynjarann (Raspberry Pi 2/3/4)
Ef þú ert með Raspberry Pi 2, 3, 4, þá þarftu Raspberry Leaf og nokkra kvenkyns til karlkyns tengivíra til að tengja loftgæðaskynjarann við Raspberry Pi þinn.
VIÐVÖRUN: Að snúa rafmagnssnúrunum við eða tengja loftgæðaskynjarann við 5V frekar en 3V pinna á Raspberry Pi er líklegt til að brjóta skynjarann og gæti skemmt Raspberry Pi þinn. Svo vinsamlegast athugaðu raflögnina vandlega áður en þú kveikir á Raspberry Pi þínum.
Byrjaðu á því að setja Raspberry Leaf yfir GPIO pinna Raspberry Pi þíns svo þú getir sagt hvaða pinna er hver. Sniðmátið getur passað á hvorn veginn sem er, svo vertu viss um að fylgja skýringarmyndinni hér að neðan. Næst ætlarðu að tengja fjórar leiðslur á milli GPIO pinna Raspberry Pi og loftgæðaborðsins svona:

Raspberry Pi Pin (sem merkt á laufinu)	Loftgæðaráð (sem merkt á tengi)	Ráðlagður vírlitur.
GND (allur pinna merktur GND dugar)	GND	Svartur
3.3V	3V	Rauður
14 TXD	PI_TXD	Appelsínugult
15 RXD	PI_RXD	Gulur

Þegar allt er tengt ætti það að líta svona út:Athugaðu raflögn þína vandlega og kveiktu síðan á Raspberry Pi - bæði rafmagns LED (í MonkMakes lógóinu) og ein af LED ættu einnig að kvikna.
Að taka loftgæðaborðið úr sambandi
Áður en borðið er fjarlægt úr Raspberry Pi 400.

Slökktu á Raspberry Pi.
Losaðu borðið varlega af bakinu á Pi 400 og kantaðu það aðeins frá hvorri hlið til skiptis, til að beygja ekki pinnana.
Ef þú ert með Pi 2/3/4 skaltu bara fjarlægja jumper vírana úr Raspberry Pi.

Virkjaðu raðviðmótið
Jafnvel þó að borðið muni sýna eCO2 stigið án nokkurrar forritunar þýðir það að við erum bara að nota Raspberry Pi sem aflgjafa. Til að geta átt samskipti við stjórnina úr Python forriti, á Raspberry Pi okkar, eru nokkur skref í viðbót sem við þurfum að taka.
Í fyrsta lagi er að virkja raðviðmótið á Raspberry Pi, þar sem það er þetta viðmót sem er notað af loftgæðaborðinu.
Til að gera þetta skaltu velja Preferences og síðan Raspberry Pi Configuration í aðalvalmyndinni.
Skiptu yfir í Tengi flipann og vertu viss um að Serial Port sé virkt og Serial Console sé óvirkt.

Að sækja Example Forrit
FyrrverandiampHægt er að hlaða niður forritum fyrir þetta sett frá GitHub. Til að sækja þá skaltu opna vafraglugga á Raspberry Pi og fara á þetta heimilisfang:
https://github.com/monkmakes/pi_aq Sæktu zip skjalasafn verkefnisins með því að smella á kóða hnappinn og síðan niðurhala zip valmöguleikann.Þegar niðurhalinu er lokið skaltu draga út files úr ZIP skjalasafninu með því að finna ZIP file í Downloads möppunni þinni og hægrismelltu síðan á hana og veldu valkostinn Extract To.Veldu viðeigandi möppu (ég myndi mæla með heimaskránni þinni - /home/pi) og dragðu út files. Þetta mun búa til möppu sem heitir pi_aq-main. Endurnefna þetta í bara pi_aq.
Thonný
Eftir að hafa hlaðið niður forritunum gætirðu bara keyrt þau frá skipanalínunni.
Hins vegar er gott að kíkja á files, og Thonny ritstjórinn mun leyfa okkur að breyta files og að keyra þá.
Thonny Python ritstjórinn er foruppsettur í Raspberry Pi OS. Þú finnur það í Forritun hluta aðalvalmyndarinnar. Ef það af einhverjum ástæðum er ekki sett upp á þinn
Raspberry Pi, þá geturðu sett það upp með því að nota Bæta við / Fjarlægja hugbúnað valmyndarvalkostinn á Valmyndaratriðinu.Næsti hluti útskýrir aðeins meira um hvað þessi skynjari er að mæla, áður en við förum að hafa samskipti við loftgæðaborðið með Python og Thonny.

BYRJAÐ

Áður en við byrjum á Python forritun skulum við kíkja á loftgæðaráðið.Rafmagnsvísir LED efst til vinstri veitir fljótlega athugun á því að borðið sé að fá rafmagn. Fyrir neðan þetta er hitaskynjarakubbur og við hliðina á honum er eCO2 skynjarakubburinn sjálfur. Ef þú skoðar hann vel sérðu að hann hefur örsmá göt fyrir loftið til að komast inn og út. Beint fyrir neðan eCO2 skynjarann er hljóðmerki sem þú getur kveikt og slökkt á úr forritunum þínum. Þetta er gagnlegt til að útvega viðvörun. Dálkur sex ljósdíóða er samsettur (frá botni og upp) af tveimur grænum ljósdíóðum, tveimur appelsínugulum ljósdíóðum og tveimur rauðum ljósdíóðum. Þetta kviknar þegar farið er yfir magn eCO2 sem merkt er við hverja LED. Þeir munu sýna stigið um leið og Raspberry Pi kveikir á, en þú getur líka stjórnað þeim með Python.
Við skulum byrja á því að prófa nokkrar tilraunir frá skipanalínunni. Opnaðu Terminal lotu með því að smella á Terminal táknið efst á skjánum þínum, eða hlutann Aukabúnaður í aðalvalmyndinni. Þegar flugstöðin opnast skaltu slá inn eftirfarandi skipanir á eftir $ hvetjunni, til að breyta möppum (cd) og til að opna Python Opnaðu staðbundna aq eininguna með því að slá inn skipunina: >>> frá aq import AQ
>>> Búðu svo til tilvik af AQ bekknum með því að slá inn: >>> aq = AQ()
>>> Við getum nú lesið CO2 magnið með því að slá inn skipunina: >>> aq.get_eco2() 434.0
>>> Svo í þessu tilfelli er eCO2 magnið ágætlega ferskt 434 ppm. Við skulum fá hitastigið núna (í gráðum á Celsíus). >>> aq.get_temp()
20.32 Athugið: Ef þú færð villuboð þegar þú keyrir kóðann hér að ofan getur verið að þú hafir ekki GUIZero uppsett. Uppsetningarleiðbeiningar hér:
https://lawsie.github.io/guizero/#raspberry-pi

DAGSKRÁ 1. ECO2 MÆLIR

Þegar þú keyrir þetta forrit opnast gluggi svipaður þeim sem sýndur er hér að neðan, sem sýnir þér hitastig og eCO2 stig. Prófaðu að setja fingurinn á hitaskynjarann og hitastigið ætti að hækka. Þú getur líka andað rólega á eCO2 skynjaranum og álestur ætti að aukast.Til að keyra forritið skaltu hlaða inn file 01_aq_meter.py í Thonny og smelltu síðan á Run hnappinn.Hér er kóðinn fyrir verkefnið. Kóðinn nýtir GUI Zero bókasafnið sem þú getur lesið meira um í viðauka B.Til að leyfa lestur á hitastigi og ljósi að eiga sér stað án þess að trufla virkni notendaviðmótsins er þráðasafnið flutt inn. Aðgerðin update_readings mun lykkjast að eilífu, taka lestur á hálfrar sekúndu fresti og uppfæra reitina í glugganum.
Afgangurinn af kóðanum veitir notendaviðmótsreitina sem þarf til að sýna hitastig og eCO2 stig. Þessar eru settar út sem rist þannig að túnin raðast saman. Þannig að hver reitur er skilgreindur með risteiginleika sem táknar dálk- og raðstöður. Þannig að reiturinn sem sýnir textann Temp (C) er í dálki 0, röð 0 og samsvarandi hitagildi (temp_c_field) er í dálki 1, röð 0.
PROGRAM 2. ECO2 MÆLIR MEÐ VÖRUN
Þetta forrit framlengir forrit eitt, með því að nota hljóðmerki og nokkra fína notendaviðmótseiginleika, til að gefa frá sér viðvörunarhljóð og glugginn verður rauður ef farið er yfir ákveðið magn eCO2. Rennistikan neðst á glugganum stillir eCO2-stigið þar sem hljóðmerki á að hljóma og glugginn verður rauður. Prófaðu að stilla viðvörunarstigið aðeins hærra en
núverandi eCO2 stig og andaðu síðan á skynjarann.Hér er kóðinn fyrir forrit 2, mikið af honum er mjög svipað forriti 1. Áhugasvið hafa verið auðkennd með bold.import þræði
innflutningstími
frá guizero import App, Texti, Renna
frá aq import AQ
aq = AQ()
app = App(titill=“Loftgæði”, breidd=550, hæð=400, útlit=“rist”)
def update_readings():
á meðan True: temp_c_field.value = str(aq.get_temp()) eco2 = aq.get_eco2() eco2_field.value = str(eco2)
if eco2 > slider.value: app.bg = „rautt“ app.text_color = „hvítt“ aq.buzzer_on()
annað: app.bg = „hvítur“ app.text_color = „svartur“ aq.buzzer_off() time.sleep(0.5)
t1 = þráður.Þráður(target=update_readings)
t1.start() # byrjaðu þráðinn sem uppfærir lestur aq.leds_automatic()
# skilgreindu notendaviðmótið
Texti(app, texti=”Tempur (C)”, rist=[0,0], stærð=20)
temp_c_field = Texti(app, text=”-“, grid=[1,0], stærð=100)
Texti(app, texti=”eCO2 (ppm)”, rist=[0,1], stærð=20)
eco2_field = Texti(app, text=”-“, grid=[1,1], stærð=100)
Texti(app, texti=”Vekjari (ppm)”, rist=[0,2], stærð=20)
renna = Renna(app, byrjun=300, endir=2000, breidd=300, hæð=40, rist=[1,2]) app.display()
Í fyrsta lagi þurfum við að bæta Slider við listann yfir hluti sem við flytjum inn frá guizero.
Við þurfum líka að lengja update_readings aðgerðina, svo að auk þess að sýna hitastig og eCO2 stig, athugar það einnig hvort stigið sé yfir viðmiðunarmörkum. Ef það er það stillir það gluggabakgrunninn á rauðan, textann á hvítan og kveikir á hljóðmerkinu. Ef eCO2 stigið er undir þröskuldinum sem sleðann setur, snýr það þessu við og slekkur á hljóðmerkinu.

DAGSKRÁ 3. GAGNASKRÁ

Þetta forrit (03_data_logger.py) er ekki með grafísku viðmóti. Það biður þig bara um að slá inn bil í sekúndum á milli lestra, fylgt eftir með nafni a file
þar sem á að vista lesturinn.Í fyrrvample hér að ofan, sampling er stillt á 5 sekúndur og file er kallað lestur.txt. Þegar þú hefur lokið við að skrá gögn mun CTRL-c ljúka skráningu og loka file.
Gögnin eru vistuð á sama sniði og þau eru sýnd í skjámyndinni hér að ofan. Það er, fyrsta línan tilgreinir fyrirsagnirnar, þar sem hvert gildi er afmarkað með TAB staf. The file er vistað í sömu möppu og forritið. Eftir að hafa tekið gögnin geturðu síðan flutt þau inn í töflureikni (eins og LibreOffice) á Raspberry Pi þínum og teiknað síðan töflu úr gögnunum. Ef LibreOffice er ekki uppsett á Raspberry Pi þínum geturðu sett það upp með því að nota valkostinn Bæta við/fjarlægja hugbúnað í valmyndinni.
Opnaðu nýjan töflureikni, veldu Opna úr file valmyndinni og flettu að gögnunum file þú vilt skoða. Þetta mun opna innflutningsglugga (sjá næstu síðu) sem sýnir
að töflureikninn hafi sjálfkrafa greint dálka gagnanna. Smelltu á OK til að flytja gögnin inn og veldu síðan dálkinn fyrir eCO2 mælingar. Þú getur síðan teiknað línurit af þessum álestri með því að velja Graf í valmyndinni Setja inn og velja síðan línuritgerð og síðan Line Only. Þetta gefur þér línuritið sem sýnt er á næstu síðu.Sem tilraun, reyndu að láta skógarhöggskerfið vera í gangi í 24 klukkustundir til að sjá hvernig eCO2-stigið breytist yfir daginn.

VIÐAUKI A. API SKJAL

Fyrir alvarlega forritara - hér eru tækniskjölin. The file monkmakes_aq.py er ekki sett upp sem fullt Python bókasafn, en ætti bara að vera afritað í sömu möppu og hver annar kóða sem þarf að nota það. aq.py
Monkmakes_aq.py einingin er flokkur sem umlykur raðsamskiptin milli Raspberry Pi þíns og Air Quality borðsins.
Að búa til tilvik af AQ: aq = AQ()
Að lesa eCO2 lesturinn
aq.get_eco2() # skilar eCO2 lestri í ppm
Að lesa hitastigið í gráðum C
aq.get_temp() # skilar hitastigi í gráðum C
LED skjárinn
aq.leds_manual() # stilltu LED stillingu á handvirkt
aq.leds_automatic() # stilltu LED stillingu á sjálfvirkan
# þannig að LED birtir eCO2
aq.set_led_level(level) # level 0-LED slökkt,
# stig 1-6 LED 1 til 6 kveikt
Buzzer
aq.buzzer_on()
aq_buzzer_off()
Bekkurinn hefur samskipti við skynjaraborðið með því að nota raðviðmót Pi. Ef þú vilt sjá upplýsingar um raðviðmótið, vinsamlegast skoðaðu gagnablaðið fyrir þessa vöru. Þú finnur hlekk á þetta frá vörunni web síða (http://monkmakes.com/pi_aq)

VIÐAUKI B. GUI NÚLL

Laura Sach og Martin O'Hanlon hjá The Raspberry Pi Foundation hafa búið til Python bókasafn (GUI Zero) sem gerir það mjög auðvelt að hanna GUI. Þetta sett notar það bókasafn.
Áður en þú getur notað bókasafnið þarftu að flytja inn hluta þess sem þú vilt nota í forritinu þínu.
Til dæmisample, ef við vildum bara glugga sem inniheldur skilaboð, hér er innflutningsskipunin:
frá guizero import App, Texti
Class App táknar forritið sjálft og hvert forrit sem þú skrifar sem notar guizero þarf að flytja þetta inn. Eini annar flokkurinn sem þarf hér er texti, sem er notaður til að birta skilaboðin.
Eftirfarandi skipun býr til forritsgluggann, tilgreinir titil og upphafsstærðir gluggans.
app = App (titill = „Glugginn minn“, breidd =“400″, hæð=“300″)
Til að bæta texta við gluggann getum við notað línuna: Text(app, text=”Hello World”, size=32)
Glugginn er nú undirbúinn fyrir sýningu, en birtist í raun ekki fyrr en forritið keyrir línuna: app.display()Þú getur fundið meira um guizero hér: https://lawsie.github.io/guizero/start/

VILLALEIT

Vandamál: Spjaldið er tengt við Pi 400 minn en rafmagnsljósið logar ekki.
Lausn: Gakktu úr skugga um að GPIO pinnarnir séu rétt í röðinni við innstunguna. Sjá blaðsíðu 4.
Vandamál: Spjaldið er tengt við Pi 400 minn en rafmagnsljósið blikkar hratt.
Lausn: Þetta gefur til kynna vandamál með skynjarann. Stundum er allt sem það þarf að endurstilla kraftinn með því að slökkva á Raspberry Pi og kveikja aftur. Ef þú gerir þetta og blikkið heldur áfram, ertu líklega með bilað borð, svo vinsamlegast hafðu samband support@monkmakes.com
Vandamál: Ég er nýbúinn að tengja allt, en eCO2 mælingar virðast rangar.
Lausn: Gerð skynjara sem notuð er í MonkMakes loftgæðaskynjara mun byrja að gefa út lestur frá fyrsta skipti sem þú tengir hann. Hins vegar verða aflestrarnir nákvæmari með tímanum. Gagnablaðið fyrir skynjara IC bendir til þess að aflestur byrjar aðeins að verða nákvæmur eftir 20 mínútna aksturstíma.
Vandamál: Ég fæ villuboð þegar ég reyni að keyra fyrrverandiample forrit.
Lausn: Athugið: Þú gætir ekki verið með GUIZero uppsett. Vinsamlegast fylgdu leiðbeiningunum hér: https://lawsie.github.io/guizero/#raspberry-pi
Vandamál: Ég er að bera saman mælingar frá þessum skynjara við sannan CO2 mæli og mælingarnar eru mismunandi.
Lausn: Það er við því að búast. Loftgæðaskynjarinn metur styrk CO2 (það er það sem „e“ er fyrir í eCO2) með því að mæla magn rokgjarnra lífrænna efnasambanda (VOC). Sannir CO2 skynjarar eru miklu dýrari.

AÐ LÆRA

Forritun og rafeindatækni
Ef þú vilt læra meira um forritun á Raspberry Pi og rafeindatækni, þá hefur hönnuður þessa setts (Simon Monk) skrifað fjölda bóka sem þú gætir haft gaman af.
Þú getur fundið meira um bækur eftir Simon Monk á: http://simonmonk.org eða fylgdu honum á Twitter þar sem hann er @simonmonk2

MUNKAMAKER

Fyrir frekari upplýsingar um þetta sett er heimasíða vörunnar hér: https://monkmakes.com/pi_aq
Auk þessa setts framleiðir MonkMakes alls kyns sett og græjur til að hjálpa þér
framleiðandi verkefni. Kynntu þér meira og hvar á að kaupa á: https://www.monkmakes.com/products
Þú getur líka fylgst með MonkMakes á Twitter@monkmakes.

Skjöl / auðlindir

MONK GERIR loftgæðasett fyrir Raspberry Pi [pdfLeiðbeiningar
Loftgæðasett fyrir Raspberry Pi, Gæðasett fyrir Raspberry Pi, Kit fyrir Raspberry Pi, Raspberry Pi, Pi

Heimildir

Notendahandbók

INNGANGUR