инструцтаблес ЕСП-01С Кориснички водич за објављивање сензора честица

Објављивање података сензора честица у Адафруит ИО уз Макер Пи Пицо и ЕСП-01С
би кевињвалтерс
Овај чланак показује како да објавите податке са три јефтина сензора честица у Адафруит ИО ИоТ услугу користећи Цитрон Макер Пи Пицо који покреће програм ЦирцуитПитхон који преноси излазе сензора преко Ви-Фи-ја са ЕСП-01С модулом који покреће АТ рмваре.
СЗО идентификује честице ПМ2.5 као један од највећих еколошких ризика по здравље, јер 99% светске популације живи на местима где нивои смерница за квалитет ваздуха СЗО нису били испуњени у 2019. Процењује се да је 4.2 милиона превремених смрти проузроковано овим у 2016.
Три сензора честица приказана у овом чланку су:

Плантовер ПМС5003 користећи серијску везу;
Сенсирион СПС30 користећи и2ц;
Омрон Б5В ЛД0101 са импулсним излазима.

Ови оптички сензори су слични онима који се налазе у једном типу кућног аларма за дим, али су умирали у покушају да преброје честице различитих величина, а не само да алармирају на граничној концентрацији.
ПМС5003 базиран на црвеном ласеру је често коришћени хоби сензор и може се наћи у ПурплеАир ПА-ИИ сензору квалитета ваздуха. СПС30 је новији сензор који користи исти принцип и може се наћи у Цларити Ноде-С сензору квалитета ваздуха. Сензор Б5В ЛД0101 заснован на инфрацрвеном ЛЕД-у има примитивнији интерфејс, али је користан због своје способности да детектује честице веће од 2.5 микрона – друга два сензора их не могу поуздано мерити.
Адафруит ИО нуди бесплатан ниво са ограниченим бројем фидова и контролних табли – они су довољни за овај пројекат. Бесплатни подаци се чувају 30 дана, али подаци се лако могу преузети.
Макер Пи Пицо плоча у овом чланку је каоampле Цитрон ми је љубазно послао да проценим. Једина разлика у односу на производну верзију је додавање пасивних компоненти за одбијање три дугмета.
Модул ЕСП-01С ће вероватно требати надоградњу АТ рмваре-а. Ово је релативно сложен процес и може бити дуготрајан. Цитрон продаје модул са одговарајућим АТ рмваре-ом на њему.
Омрон Б5В ЛД0101 сензор је нажалост укинут од стране произвођача са последњим наруџбама у марту 2022.
Залихе:

Цитрон Макер Пи Пицо – Диги-кључ | ПиХут
ЕСП-01С – Цитрон-ова плоча долази са одговарајућим АТрмваре-ом.
ЕСП-01 УСБ адаптер/програматор са дугметом за ресетовање – Цитрон.
Бреадбоард.
Женске на мушке краткоспојне жице, минималне дужине можда 20 цм (8 инча).

Плантовер ПМС5003 са адаптером за кабл и матичну плочу – Адафруит
или Плантовер ПМС5003 + Пиморони адаптер за матичну плочу – Пиморони + Пиморони
Сенсирион СПС30 – Диги-кључ
- Спаркфун СПС30 ЈСТ-ЗХР кабл за 5 мушких пинова – Диги-кључ
- 2к 2.2к отпорници.
Омрон Б5В ЛД0101 – Моусер Россииская Федерация
- Омрон кабл описан као свежањ (2ЈЦИЕ-ХАРНЕСС-05) – Моусер
- 5-пински мушки прикључак (за прилагођавање кабла на матичну плочу).
- лемљење – штипаљке у облику крокодила (алигатора) могу радити као алтернатива лемљењу.
- 2к 4.7к отпорници.
- 3к 10к отпорници.
- 0.1уФ кондензатор.
- Напајање батерије за Омрон Б5В ЛД0101:
  - 4АА држач батерија за пуњиве НиМХ батерије (бољи избор).
  - или 3АА држач за алкалне батерије.

УСБ напајање може бити корисно ако желите да побегнете ван од УСБ извора напајања.

Корак 1: УСБ програматор за ажурирање Фласх-а на ЕСП-01С

Модул ЕСП-01С вероватно неће доћи са одговарајућим АТ рмвером на њему осим ако није из Цитрона. Најлакши начин да га ажурирате је да користите Виндовс десктоп или лаптоп са УСБ адаптером који омогућава уписивање пепела и има дугме за ресетовање.
Нажалост, веома чест адаптер без бренда који се често описује као нешто попут „ЕСП-01 програмског адаптера УАРТ“ нема дугмад или прекидаче за контролу. Горњи видео показује како се ово може брзо вратити
са неким импровизованим прекидачима направљеним од две мушко-женске краткоспојне жице пресечене на два дела и залемљене на пинове на доњој страни програмске плоче. Алтернативни приступ овоме помоћу матичне плоче може се видети у Хацкадаи-у:
ЕСПхоме на ЕСП-01 Виндовс Воркфлов.
https://www.youtube.com/watch?v=wXXXgaePZX8

Корак 2: Ажурирање фирмвера на ЕСП-01С користећи Виндовс

Терминални програм као што је ПуТТИ може се користити са програматором ЕСП-01 за проверу верзије рмваре-а. рмваре чини да ЕСП8266 делује помало као модем са командама инспирисаним Хаиес скупом команди. Команда АТ+ГМР АТ+ГМР приказује верзију рмваре-а.
АТ+ГМР
АТ верзија:1.1.0.0(11. мај 2016 18:09:56)
СДК верзија: 1.5.4 (бааеаебб)
време састављања: 20. мај 2016 15:08:19
Цитрон има водич који описује како да примените ажурирање рмвера помоћу алатке за преузимање Еспрессиф Фласх (само за Виндовс) на ГитХуб-у: ЦитронТецхнологиес/есп-ат-бинариес. Цитрон такође обезбеђује копију бинарног рмваре-а, Цитрон_ЕСП-01С_АТ_Фирмваре_В2.2.0.бин.
Након успешне надоградње, нови рмваре ће бити пријављен као верзија 2.2.0.0
АТ+ГМР
АТ верзија:2.2.0.0(б097цдф – ЕСП8266 – 17. јун 2021. 12:57:45)
СДК верзија:в3.4-22-г967752е2
време компајлирања (6800286): 4. август 2021. 17:20:05
Верзија за смеће: 2.2.0 (Цитрон_ЕСП-01С)
Програм командне линије под називом есптоол доступан је као алтернатива за програмирање ЕСП-8266С заснованог на ЕСП01 и може се користити на Линук-у или мацОС-у.
рмвер на ЕСП-01С се може тестирати на Макер Пи Пицо-у користећи Цитрон'с симплетест.пи. Ово шаље ИЦМП пинг познатом сервису на Интернету сваких 10 секунди и приказује време повратног путовања (ртт) у милисекундама. За ово је потребан сецретс.пи file са Ви-Фи ССИД-ом (име) и лозинком - ово је описано касније у овом чланку.
ДОБРОТХЕ БАД

Корак 3: Повезивање сензора

За повезивање три сензора и за праћење волtagе од четири пуњиве НиМХ батерије. Фотографија високе резолуције је укључена у комплетну поставку изнад, а следећи кораци описују како се сваки сензор може повезати.
Шине за напајање на матичној плочи се напајају из Пи Пицо са

ВБУС (5В) и ГНД на шине напајања на левој страни и
3В3 и ГНД на десну страну.

Шине за напајање су означене оближњом црвеном линијом за позитивну шину и плавом за негативну (или уземљену) шину. На матичној плочи пуне величине (830 рупа) они могу имати горњи сет шина које нису повезане са доњим скупом шина.
Батерије се користе само за напајање Омрон Б5В ЛД0101 којем је потребна стална запреминаtagе. УСБ напајање са рачунара је често бучно што га чини неприкладним.

Корак 4: Повезивање Плантовер ПМС5003

Плантовер ПМС5003 захтева напајање од 5В, али његов серијски „ТТЛ стил“ интерфејс је сигуран на 3.3В. Везе из
ПМС5003 преко разводне плоче на Пи Пицо су:

ВЦЦ до 5В (црвено) преко шине од 6 до 5В;

ГНД у ГНД (црно) преко реда 5 до ГНД;
СЕТ на ЕН (плаво) преко реда 1 до ГП2;
РКС до РКС (бело) преко реда 3 до ГП5;
ТКС до ТКС (сива) преко реда 4 до ГП4;
РЕСЕТ до РЕСЕТ (љубичаста) преко реда 2 до ГП3;
НЦ (није повезан);
НЦ.

Технички лист садржи упозорење о металном кућишту.
Метална шкољка је спојена на ГНД тако да пазите да не дође до кратког споја [сиц] са другим деловима кола осим ГНД-а.
Компонента има тенденцију да се испоручује са плавим пластичним фолијом на кућишту да заштити површину од огреботина, али се на то не треба ослањати за електричну изолацију.

Корак 5: Повезивање Сенсирион СПС30

Сенсирион СПС30 захтева напајање од 5В, али његов и2ц интерфејс је сигуран на 3.3В. Једине додатне компоненте су два отпорника од 2.2к који делују као пулл-уп за и2ц магистралу. Везе од СПС30 до Пи Пицо-а су:

ВДД (црвени) на 5В5В шину;
СДА (бела) до ГП0 (сива) преко реда 11 са 2.2к отпорником на 3.3В шину;
СЦЛ (љубичаста) до ГП1 (љубичаста) преко реда 10 са 2.2к отпорником на 3.3В шину;

СЕЛ (зелено) на ГНД;
ГНД (црна) у ГНД.

Конектор на електроди може захтевати снажан притисак да би се правилно уметнуо у СПС30.
СПС30 такође подржава серијски интерфејс који Сенсирион препоручује у техничком листу.
Требало би узети у обзир коришћење И2Ц интерфејса. И2Ц је првобитно дизајниран да повеже два чипа на ПЦБ. Када је сензор повезан на главну штампану плочу преко кабла, посебна пажња се мора обратити на електромагнетне сметње и преслушавање. Користите што је могуће краће (< 10 цм) и/или добро заштићене прикључне каблове.
Уместо тога препоручујемо коришћење УАРТ интерфејса, кад год је то могуће: он је отпорнији на електромагнетне сметње, посебно са дугим кабловима за повезивање.
Постоји и упозорење о металним деловима кућишта.
Имајте на уму да постоји унутрашња електрична веза између ГНД пина (5) и металне заштите. Држите ову металну заштиту електричном подлогом како бисте избегли било какве нежељене струје кроз ову унутрашњу везу. Ако ово није опција, потребно је правилно екстерно изједначавање потенцијала између ГНД пина и било ког потенцијала повезаног са заштитом. Свака струја која пролази кроз везу између ГНД-а и металне заштите може оштетити производ и представља опасност по безбедност услед прегревања.

Корак 6: Повезивање Омрон Б5В ЛД0101

Омрон кабл није намењен за употребу са матичном плочом. Један од брзих начина да га претворите у употребу је да одсечете утичницу, скинете жице и залемите их на дужину од пет пинова мушких пинова заглавља. Крокодилске (алигаторске) споне могу се користити као алтернативни приступ да се избегне лемљење.
Омрон Б5В ЛД0101 захтева стално напајање од 5В. Његова два излаза су такође на нивоу од 5В што није компатибилно са Пи Пицо улазима од 3.3В. Присуство отпорника на сензорској плочи олакшава ово спуштање на безбедну вредност додавањем отпорника од 4.7к на масу по излазу. Уграђени отпорници су документовани у техничком листу што ово чини разумним приступом.
Везе од Б5В ЛД0101 до Пи Пицо-а су:

Вцц (црвена) до 5В (црвена) шина преко реда 25;
ОУТ1 (жути) до ГП10ГП10 (жути) преко реда 24 са 4.7к отпорником на ГНД;
ГНД (црна) у ГНД (црна) преко реда 23;
Втх (зелено) до ГП26ГП26 (зелено) преко реда 22 са кондензатором од 0.1уФ до ГНД;

ОУТ2 (наранџасти) у ГП11 (наранџасти) преко реда 21 са отпорником од 4.7 к за ГНД.

Тхе ГП12 (зелено) из Пи Пицо-а повезује се са редом 17, а отпорник од 10к повезује ред 17 са редом 22.
Лист са подацима описује захтеве за напајање на следећи начин:
Минимално 4.5 В, типично 5.0 В, максимално 5.5 В, талас таласањаtagПрепоручује се опсег од 30мВ или мање. Уверите се да нема шума испод 300Хз. Цон
рм дозвољено таласање волtagе вредност користећи стварну машину.
Три алкалне или четири пуњиве (НиМХ) батерије су најлакши начин да обезбедите стабилну, стабилну запреминуtagе од око 5В до сензора. УСБ напајање ће вероватно бити лош избор јер је волtagе је обично из литијумске батерије која користи буцк-боост конвертор који га чини бучним.
Б5В ЛД0101 користи конвекцију за проток ваздуха и мора бити постављен усправно да би исправно радио. Промена понуде волtagе ће вероватно утицати на температуру грејача и пратећи ток ваздуха. Температура околине такође мора да утиче.

Корак 7: Надгледање батерије помоћу разделника потенцијала

Вол. батеријеtagе премашује ниво од 3.3 В на улазима Пи Пицо РП2040 процесора. Једноставан делилац потенцијала може смањити овај обимtagе да буде у том опсегу. Ово омогућава РП2040 да мери ниво батерије на аналогном (ГП26 до ГП28) улазу.
Горе је коришћен пар отпорника од 10к да би се преполовио волtagе. Уобичајено је видети веће вредности које се користе као 100к да би се минимизирала изгубљена струја. Везе су:

Б5В ЛД0101 Вцц (црвена) краткоспојна жица до 29. реда леве стране;

10к отпорник у реду 29 између леве и десне стране у реду 29;
Браон краткоспојник за Пи Пицо ГП27;
10к отпорник са десне стране реда 29 до оближње ГНД шине.

ГП28 на Макер Пи Пицо-у може да се користи као аналогни улаз, али пошто је такође повезан са РГБ пикселом који може имати веома мали утицај на вредност и чак може да се осветли или промени ако улаз изгледа као ВС2812 протокол!

Корак 8: Инсталирање ЦирцуитПитхон-а и програма за објављивање података сензора

Ако нисте упознати са ЦирцуитПитхон-ом, онда је вредно прво прочитати водич Добродошли у ЦирцуитПитхон.

Инсталирајте следећих седам библиотека из пакета верзије 7.к https://circuitpython.org/libraries у директоријум либ на ЦИРЦУИТПИ диску:
1. адафруит_бус_девице
2. адафруит_минимктт
3. адафруит_ио
4. адафруит_еспатцонтрол
5. адафруит_пм25
6. адафруит_рекуестс.мпи
7. неопикел.мпи
Преузмите ове две додатне библиотеке у директоријум либ кликом на Сачувај везу као… на fileс унутар именика или на file:
1. адафруит_спс30 фром https://github.com/kevinjwalters/Adafruit_CircuitPython_SPS30
2. б5влд0101.пи фром https://github.com/kevinjwalters/CircuitPython_B5WLD0101
Креирајте сецретс.пи file (види прampле испод) и попуните вредности.
Преузмите програм у ЦИРЦУИТПИ кликом на Сачувај везу као… на пмсенсорс_адафруитио.пи
Преименујте или избришите било који постојећи цоде.пи file на ЦИРЦУИТПИ, а затим преименујте пмсенсорс_адафруитио.пи у цоде.пи Ово file се покреће када се ЦирцуитПитхон интерпретер покрене или поново учита.

# Ова датотека је место где чувате тајна подешавања, лозинке и токене!
# Ако их ставите у код, ризикујете да објавите те информације или их поделите
тајне = {
“ссид” : “ИНСЕРТ-ВИФИ-НАМЕ-ОВДЕ”,
„пассворд“ : „ИНСЕРТ-ВИФИ-ПАССВОРД-ОВДЕ“,
“аио_усернаме” : “ИНСЕРТ-АДАФРУИТ-ИО-УСЕРНАМЕ-ОВДЕ”,
“аио_кеи” : “ИНСЕРТ-АДАФРУИТ-ИО-АППЛИЦАТИОН-КЕИ-ОВДЕ”
# хттп://ворлдтимеапи.орг/тимезонес
„временска зона“ : „Америка/Њу_Јорк“,
}
Верзије коришћене за овај пројекат су:
ЦирцуитПитхон 7.0.0
ЦирцуитПитхон библиотечки пакет адафруит-цирцуитпитхон-бундле-7.к-мпи-20211029.зип- раније верзије из септембра/октобра не смеју се користити као адафруит_еспатцонтрол
библиотека је била грешка и пола ради на збуњујући начин.

Корак 9: Адафруит ИО подешавање

Адафруит има много водича на својој Адафруит ИО услузи, а најрелевантнији су:
Добродошли у Адафруит ИО
Адафруит ИО Основе: Феедс
Адафруит ИО Основе: Контролне табле
Када се упознате са фидовима и контролним таблама, следите ове кораке.

Креирајте Адафруит налог ако га већ немате.
Направите нову групу под називом мпп-пм под Феедс
Направите девет фидова у овој новој групи кликом на дугме + Нови феед, имена су:
1. б5влд0101-рав-оут1
2. б5влд0101-рав-оут2
3. б5влд0101-вцц
4. б5влд0101-втх
5. температура процесора
6. пмс5003-пм10-стандард
7. пмс5003-пм25-стандард
8. спс30-пм10-стандард
9. спс30-пм25-стандард
Направите контролну таблу за ове вредности, предложени блокови су:
1. Три блока линијског графикона, по један за сваки сензор са две линије по графикону.
2. Тхрее Гауге блокови за два волtagес и температуру.

Корак 10: Провера објављивања података

Страница Монитор под Про file је корисно да проверите да ли подаци пристижу у реалном времену гледањем података уживо file одељак. Програм претвара РГБ пиксел у плаво на 2-3 секунде када пошаље податке у Адафруит ИО, а затим се враћа у зелено.
Чини се да температура са РП2040 увелико варира између различитих ЦПУ-а и мало је вероватно да ће одговарати температури околине.
Ако ово не функционише, ево неколико ствари које треба проверити.

Ако РГБ пиксел остане или ако Адафруит ИО не прими податке, проверите УСБ серијску конзолу за излаз/грешке. Нумерички излаз за Му на серијској конзоли ће показати да ли сензори раде са новим линијама које се штампају сваке 2-3 секунде – погледајте доле за нпр.ampле оутпут.
Одељак „Грешке уживо“ на страници Монитор вреди проверити да ли се подаци шаљу, али се не појављују.

Променљива за отклањање грешака у програму може да се подеси од 0 до 5 да би се контролисала количина информација за отклањање грешака. Виши нивои онемогућавају штампање тупле за Му.
Програм симплетест.пи је користан начин да се докаже да је Ви-Фи веза успостављена и повезивање са Интернетом ради за ИЦМП саобраћај.
Уверите се да користите најновију верзију библиотеке адафруит_еспатцонтрол.

Плаве ЛЕД диоде Макер Пи Пицо-а на сваком ГПИО-у су веома корисне за добијање тренутне сликеview стања ГПИО. Сви повезани ГПИО ће бити укључени са изузетком:
- ГП26 ће бити искључен јер је изглађена волtagе (око 500мВ) је пренизак;
- ГП12 ће бити пригушен јер је то ~ 15% ПВМ сигнала радног циклуса;
- ГП5 ће бити укључен, али ће треперити док се подаци шаљу са ПМС5003;
- ГП10 ће бити искључен, али ће треперити када Б5В ЛД0101 детектује мале честице;
- ГП11 ће бити искључен, али ће повремено трептати осим ако се не налазите на изузетно задимљеном месту.

Излаз намењен катеру у Му ће изгледати отприлике овако у просторији:
(5,8,4.59262,4.87098,3.85349,0.0)
(6,8,4.94409,5.24264,1.86861,0.0)
(6,9,5.1649,5.47553,1.74829,0.0)
(5,9,5.26246,5.57675,3.05601,0.0)
(6,9,5.29442,5.60881,0.940312,0.0)
(6,11,5.37061,5.68804,1.0508,0.0)
Или соба са чистијим ваздухом:
(0,1,1.00923,1.06722,0.0,0.0)
(1,2,0.968609,1.02427,0.726928,0.0)
(1,2,0.965873,1.02137,1.17203,0.0)
(0,1,0.943569,0.997789,1.47817,0.0)
(0,1,0.929474,0.982884,0.0,0.0)
(0,1,0.939308,0.993282,0.0,0.0)
Шест вредности по реду су:

ПМС5003 ПМ1.0 и ПМ2.5 (целобројне вредности);
СПС30 ПМ1.0 и ПМ2.5;
Б5В ЛД0101 необрађени ОУТ1 и ОУТ2 броји.

Корак 11: Тестирање сензора изнутра са Му и Адафруит ИО

Горњи видео приказује сензоре који реагују на ударање шибице како би запалили мирисни штапић. Максималне вредности ПМ2.5 из ПМС5003 и СПС30 су 51 и 21.5605, респективно. Б5В ЛД0101 има откривену оптику и нажалост под утицајем волфрамовог халогеног осветљења коришћеног за овај видео. Постоји повишен ниво честица у ваздуху из претходног теста.
Не заборавите да искључите батерију када није у употреби, иначе ће грејач Б5В ЛД0101 испразнити батерије.
https://www.youtube.com/watch?v=lg5e6KOiMnA

Корак 12: Чврсте материје напољу у ноћи Гаја Фокса

Ноћ Гаја Фокса повезује се са ломачама и ватрометом који могу допринети повећању загађења ваздуха на вече или две. Горњи графикони показују да су три сензора постављена напољу нешто после 7 часова у петак, 5. новембра 2021. Није било ватромета у непосредној близини, али су се могли чути у даљини. Напомена: скала мува варира између три графикона.
Подаци о храни ускладиштени у Адафруит ИО показују да сензори који детектују ваздух већ имају благо повишен ниво ПМ2.5 на основу СПС30 бројева:
2021/11/05 7:08:24PM 13.0941
2021/11/05 7:07:56PM 13.5417
2021/11/05 7:07:28PM 3.28779
2021/11/05 7:06:40PM 1.85779
Врхунац је био око 46 уг по кубном метру нешто пре 11 сата:
2021/11/05 10:55:49PM 46.1837
2021/11/05 10:55:21PM 45.8853
2021/11/05 10:54:53PM 46.0842
2021/11/05 10:54:26PM 44.8476
Постоје кратки скокови на другим местима у подацима када су сензори били напољу. То би могло бити због дојава од:

издувни гасови централног грејања,
људи који пуше у близини и/или
мириси/димови од кувања.

Проверите временске прилике пре него што ставите изложену електронику напоље!

Корак 13: Унутарње честице током кувања

Горњи графикони показују како сензори реагују на сланину и печурке које се прже у оближњој кухињи са осредњом екстракцијом. Сензори су били на око 5 м (16 стопа) од плоче за кување. Напомена: скала и варира између три графикона.
Подаци о храни ускладиштени у Адафруит ИО показују сензоре са кратким вршним нивоом ПМ2.5 од око 93 уг по кубном метру на основу СПС30 бројева:
2021/11/07 8:33:52PM 79.6601
2021/11/07 8:33:24PM 87.386
2021/11/07 8:32:58PM 93.3676
2021/11/07 8:32:31PM 86.294
Загађивачи ће се веома разликовати од оних из прераде. Ово је занимљив бившиampЛе од различитих извора честица у ваздуху који удишемо.

Корак 14: Јавни сензори честица

Подаци приказани изнад су са оближњих јавних сензора.

Бреатхе Лондон
- Цларити Мовемент Ноде-С
  - тбпс
  - осс
  - rl
ОпенАК
- ПурплеАир ПА-ИИ
  - sr
Лондонска мрежа за квалитет ваздуха
- Референтни квалитет (Мет Оне 1020 КМ и други)
  - FS
  - AS
  - ТБР

Тбпс и ТБР сензори су скоро заједно лоцирани и приказани су заједно како би показали корелацију између уређаја заснованог на СПС30 и референтног уређаја у близини. Чини се да СПС30 није довољно читан увече 5. и 6. новембра када је разумно претпоставити да је вечерње повећање последица преправки. Ово би могло бити због разлике у маси честица јер сензори који се користе за овај чланак могу само да детектују запремину и морају да погоде густину честица да би произвели вредности у микрограмима по кубном метру.
Чини се да ПМС5003 у ПурплеАир ПА-ИИ значајно преочитава било које повишене нивое ПМ2.5 на основу овог кратког периода. Ово би могло да се поклапа са резултатима приказаним на претходним страницама или могу постојати неки други фактори који узрокују ово.
СПС30 и ПМС5003 производе податке за честице веће од 2.5 микрона, али следеће странице показују зашто би се према томе требало поступати опрезно.

Корак 15: Поређење сензора – величина честица

Горњи графикони су из лабораторијске процене селективности величине честица оптичких јефтиних сензора честица које је урадио Фински метеоролошки институт. Три сензора сваке врсте су тестирана са различитим величинама честица приказаним на логаритамској к оси. Обојене линије означавају израчунате вредности специфичних опсега величине честица на основу излаза сензора, траке показују дистрибуцију. Три вредности СПС30 изнад 1 микрона се јако преклапају, што их чини веома тешким за разликовање.
Уобичајени показатељи за честице су ПМ2.5 и ПМ10. Док се број у називу односи на максималну величину честице, јединице су изражене у микрограмима по кубном метру. Јефтини сензори могу само да мере пречник честица (запремину) и морају да направе нека нагађања о густини да би израчунали вероватне вредности ПМ2.5 и ПМ10.
ПМС5003 користи вредност константне густине, Сенсирион описује свој приступ густини за СПС30 као:
Већина јефтиних ПМ сензора на тржишту претпостављају константну густину масе у калибрацији и израчунавају концентрацију масе множењем детектованог броја честица са овом масеном густином. Ова претпоставка функционише само ако сензор мери једну врсту честице (на пример, дувански дим), али у стварности проналазимо много различитих типова честица са много различитих оптичких својстава у свакодневном животу, од „тешке“ кућне прашине до „лаких“ честица сагоревања. . Сенсирион-ови власнички алгоритми користе напредни приступ који омогућава исправну процену масене концентрације, без обзира на тип честице који се мери. Поред тога, такав приступ омогућава исправну процену величине канти.
ПМ метрика обухвата све честице испод параметра величине, тј
ПМ1 + маса свих честица између 1.0 и 2.5 микрона = ПМ2.5,
ПМ2.5 + маса свих честица између 2.5 и 10 микрона = ПМ10.
ПМС5003 и СПС30 не могу да открију честице у овом лабораторијском тесту веће од 2-3 микрона. Могуће је да могу открити друге врсте честица изнад ове величине.
Б5В ЛД0101 изгледа веродостојно из овог лабораторијског теста за мерење ПМ10.

Корак 16: Поређење сензора – дизајн

Омрон грејач (отпорник од 100 ома +/- 2%!) може се видети ако је сензор окренут наопачке. Дизајн је детаљно размотрен у Омрон-у: Развој сензора квалитета ваздуха за пречистач ваздуха. Употреба конвекције делује грубо, али може бити решење за већу поузданост у поређењу са механичком компонентом као што је вентилатор који има ограничен животни век и животни век који се може смањити радом у прашњавом окружењу. Чини се да је вентилатор СПС30 дизајниран тако да се лако може заменити без отварања кућишта. Остали модели Плантовер-а имају исту дизајнерску карактеристику.
Сва три сензора ће бити склона ефектима високе релативне влажности која, нажалост, погрешно повећава ПМ вредности.
Сертификовани сензори референтног квалитета (УК ДЕФРА листа) који надгледају честице не користе оптички приступ за мерење. Мет Оне БАМ 1020 ради

одвајање и одбацивање честица већих од границе величине из ваздуха сampле,
загревање ваздуха за контролу/смањење релативне влажности,
наношење честица на нови део непрекидне траке и
затим мерење слабљења извора бета зрачења акумулираним честицама на траци да би се израчунала добра процена укупне масе честица.

Још једна уобичајена техника је осцилирајућа микровага са конусним елементом (ТЕОМ) која одлаже честице на заменљиви филтер на слободном крају конусне цеви која је фиксирана на другом крају. Прецизно мерење фреквенције осциловања природно-резонантне цеви омогућава да се додатна сићушна маса честица израчуна из мале варијације фреквенције. Овај приступ је погодан за креирање виших ПМ вредности.

Корак 17: Идемо даље

Када подесите своје сензоре и објавите податке у Адафруит ИО, ево још неких идеја које треба истражити:

Тестирајте сваку собу у вашем дому током времена бележећи активност и вентилацију. Тестирајте свој дом када кувате. Тестирајте роштиљ.

Користите три дугмета на Макер Пи Пицо-у. Они су повезани на ГП20, ГП21 и ГП22 који су намерно остављени неискоришћени да би се омогућило коришћење дугмета.
Ако живите у близини јавне станице за праћење квалитета ваздуха, упоредите своје податке са њом.
Додајте екран за посећену употребу који приказује вредности сензора. ССД1306 је мали, лако се може наручити и лако се додаје/употребљава у ЦирцуитПитхон-у. Погледајте Упутства: Сензор влаге у земљишту

Са Макер Пи Пицо за бившегampле његове употребе.
Истражите МКТТ библиотеку да видите да ли се сви подаци сензора могу послати у једној серији. Ово би требало да буде ефикасније.
Интегришите на неки начин са самосталним ИКЕА Виндриктнинг сензором квалитета ваздуха.
- Сорен Беие-ово МКТТ повезивање за Икеа ВИНДРИКТНИНГ показује како додати ЕСП8266 сензору и идентификује сензор честица (прашине) као „коцкасти ПМ1006“.
- Напредни пројекат би био да се замени главна штампана плоча са ЕСП32-С2 базираном плочом са додатним дигиталним сензорима животне средине како би се направио уређај заснован на ЦирцуитПитхон-у са омогућеном Ви-Фи мрежом.
- О овом уређају се расправља на форуму Хоме Ассистант: ИКЕА Виндриктнинг сензор квалитета ваздуха.
- ЛаскаКит производи заменску штампану плочу засновану на ЕСП32 за сензор како би се омогућила лака употреба са ЕСПХоме.
Проучите ефекте варирања понуде волtagе унутар дозвољених опсега за сензоре. Ово може да промени брзину вентилатора или температуру грејача што утиче на резултате.
Направите кућиште отпорно на временске прилике и дивље животиње са пажљивим дизајном за улаз, излаз и проток ваздуха поред сензора. Кишобран закачен за ограду коришћен је да заштити отворену, изложену електронику за прикупљање података током викенда за овај чланак.

Повезани пројекти:

Цостас Вав: Преносиви сензор квалитета ваздуха
Пиморони: Станица за квалитет ваздуха на отвореном са Енвиро+ и Луфтдатен
Упутства: Коришћење Пиморони Енвиро+ ФеатхерВинг са Адафруит Феатхер НРФ52840 Екпресс –
Енвиро+ ФеатхерВинг укључује конектор за ПМС5003. СПС30 се може користити са и2ц пиновима и има отприлике довољно пинова да се користи и Б5В ЛД0101.

нРФ52840 не подржава Ви-Фи тако да се не може користити самостално за објављивање података преко Интернета.
Адафруит Леарн: 3Д штампано кућиште сензора квалитета ваздуха . – користи Адафруит Феатхер М4 са Аирлифт ФеатхерВинг заснованим на ЕСП32 и ПМС5003.
Адафруит Леарн: Куицкстарт ИоТ – Распберри Пи Пицо РП2040 са ВиФи – користи Адафруит АирЛифт плочу за разбијање засновану на ЕСП32.

ГитХуб: ЦитронТецхнологиес/МАКЕР-ПИ-ПИЦО Екampле Цоде/ЦирцуитПитхон/ИоТ – прampле код за Адафруит ИО, Блинк и Тхинкспеак.
Цитрон: Надгледање ваздуха помоћу мобилног телефона – користи Ардуино штит заснован на ЕСП8266 за слање података са
Хонеивелл ХПМ32322550 сензор честица за Блинк, није потребан (паметни) телефон.

Средњи сензори, скупљи, али са бољом способношћу да детектују веће величине честица:

Пиера Системс ИПС-7100
Алпхасенсе ОПЦ-Н3 и ОПЦ-Р2

Даље читање:

Сензори
- Фински метеоролошки институт: Лабораторијска процена селективности величине честица оптичких јефтиних сензора честица (мај 2020.)
- Гоф Луи: Реview, Растављање: Плантовер ПМС5003 ласерски сензор за праћење честица укључује поређење са Сенсирион СПС30.
- Карл Коернер: Како отворити и очистити сензор ваздуха ПМС 5003
- Мет Оне Инструментс, Инц., БАМ-1020 ЕПА ТСА тренинг видео (ИоуТубе) – показује шта је унутра и како функционише.
- ЦИТРИС Ресеарцх Екцханге: Сеан Вихера (Цларити Мовемент) разговор (ИоуТубе) – разговор укључујући детаље о Ноде-С сензору који користи Сенсирион СПС30.
Законодавство и организације које се баве квалитетом ваздуха
- Прописи о стандардима квалитета ваздуха 2010 (УК)
- Смернице Светске здравствене организације (СЗО) о загађењу ваздуха
- Британска фондација за плућа – Квалитет ваздуха (ПМ2.5 и НО2)
Истраживања
- Империал Цоллеге Лондон: Континуум загађења ваздуха у затвореном и на отвореном (ИоуТубе)
- Деца основних школа прикупљају податке о квалитету ваздуха помоћу ранчева у Лондону 2019.
  - Дисон: Праћење загађења на школској вожњи. Бреатхе Лондон (ИоуТубе)
  - Кинг'с Цоллеге Лондон: Група за истраживање животне средине: Студија Бреатхе Лондон Веараблес
- Атмоспхере Јоурнал: Загађење ваздуха у затвореном простору из стамбених пећи: Испитивање поплаве честица у домовима током стварне употребе
Вести и блогови
- Тхе Ецономист: Поноћно небо – грејање дома на угаљ у Пољској ствара широко распрострањено загађење (јануар 2021.)
- Амерички НПР: Склониште изнутра вас можда неће заштитити од опасности дивљег дима?
- Ројтерс: Забава је готова: Дивали оставља Делхи шиштајући у опасно нездравом ваздуху
- Пиморони блог: Најзагађенија ноћ у години (у УК)
- Покрет за јасноћу: дим од дивље ватре, јавно здравље и еколошка правда: боље
- Доношење одлука уз праћење ваздуха (ИоуТубе) – презентација и дискусија о квалитету ваздуха западне САД, посебно око дима дивљих пожара 2020.
- Гардијан: Прљав ваздух погађа 97% домова у Великој Британији, показују подаци

Праћење честица и складиштење података
- Холандија Ријксинституут воор Волксгезондхеид ен Милиеу (Национални институт за јавно здравље и животну средину): Вуурверкекперимент (Експеримент са ватрометом) 2018-2019.
- Гоогле: Улица по улица: Како мапирамо квалитет ваздуха у Европи – улица view аутомобили прикупљају податке о честицама и гасовима загађивача.Лондонска мрежа за квалитет ваздуха
- Бреатхе Лондон – мрежа која ће допунити Лондонску мрежу за квалитет ваздуха са „сензорима квалитета ваздуха који се лако инсталирају и одржавају свима“, који тренутно користи Цларити Мовемент Ноде-С.
- Амбасада САД у Пекингу надгледање честица (Твитер)
- Светски индекс квалитета ваздуха – прикупља податке из много различитих извора са мапом viewс и историјских података.
- Сенсор.Цоммунити (раније познат као Луфтдатен) – „учинити свет бољим местом кроз отворене податке о животној средини вођене заједницом“.

Софтверске библиотеке
- Софтверске грешке у библиотеци сензора честица – адафруит_пм25 пати од најмање једног од описаних проблема који захтевају руковање изузетком око реад() за серијски (УАРТ).
Курсеви
- ХарвардКс: Загађење ваздуха честицама (ИоуТубе) – петоминутни видео са кратког курса ЕдКс: Енерги Витхин Енвиронментал Цонстраинтс

Безбедносну критичну детекцију и аларме је најбоље препустити комерцијалним уређајима реномираних добављача.
https://www.youtube.com/watch?v=A5R8osNXGyo
Објављивање података сензора честица у Адафруит ИО уз Макер Пи Пицо и ЕСП-01С:

Документи / Ресурси

инструцтаблес ЕСП-01С Публисхинг Партицулате Маттер Сенсор [пдф] Упутство за кориснике
ЕСП-01С Објављивање сензора честица, ЕСП-01С, објављивања сензора честица, сензора честица, сензора материје

Референце

Упутство за употребу

ЕСП-01С Публисхинг Партицулате Маттер Сенсор