Airduino: मोबाइल वायु गुणवत्ता मॉनिटर: 5 कदम

2024 लेखक: John Day | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2024-01-30 09:20

मेरे प्रोजेक्ट, Airduino में आपका स्वागत है। मेरा नाम रोबे ब्रीन्स है। मैं हॉवेस्ट, कॉर्ट्रिज्क, बेल्जियम में मल्टीमीडिया और संचार प्रौद्योगिकी का अध्ययन कर रहा हूं। दूसरे सेमेस्टर के अंत में, हमें एक IoT डिवाइस बनाना होगा, जो कुछ उपयोगी बनाने के लिए पहले से अर्जित सभी विकास कौशल को एक साथ लाने का एक शानदार तरीका है। मेरा प्रोजेक्ट एक मोबाइल एयर क्वालिटी मॉनिटर है जिसे Airduino कहा जाता है। यह हवा में कण पदार्थ की सांद्रता को मापता है और फिर AQI (वायु गुणवत्ता सूचकांक) की गणना करता है। इस एक्यूआई का उपयोग स्वास्थ्य जोखिमों को निर्धारित करने के लिए किया जा सकता है, जो हवा में कण पदार्थ की मापी गई एकाग्रता के कारण होते हैं, और स्थानीय सरकारों द्वारा अपने नागरिकों को इन स्वास्थ्य जोखिमों से बचाने के लिए जो उपाय किए जाने चाहिए।

यह भी ध्यान रखना महत्वपूर्ण है कि डिवाइस मोबाइल है। वर्तमान में, पूरे यूरोप में हजारों स्थिर वायु गुणवत्ता निगरानी उपकरण हैं। उनके पास एक बड़ा नकारात्मक पहलू है क्योंकि उत्पाद ऑनलाइन होने के बाद उन्हें स्थानांतरित नहीं किया जा सकता है। एक मोबाइल डिवाइस कई स्थानों पर और यहां तक कि चलते समय (गूगल स्ट्रीट व्यू स्टाइल) हवा की गुणवत्ता को मापने में सक्षम बनाता है। यह अन्य सुविधाओं का भी समर्थन करता है, उदाहरण के लिए छोटी स्थानीय वायु गुणवत्ता समस्याओं (जैसे खराब हवादार सड़क) की पहचान करना। एक छोटे पैकेज में इतना मूल्य प्रदान करना ही इस परियोजना को रोमांचक बनाता है।

मैंने इस परियोजना के लिए एक Arduino MKR GSM1400 का उपयोग किया। यह यू-ब्लॉक्स मॉड्यूल वाला एक आधिकारिक Arduino बोर्ड है जो 3G सेलुलर संचार को सक्षम बनाता है। Airduino किसी भी समय और कहीं से भी एकत्रित डेटा को सर्वर पर धकेल सकता है। इसके अलावा, एक जीपीएस मॉड्यूल डिवाइस को खुद का पता लगाने और मापों को जियोलोकेट करने की अनुमति देता है।

पीएम (कण पदार्थ) एकाग्रता को मापने के लिए, मैंने एक ऑप्टिकल सेंसर सेटअप का उपयोग किया। सेंसर और प्रकाश की किरण एक दूसरे से कोण पर बैठते हैं। जैसे ही कण प्रकाश के सामने से गुजरते हैं, कुछ प्रकाश सेंसर की ओर परावर्तित होता है। सेंसर एक पल्स को तब तक पंजीकृत करता है जब तक कण सेंसर को प्रकाश को दर्शाता है। यदि हवा लगातार गति से चल रही है, तो इस नाड़ी की लंबाई हमें कण के व्यास का अनुमान लगाने की अनुमति देती है। इस प्रकार के सेंसर पीएम को मापने का एक बहुत ही सस्ता तरीका प्रदान करते हैं। यह भी ध्यान रखना महत्वपूर्ण है कि मैं दो अलग-अलग प्रकार के पीएम मापता हूं; कण पदार्थ जिसका व्यास १० µm (PM10) से छोटा है, और २.५ µm (PM2, 5) से छोटा व्यास है। उनके विशिष्ट होने का कारण यह है कि जैसे-जैसे कण पदार्थ छोटे होते जाते हैं, स्वास्थ्य जोखिम बड़े होते जाते हैं। छोटे-छोटे कण फेफड़ों में गहराई से प्रवेश करेंगे, जिससे अधिक नुकसान हो सकता है। इसलिए, PM2, 5 की उच्च सांद्रता को PM10 के उच्च स्तर की तुलना में अधिक या भिन्न उपायों की आवश्यकता होगी।

मैं आपको चरण-दर-चरण दिखाऊंगा कि कैसे मैंने इस उपकरण को इस इंस्ट्रक्शंस पोस्ट में बनाया है

चरण 1: भागों का संग्रह

सबसे पहले चीज़ें, हमें यह सुनिश्चित करना होगा कि हमारे पास इस परियोजना को बनाने के लिए आवश्यक सभी भाग हैं। नीचे आप उन सभी घटकों की सूची पा सकते हैं जिनका मैंने उपयोग किया था। आप इस चरण के नीचे सभी घटकों की अधिक विस्तृत सूची भी डाउनलोड कर सकते हैं।

• अरुडिनो एमकेआर जीएसएम 1400
• Arduino मेगा ADK
• रास्पबेरी पाई 3 + 16GB माइक्रो एसडी-कार्ड
• NEO-6M-जीपीएस
• टीएमपी36
• बीडी६४८ ट्रांजिस्टर
• 2 एक्स पीआई-प्रशंसक
• १०० ओम रोकनेवाला
• जंपर केबल

• 3.7V एडफ्रूट रिचार्जेबल ली-पो बैटरी

• द्विध्रुवीय जीएसएम एंटीना
• निष्क्रिय जीपीएस एंटीना

कुल मिलाकर मैंने इन भागों पर लगभग €250 खर्च किए। यह निश्चित रूप से सबसे सस्ता प्रोजेक्ट नहीं है।

चरण 2: सर्किट बनाना

मैंने ईगल में इस परियोजना के लिए एक पीसीबी (मुद्रित सर्किट बोर्ड) तैयार किया है। आप इस चरण के नीचे कर्बर फाइलें (फाइलें जो पीसीबी का निर्माण करने वाली मशीन को निर्देश देती हैं) डाउनलोड कर सकते हैं। फिर आप इन फाइलों को पीसीबी निर्माता को भेज सकते हैं। मैं जेएलसीपीसीबी की अत्यधिक अनुशंसा करता हूं। जब आप अपने बोर्ड प्राप्त करते हैं तो आप उपरोक्त विद्युत योजनाबद्ध का उपयोग करके घटकों को आसानी से मिला सकते हैं।

चरण 3: डेटाबेस आयात करना

अब sql डेटाबेस बनाने का समय आ गया है जहाँ हम मापे गए डेटा को सहेजेंगे।

मैं इस चरण के नीचे एक sql डंप जोड़ूंगा। आपको रास्पबेरी पाई पर mysql स्थापित करना होगा और फिर डंप आयात करना होगा। यह आपके लिए डेटाबेस, उपयोगकर्ता और टेबल बनाएगा।

आप इसे एक MySQL क्लाइंट का उपयोग करके कर सकते हैं। मैं अत्यधिक MYSQL कार्यक्षेत्र की अनुशंसा करता हूं। लिंक आपको MySQL स्थापित करने और sql डंप आयात करने में मदद करेगा।

चरण 4: कोड स्थापित करना

आप मेरे जीथब पर कोड पा सकते हैं या इस चरण से जुड़ी फाइल डाउनलोड कर सकते हैं।

तुम्हे करना ही होगा:

रास्पबेरी पाई पर अपाचे स्थापित करें और फ्रंटएंड फाइलों को रूट फ़ोल्डर में डालें। इंटरफ़ेस तब आपके स्थानीय नेटवर्क पर पहुंच योग्य होगा।

• बैकएंड ऐप में आयात किए गए सभी पायथन पैकेज इंस्टॉल करें। फिर आप अपने मुख्य पायथन दुभाषिया या वर्चुअल के साथ बैकएंड कोड चलाने में सक्षम होंगे।
• अपने रास्पबेरी पाई के 5000 पोर्ट को पोर्ट करें ताकि आर्डिनो बैकएंड के साथ संचार कर सके।
• Arduino कोड को arduinos पर अपलोड करें। सुनिश्चित करें कि आपने अपने सिम-कार्ड के आईपी पते और नेटवर्क ऑपरेटर की जानकारी बदल दी है।

चरण 5: केस का निर्माण

मामले के लिए, सबसे महत्वपूर्ण बात यह है कि यह डिवाइस के माध्यम से एक अच्छे वायु प्रवाह की अनुमति देता है। यह स्पष्ट रूप से यह सुनिश्चित करने के लिए आवश्यक है कि डिवाइस में किए गए माप डिवाइस के बाहर की हवा के लिए प्रतिनिधित्व योग्य हैं। चूंकि डिवाइस का उपयोग बाहर किया जाना है, इसलिए इसे रेन प्रूफ भी होना चाहिए।

ऐसा करने के लिए मैंने केस के निचले हिस्से में हवा के छेद बनाए। एयर होल को इलेक्ट्रॉनिक्स से अलग डिब्बे में भी अलग किया जाता है। इससे ऐसा होता है कि इलेक्ट्रॉनिक्स तक पहुंचने के लिए पानी को ऊपर जाना पड़ता है (जो वह नहीं कर सकता)। मैंने रबर के साथ arduinos USB पोर्ट के लिए छेदों की रखवाली की। ताकि इस्तेमाल न होने पर यह अपने आप सील हो जाए।