Comment construire un capteur de qualité de l’air et télécharger des données
Êtes-vous préoccupé par la pollution de l'air dans votre quartier? Alors pourquoi ne pas créer votre propre station de qualité de l'air ? Il ne coûte pas cher à assembler à partir de quelques composants standard et de quelques capteurs pour mesurer les niveaux de particules, ainsi que la température, la pression et l'humidité relative.
Vous pouvez également rejoindre des milliers d'autres personnes en téléchargeant vos données sur le projet de science citoyenne Sensor.Community. Nous vous montrerons comment assembler une station de qualité de l'air, installer le logiciel et l'installer sur le réseau en un rien de temps.
1. Composants sources
Pour construire la station de qualité de l'air, vous aurez besoin d'une sélection de composants électroniques et autres standards.
Ce dont vous aurez besoin :
- Microcontrôleur NodeMCU v3 ou v2
- Capteur de poussière SDS011
- Capteur de température, de pression et d'humidité à 6 broches BME280
- 8x cavaliers femelle-femelle
- Alimentation 5V 2A et câble USB vers micro-USB
- 2x coudes de descente en plastique
- Mastic collant ou bandes
- Attaches de câble
- Ruban adhésif
- Tube en plastique souple (diamètre intérieur 6 mm)
Remarque : Ceci est pour la configuration standard, mais le programme de science citoyenne Sensor.Community prend en charge une large gamme de capteurs.
2. Installez le pilote
Connectez votre carte NodeMCU à un ordinateur avec un câble USB. Sur une machine Linux, la connexion série devrait fonctionner par défaut ; sur un PC Windows ou Mac, vous devrez installer un pilote. Les liens des pilotes sont les suivants :
Les fenêtres:
Ouvrez le dossier CP210x et double-cliquez sur l'application CP210xVCPInstaller_x64 (ou x86).
Ouvrez le dossier CH341SER et double-cliquez sur l'application SETUP .
Mac:
Décompressez le dossier CP210x et double-cliquez sur l'application CP210xVCPInstaller_x64 (ou x86). Redémarrez votre Mac.
Décompressez le dossier CH341SER et double-cliquez sur l'application SETUP . Redémarrez votre Mac.
3. Flashez le micrologiciel
Ensuite, vous devrez flasher le micrologiciel Sensor.Community sur le NodeMCU. Pour cela, téléchargez l' outil de flashage du firmware Airrohr ; choisissez la version appropriée pour le système d'exploitation de votre ordinateur.
Exécutez l'application, sélectionnez last_en.bin (ou une autre version linguistique) dans le menu déroulant de la version du micrologiciel, puis cliquez sur Télécharger pour le flasher sur votre carte NodeMCU connectée.
Remarque: Si l'application clignote dit « planches Aucun trouvé », choisissez l'option avec « usbserial » en elle dans le menu déroulant Conseil.
4. Connectez vos capteurs
Il est temps de câbler vos capteurs à la carte NodeMCU. Si votre BME280 n'a pas de broches mâles, vous devrez en souder quelques-unes dessus.
Connectez le capteur BME280 au NodeMCU v3 comme suit :
| BME280 | NodeMCU v3 |
|---|---|
| VCC/VIN | 3V3 |
| GND | GND |
| SCL | D4 (GPIO2) |
| ADD | D3 (GPIO0) |
Connectez le capteur SDS011 au NodeMCU v3 comme suit :
| SDS011 | NodeMCU v3 |
|---|---|
| 5V | VU |
| GND | GND |
| TXD | D1 (GPIO5) |
| RXD | D2 (GPIO4) |
Vous pouvez trouver les guides de câblage pour d'autres combinaisons de capteurs sur la page Airrohr GitHub .
5. Configurer la Station
Lorsque vous allumez la station de qualité de l'air pour la première fois, elle crée un point d'accès sans fil avec le nom airRohr (ou Particulate Matter ou Feinstaubsensor) suivi de l'ID de puce du NodeMCU (par exemple 12980979). Notez ce numéro, car vous en aurez besoin pour enregistrer la station plus tard.
Connectez votre ordinateur à ce point d'accès sans fil et pointez un navigateur Web sur http://192.168.4.1 pour accéder à son tableau de bord Web. De là, accédez à Configuration > Paramètres WiFi , sélectionnez votre routeur sans fil et saisissez le mot de passe correspondant.
Cliquez sur l'option Enregistrer la configuration et redémarrer pour enregistrer les paramètres et redémarrer la station. Il se connectera alors à votre réseau sans fil et sera accessible à l'adresse IP qui lui a été attribuée ; pour le découvrir, recherchez dans la liste des appareils de votre routeur un appareil appelé « Airrohr- » suivi de son identifiant de puce.
Visitez son adresse IP dans votre navigateur Web et vous pourrez alors terminer la configuration. Dans l'onglet Configuration > Capteurs , assurez-vous que les capteurs que vous utilisez sont cochés. Cliquez sur l'option Enregistrer la configuration et redémarrer pour enregistrer les paramètres.
Reconnectez-vous à son tableau de bord Web et cliquez sur Données actuelles pour vérifier que tout fonctionne. Notez que les premières lectures peuvent prendre quelques minutes.
6. Enregistrez l'appareil
Pour permettre à votre station de télécharger des données sur le site Web Sensor.Community, vous devrez l'y enregistrer. Rendez-vous sur la page de connexion des appareils et créez un compte.
Connectez-vous et accédez à Mes capteurs > Enregistrer un nouveau capteur . Pour Sensor ID, entrez le numéro d'identification de la puce que vous avez noté ; pour Sensor Board , sélectionnez 'esp8266'.
Remplissez les informations de base et supplémentaires , puis vérifiez que les bons capteurs sont sélectionnés dans la configuration matérielle . Choisissez l'emplacement de votre station sur la carte et cliquez sur Enregistrer les paramètres .
Il faudra quelques minutes à la station pour commencer à télécharger des données sur Sensor.Community—vous pouvez vérifier en cliquant sur le bouton Données correspondant sur la page Mes capteurs ; vous pouvez également l' afficher sur la carte .
7. Boîtier résistant aux intempéries
Pour protéger votre station des éléments lorsqu'elle est placée à l'extérieur, vous pouvez la loger à l'intérieur de quelques coudes de tuyau de descente en plastique emboîtables.
Insérez les composants électroniques dans l'un des coudes. Selon le type de tuyau utilisé, vous pourrez peut-être positionner le capteur de poussière plus haut et connecter le tube en plastique souple à son entrée d'air en métal brillant. Vous pouvez ensuite faire passer le tube jusqu'à l'extrémité du tuyau, avec le capteur BME280.
Nos coudes de tuyaux carrés n'étaient pas assez larges pour pousser le capteur de poussière loin vers le haut, nous l'avons donc placé plus près de l'extrémité et n'avons pas vraiment besoin du tube flexible, bien que nous ayons ajouté une courte longueur.
Placez la carte NodeMCU plus haut, près de la jonction avec le deuxième coude de tuyau, et faites passer le câble d'alimentation USB à travers l'extrémité de cette section de tuyau. Fixez ceci et les capteurs sur les côtés du tuyau avec du mastic collant ou des bandes.
Une fois que vous êtes satisfait et que vous vous êtes assuré que la station fonctionne, enroulez du ruban adhésif autour de la jonction des coudes des tuyaux. Si vous voulez empêcher les insectes et autres rampants effrayants d'entrer dans la station, vous pouvez également mettre des mailles fines sur les extrémités des tuyaux.
8. Le monter à l'extérieur
Il est recommandé de placer votre station de qualité de l'air à l'épreuve des intempéries dans un endroit approprié à l'extérieur, de préférence de 5 à 12 pieds au-dessus du sol et bien ventilé. Nous avons sécurisé le nôtre sous une gouttière à l'aide de trois attaches de câble en guirlande. Alternativement, vous pouvez le fixer à un tuyau de descente.
Pour alimenter votre station de qualité de l'air, vous aurez peut-être besoin d'un long câble USB pour atteindre une prise de courant à l'intérieur. Si votre station est trop éloignée de votre routeur sans fil pour maintenir un bon signal, vous pouvez également envisager de placer un prolongateur de portée WiFi plus près de la station.
9. Vérifiez vos données
En visitant la carte du monde Sensor.Community , vous pouvez consulter votre station (et toutes les autres) et afficher ses lectures actuelles et ses données récentes sous forme de graphiques pour les dernières 24 heures et une moyenne mobile sur une semaine.
Les niveaux de particules pour les PM2,5 (particules fines d'un diamètre de 2,5 m ou moins) et les PM10 (particules grossières) peuvent être consultés. Vous pouvez également utiliser le menu en bas à gauche pour afficher la température, la pression et l'humidité relative.
Construire une station de qualité de l'air : succès
Vous avez maintenant assemblé votre propre station de qualité de l'air et pouvez afficher ses données sur une carte du monde, ainsi que celles de milliers d'autres stations à travers le monde. Non seulement c'est un projet sympa, mais vous apporterez des données précieuses au programme de science citoyenne Sensor.Community.