Kutumia Manyoya ya Pimoroni Enviro + Wing Na Manyoya ya Adafruit NRF52840 Express: Hatua 8

2024 Mwandishi: John Day | [email protected]. Mwisho uliobadilishwa: 2024-01-30 12:48

Pimoroni Enviro + FeatherWing ni bodi iliyojaa sensorer iliyoundwa kufanya kazi na safu ya bodi za Manyoya ya Adafruit. Ni mahali pazuri pa kuanza kwa mtu yeyote anayevutiwa na ufuatiliaji wa mazingira, uchafuzi wa anga na utaftaji wa data. Inayo:

• Bosch BME280 - joto, shinikizo, sensor ya unyevu;
• Lite-On LTR-559 - taa nyepesi na ukaribu;
• SensorTech MiCS-6814 - gesi za vioksidishaji, kupunguza gesi na sensorer ya amonia;
• Kipaza sauti ya Analog - kupima uchafuzi wa kelele;
• Kontakt kwa sensorer ya chembe chembe za mmea wa PMS5003 (haijumuishwa).

Watatu wa sensorer za chuma-oksidi kwenye MiCS-6814 ni pamoja na sensorer isiyo ya kawaida ya gesi za oksidi. Hii ni muhimu kwa unyeti wake kwa dioksidi ya nitrojeni (NO2), uchafuzi wa mazingira katika miji na karibu na barabara kuu.

Pimoroni anapendekeza Adafruit

• Manyoya M4 Express (120MHz, 192kB ram) au
• Manyoya nRF52840 Express (64MHz, 256kB ram).

NRF52840 ilichaguliwa kwa mwongozo huu kwani inasaidia Bluetooth Low Energy (BLE) ambayo huipa bodi uwezo wa kutuma data kwa kifaa kingine.

The Feather and FeatherWing both come with unattached male headers. Vichwa vya kike vinatakiwa kuweka bodi. Mwongozo huu unaonyesha matumizi ya "vichwa vya kichwa" ambayo inaruhusu bodi ya Manyoya pia kuingizwa kwenye ubao wa mkate unaowezesha majaribio na sensorer za ziada. Vichwa vinahitaji kuuzwa kwa bodi lakini hii ni moja kwa moja.

Manyoya ya Enviro + ina tofauti moja ya hila ikilinganishwa na binamu yake, Enviro + Ubora wa Hewa wa Raspberry Pi. Toleo la FeatherWing linaonekana limeundwa kufanya kazi na voltages chini ya 5V kuruhusu betri moja ya lithiamu polymer (LiPo) inayozalisha 3.7V-4.3V kutumika. Ina kibadilishaji cha DC-DC kutoa 5V kwa PMS5003 ya hiari na inaweza kuwezesha hita za ndani za MiCS-6814 kibinafsi kushughulikia voltages hizi za chini.

Picha kuu inaonyesha Enviro + FeatherWing ikionyesha data ya PM2.5 na PM10 kutoka PMS5003. Mechi ya Swan Vestas imepigwa katikati ya njama ili kuwasha mshumaa.

Nakala ya pili inashughulikia Kupanga Ngazi za Dioxide ya Kaboni Na Pimoroni Enviro + Manyoya na Adafruit SCD-30.

Ugavi:

• Pimoroni Enviro + ManyoyaWing - Pimoroni | Adafruit - (bodi nyingine inayofanana ipo kwa Raspberry Pi)
• Adafruit nRF52840 Manyoya Express - Pimoroni | Matunda
• Vichwa vya Kushikilia Manyoya - Pimoroni | Adafruit - vichwa vya kawaida vya kike au ManyoyaWing doubler / tripler pia inaweza kutumika
• Solder
• Hiari: Mpandaji PMS5003 sensor ya chembe chembe - Pimoroni | Matunda

Hatua ya 1: Kuboresha Bootloader

Bodi ya Manyoya inaweza kukaguliwa kabla ya kuuzwa kwa kuiunganisha kwa kompyuta kwa kutumia USB. Huu ni wakati mzuri wa kuangalia bootloader - matoleo ya zamani yanaweza kutoa makosa ya kutatanisha lakini yasiyodhuru kwenye Windows.

Kubofya mara mbili kitufe cha kuweka upya cha Manyoya husababisha gari inayoitwa FTHR840BOOT kuwasilishwa kwa kompyuta ya mwenyeji. Faili inayoitwa INFO_UF2. TXT inaweza kufunguliwa kukagua toleo, mfano hapa chini unaonyesha yaliyomo yanayoonyesha toleo 0.2.6:

F2 Bootloader 0.2.6 lib / nrfx (v1.1.0-1-g096e770) lib / tinyusb (urithi-525-ga1c59649) s140 6.1.1

Mfano: Manyoya ya Adafruit nRF52840 Bodi ya Kuelezea-ID: NRF52-Bluefruit-v0 Bootloader: s140 6.1.1 Tarehe: Desemba 21 2018

Matoleo kabla ya 0.2.9 yanakabiliwa na mdudu uliotajwa hapo juu. Mchakato wa kuboresha fiddly kidogo umeelezewa katika Adafruit Jifunze: Kuanzisha Manyoya ya Adafruit nRF52840: Sasisha Bootloader na kujadiliwa katika Vikao vya Adafruit: Makosa ya Windows kunakili CircuitPython UF2 hadi FTHR840BOOT.

Hatua ya 2: Kuunganisha vichwa vya habari

Manyoya ya Enviro + yanahitaji vichwa vyake vya kiume kushikamana na Manyoya yanahitaji vichwa vya kike vya kushikamana.

Mbinu ya kawaida ya kupata pini katika nafasi sahihi wakati wa kutengeneza ni kuziingiza kwenye ubao wa mkate. Tahadhari fulani inahitajika na hii FeatherWing kwani kontakt picllade upande wa chini ni mrefu kuliko spacers za plastiki kwenye kichwa. Hii inaweza kusababisha bodi kuuzwa bila kukusudia kwa pembe. Picha hapo juu inaonyesha pembe. Hii hutatuliwa kwa urahisi kwa kuinua vichwa kwa sare na 2-3mm (0.1in) kutoka kwenye ubao wa mkate.

Vichwa vya kike vya stacking lazima viwe sawa kwa bodi. Hii inaweza kupatikana kwa kuwaweka juu ya uso gorofa na kuhakikisha bodi ya Manyoya imeshinikizwa kabisa dhidi yao. Picha hapo juu inaonyesha shinikizo linatumiwa na penseli na kifaa kilichopigwa risasi kinachosaidia kuweka uzito kwenye penseli. Vichwa vingine vya vipuri vinatoa msaada wa ziada katika kudumisha nafasi.

Jedwali la MiCS-6814 linasema:

Sensorer inapaswa kugeuzwa tena katika mazingira ya upande wowote, bila uvukizi wa mvuke. Sensorer haipaswi kufunuliwa na viwango vya juu vya vimumunyisho vya kikaboni, mvuke za silicone au moshi wa sigara ili kuzuia sumu ya safu nyeti.

Kipande kidogo cha mkanda wa kufunika kifuniko cha sensorer ya gesi ni tahadhari ya busara wakati wa kusafisha na kusafisha flux. Mlinzi wa skrini pia anaweza kuachwa katika hatua hii ili kukabiliana na mianya ndogo isiyoweza kuepukika ya mtiririko kutoka kwa kutengeneza chuma. Kipaza sauti pia ingefaidika na ulinzi na mkanda wa kuficha wakati wa kusafisha kila flux.

Mistari mirefu ya pini inaweza kuinama kwa urahisi wakati wa kuiondoa kwenye ubao wa mkate au tundu lingine. Jihadharini ili kuepuka kugeuza bodi hadi mwisho mmoja.

Adafruit ina mwongozo juu ya vichwa vya kuweka, Pimoroni ina mwongozo wa jumla wa kuuza ambayo inajumuisha vichwa vya habari na kuna video nzuri kwenye YouTube inayoonyesha jinsi ya kutengeneza vichwa kwenye bodi ya mtindo kama huo, GurgleApps: Raspberry Pi Pico Upgrade Number1 - Pini za Kichwa cha Snazzy!

Hatua ya 3: Kuweka CircuitPython na Mfano wa Mchoro wa Pamoja

Ikiwa haujui CircuitPython basi inafaa kusoma mwongozo wa Karibu kwenye CircuitPython kwanza.

Hatua za ufungaji hapa chini zinategemea pimoroni / EnviroPlus-FeatherWing README na mwongozo wa Kuanza na maktaba ya baadaye kuhudumia CircuitPython 6.x.

1. Sakinisha toleo la hivi karibuni la CircuitPython (6.0.0 mnamo Desemba 2020) kutoka https://circuitpython.org/ - mchakato huu umeelezewa katika CircuitPython kwa Manyoya nRF52840.
2. Thibitisha usakinishaji kwa kuunganisha kwenye dashibodi ya serial juu ya USB. Haraka ya REPL inaonyesha toleo. Toleo pia linaweza kuchunguzwa kwa kukagua boot_out.txt kwenye gari la CIRCUITPY.

3. Sakinisha maktaba hizi kutoka kwa kifungu kutoka https://circuitpython.org/libraries kwenye saraka ya lib kwenye CIRCUITPY:

   1. adafruit_bus_device
   2. adafruit_bme280 (sio adafruit_bmp280)
   3. adafruit_st7735r (sio adafruit_st7735)
   4. adafruit_display_text

4. Sakinisha maktaba hizi kutoka kwa faili ya EnviroPlus-FeatherWing-1.0.zip kutoka GiHub: pimoroni / EnviroPlus-FeatherWing: Toleo la 1.0 kwenye saraka ya lib kwenye CIRCUITPY:

   1. i2cdevice (isichanganywe na maktaba ya i2c_device ya Adafruit)
   2. pimoroni_envirowing
   3. 559
   4. pini za manyoya_ya_mwili
   5. 5003
   6. Usisakinishe pimoroni_circuitpython_adapter kutoka hapa
5. Sakinisha maktaba ya adapta ya Pimoroni CircuitPython ya hivi karibuni kwa kupakua faili ya _init_.py kwenye saraka mpya ya lib / pimoroni_circuitpython_adapter kwenye CIRCUITPY.
6. Pakua mpango wa mfano wa mpangaji kwa CIRCUITPY kwa kubofya Hifadhi kiunga kama… kwenye plotters_combined.py
7. Badili jina au futa faili yoyote iliyopo ya code.py kwenye CIRCUITPY, kisha ubadilishe jina la ploti_combined.py kwa code.py. Faili hii inaendeshwa wakati mkalimani wa CircuitPython anapoanza au kupakia tena.

Matoleo yaliyotumika kwa mwongozo huu yalikuwa:

• MzungukoPython 6.0.0
• CircuitPython kifungu cha maktaba adafruit-circuitpython-bundle-6.x-mpy-20201208.zip
• Toleo la maktaba ya EnviroPlus-FeatherWing 1.0
• maktaba ya pimoroni_circuitpython_adapter 9-Dec-2020 f062036

Hatua ya 4: Mpango wa Pamoja

Mpangaji pamoja ana skrini nne:

1. Sauti na Nuru.
2. PM2.5 na PM10.
3. Joto, shinikizo na unyevu.
4. OX, NYEKUNDU na NH3.

Skrini ya chembe chembe (PM) inaonekana tu ikiwa Mpandaji PMS5003 ameambatanishwa. Programu inakagua uwepo wake mwanzoni na kuchapisha ujumbe huu wa habari ikiwa haijaunganishwa:

PMS5003 Soma Muda wa Kuisha: Imeshindwa kusoma kuanza kwa byte ya fremu

Labda hauna pms5003 iliyounganishwa, ikiendelea bila magogo ya chembe

Muda wa njama umewekwa kwa sekunde 540 juu ya programu. Hii inaweza kubadilishwa kudhibiti kiwango cha njama.

Hatua ya 5: Enviro + Manyoya Pini

Manyoya ya Enviro + hutumia idadi kubwa ya pini za Manyoya. Zifuatazo hutumiwa, majina katika mabano yametoka kwa mpango wa kumtaja Pimoroni:

• A0 (pin5) - MiCS6814 sensorer ya gesi ya amonia
• A1 (pin6) - MiCS8614 inapunguza sensorer ya gesi
• A2 (pin7) - MiCS6814 kioksidishaji cha gesi
• A3 (pin8) - kipaza sauti ya analog
• A4 (pin9) - MiCS6814 wezesha
• D5 (pin19) - amri ya skrini ya basi ya SPI
• D6 (pin20) - Chagua skrini ya basi ya SPI
• D9 (pin21) - taa ya nyuma (PWM)
• D10 (pin22) - PMS5003 wezesha
• D11 (pin23) - PMS5003 upya
• D12 (pin24) - LTR-559 usumbufu (haitumiki katika maktaba ya CircuitPython)
• SCK (pin11) - Saa ya basi ya SPI
• MO (pin12) - SPI bwana mkuu wa mtumwa ndani
• MI (pin13) - SPI basi bwana katika mtumwa nje
• RX (pin14) - PMS5003 inasambaza (pokea na Manyoya)
• TX (pin15) - PMS5003 pokea (tuma kutoka kwa Manyoya)
• SCL (pin18) - saa ya I2C
• SDA (pini 17) - data ya I2C

Hii inaacha A5, D2 / DFU na D13 bure kwa matumizi.

Hatua ya 6: Matumizi ya Nguvu

Matumizi ya nguvu iko vizuri ndani ya vipimo vya USB hata kama betri ya LiPo imeambatishwa na inachaji tena. Matumizi ni muhimu zaidi kwa kupanga kuhamia kwa nguvu ya betri. Baadhi ya vipimo vya sasa ni:

• 100mA bila kazi, taa ya nyuma imezimwa;
• Mpangaji wa 100mA, taa ndogo haionyeshi;
• Mpangaji wa mbio za 120mA, taa ya nyuma iko juu.

Hati ya data ya Mpandaji PMS5003 inasema sasa ni chini ya 100mA, hii itakuwa pamoja na nambari zilizo hapo juu. Matumizi ya kibadilishaji cha DC-DC kwenye Enviro + FeatherWing inaweza kuongeza nambari hii kidogo.

Bodi ya Manyoya nRF52840 Express ina NeoPixel (RGB LED) lakini viwango vya mwangaza kwa matumizi yake ya msingi kama kiashiria cha hali ya programu huongeza tu kiasi kidogo kwa matumizi. Bodi ya Manyoya yenyewe iko chini ya 10mA peke yake, FeatherWing ni bodi yenye njaa ya nguvu.

Hatua ya 7: Kuongeza Mpandaji PMS5003 Sensorer ya Jambo

Vyombo vya Met One BAM 1020 ni jambo la kawaida kote ulimwenguni kupima vitu vya chembechembe katika miji. Vifaa anuwai vya bei rahisi vipo na Enviro + FeatherWing inakuja na kontakt kwa sensorer ya chembechembe ya mmea wa PMS5003.

Nambari ya maktaba ya Pimoroni ya kihisi hiki kwa sasa inaonekana dhaifu. Uboreshaji rahisi na wa haraka ni kupata tofauti katika programu. Mpango wa plotters_combined.py unaweza kuboreshwa kwa kuongeza hii hapo juu:

Nunua pimoroni_pms5003

Na kuchukua nafasi ya mstari huu kwa kitanzi kuu wakati

# chukua usomaji

pms_reading = pms5003. soma ()

na:

# chukua usomaji

jaribu: pms_reading = pms5003.read () isipokuwa pimoroni_pms5003. ChecksumMismatchError: print ("checksum error")

Hatua ya 8: Kwenda Zaidi

Kuna maeneo kadhaa ya kuchunguza mara tu unapoendesha Enviro + FeatherWing.

• Kuongeza sensorer ya nje ya joto. Sensorer ya joto katika BME280 inakabiliwa na inapokanzwa ndani na inapokanzwa kutoka kwa vifaa vya karibu na inakusudiwa kurekebisha sensorer zingine za BME280. Thamani inaweza kusindika kutoa kipimo cha takriban cha joto la hewa iliyoko lakini kuna chaguzi nyingi za bei nafuu, bora za nje.
• Kusawazisha sensorer. Shinikizo ni rahisi kutumia uchunguzi wa hali ya hewa au utabiri wa muda mfupi (hizi zitakuwa saa 0 ft amsl), zingine ni ngumu.
• Kurekebisha pato la PMS5003 kwa unyevu wa karibu. Fomula imewasilishwa kwenye ukurasa wa 8 wa PDF kwenye EPA: PurpleAir PM2.5 Marekebisho na Utendaji wa Merika Wakati wa Matukio ya Moshi 4/2020
• Kuongeza nambari ya kutangaza data ya sensorer juu ya Nishati ya chini ya Bluetooth kwa vifaa vingine.
• Kuchunguza jinsi ya kupunguza matumizi ya nguvu. Sensorer zingine zinawezesha laini, hizi zinaweza kuondoa nguvu kutoka kwa sensorer au kuziweka katika hali ya chini ya nguvu. Kwa sensorer zilizo na wakati wa joto wakati wa kuchukua sampuli inaweza kuwa sio ya vitendo.
• Kununua, kurekebisha au kutengeneza kesi inayofaa kuweka nje na mtiririko wa hewa ulioundwa kwa uangalifu na tahadhari zinazofaa kwa jua moja kwa moja. SensorTech MiCS-6814 sensor ya gesi inafanya kazi vizuri na mtiririko wa hewa wa mara kwa mara, na wa chini.
• Kuchunguza jinsi hali ya hali ya hewa inavyoathiri uchafuzi wa mazingira chini. Kidokezo: inversions ni muhimu.
• Kubadilisha nguvu ya betri au jua na nguvu ya betri. Nguvu ya jua ni changamoto zaidi kuliko kuongeza tu jopo la jua la photovoltaic, angalia sehemu ya Vidokezo vya Kubuni katika Adafruit Jifunze: USB, DC & Chaja ya Lipoly Solar.
• Kuongeza sensorer zingine kupima uchafuzi wa kawaida kama Ozoni (O3) na dioksidi ya sulfuri (SO2) au gesi chafu kama dioksidi kaboni (CO2). Sensorer chache hupima "eCO2" na hazifai kupima CO2 ya anga. Adafruit sasa inauza sensorer ya thamani kubwa ya Sensirion SCD-30 NDIR CO2 kwenye bodi iliyo na viunganisho vya STEMMA QT i2c.
• Ikiwa unataka kuchunguza kutuma data kwenye wavuti kwa kutumia Wi-Fi basi bodi ya FeatherS2 iliyo na mdhibiti mdogo wa ESP32-S2 inaonekana kuwa inaambatana na Enviro + FeatherWing. Kuna upungufu wa shida na analog ya ESP32-S2 kwa waongofu wa dijiti (ADC) ambayo inazuia kipimo sahihi cha sensorer za gesi. Tazama Mabaraza ya Adafruit: Manyoya ADC kulinganisha pamoja na 2.6V mdogo ESP32-S2 kwa habari zaidi.

Miradi inayohusiana:

• Adafruit Jifunze: Kulinganisha na Kujaribu na Sensorer za Gesi za Kuwaka
• Adafruit Jifunze: Sensor ya Joto la TMP36

Usomaji zaidi:

• Mwongozo wa Uchafuzi wa Anga wa Shirika la Afya Ulimwenguni (WHO)
• Taasisi ya Mapafu ya Uingereza - Ubora wa Hewa (PM2.5 na NO2)
• Pumua London - mtandao wa kuongezea Mtandao wa Ubora wa Hewa wa London na "bei rahisi, rahisi kusakinisha na kudumisha sensorer za ubora wa hewa kwa mtu yeyote", kwa sasa kutumia Node-S ya Uwazi.
• Kielelezo cha Ubora wa Hewa Duniani - hukusanya data kutoka vyanzo anuwai tofauti na maoni ya ramani na data ya kihistoria.
• Jarida la Anga: Uchafuzi wa hewa ya ndani kutoka kwa Jiko la Makazi: Kuchunguza Mafuriko ya Jambo la Nyumba ndani ya Nyumba wakati wa Matumizi ya Ulimwenguni - hii hutumia toleo la Raspberry Pi la bodi ya Enviro +.
• Sheria: Kanuni za Viwango vya Ubora wa Hewa 2010 (Uingereza)
• Pimoroni Blog: Usiku Uchafua Zaidi wa Mwaka (nchini Uingereza)
• Mchumi: Anga la usiku wa manane - Joto la makaa ya mawe linalotokana na makaa ya mawe la Poland hutengeneza uchafuzi wa mazingira (Januari 2021)
• Habari za BBC: Kelele za trafiki hudhoofisha uwezo wa ndege wa wimbo (uchafuzi wa kelele)
• Bugs za Programu katika Maktaba ya Sura ya Sifa - angalia utunzaji unaohitajika kuchanganua kwa nguvu itifaki ya serial ya PMS5003.