DIY-monitor voor milieu en luchtkwaliteit

Stel een Raspberry Pi in om de luchtkwaliteit in kaart te brengen en te bewaken met InfluxDB en Grafana.

Bent u ooit geïnteresseerd geweest in het bewaken van de luchtkwaliteit in uw huis of daarbuiten waar u woont en werkt? Met dit project, dat we balenaSense hebben genoemd, kunt u aan de slag met een installatie waarmee u temperatuur, vochtigheid, luchtdruk en luchtkwaliteit kunt meten, en een dashboard dat u overal kunt openen om de statistieken tegen een stootje te kunnen zien. trends bekijken en volgen.

Inleiding

Het bouwen van een luchtkwaliteits- en weerstation omvatte vroeger veel bedrading en verschillende sensoren, maar met de komst van sensoren die alle metingen in één component combineren op een leuk klein breakout-bord, is het gemakkelijk om te beginnen.

We gaan kijken naar het bewaken van temperatuur, vochtigheid, luchtdruk en luchtkwaliteit met behulp van een alles-in-één sensor die rechtstreeks wordt aangesloten op een Raspberry Pi zonder dat er extra componenten nodig zijn. Je hebt geen ervaring in elektronica nodig, maar een soldeerbout zou handig zijn (hoewel niet vereist). Dit project implementeert een database om historische metingen op te slaan, samen met een grafische interface om de huidige metingen en trends in één oogopslag te zien.

Hardware vereist

Hier is de boodschappenlijst voor dit project. Afhankelijk van of je de soldeerbout wilt kraken of niet, dicteert welk sensorbord je kunt gebruiken; sommige zijn plug-and-play, sommige vereisen een beetje solderen.

Ik wil niet solderen

Als je niet wilt solderen (hoewel dit een goed project is om het eens te proberen!), heb je nodig:

• Raspberry Pi Zero WH (werkt ook met 2Bv1.2/3B/3B+/3A+)
• 8 GB (of groter) Micro-SD-kaart (we raden Sandisk Extreme Pro SD-kaarten aan)
• Voeding en kabel
• Pimoroni BME680-sensor met breakout-bord
• Pimoroni breakout tuin pHAT

Ik wil solderen - laat me het doen!

Als je graag een beetje soldeert, heb je nodig:

• Raspberry Pi Zero W (werkt ook met 2Bv1.2/3B/3B+/3A+)
• 8 GB (of groter) Micro-SD-kaart (we raden Sandisk Extreme Pro SD-kaarten aan)
• Voeding en kabel
• Bosch BME680-sensor met breakout-board (zie alternatieven hieronder)
• Aansluitdraad

Andere sensoren

Als je er al een hebt, ondersteunt dit project ook het gebruik van de Sense HAT, met als extra bonus dat je een smiley krijgt op de LED-matrix (afhankelijk van de luchtkwaliteit natuurlijk)! Opmerking: de Sense HAT bevat geen gassensor en de metingen zijn behoorlijk onnauwkeurig omdat ze sterk worden beïnvloed door hun nabijheid tot de Raspberry Pi CPU. Als je helemaal opnieuw begint, koop dan geen Sense HAT voor dit project; krijg in plaats daarvan een van de BME680-opties!

Je kunt de Bosch BME680-sensor ook op een breakout-board van verschillende leveranciers krijgen, allemaal tegen verschillende kosten.

• Pimoroni BME680 breakout £ 18,50 (kan soldeervrij zijn met hun pHAT)
• Adafruit BME680 breakout US$ 22,50
• Sparkfun SparkX BME680 US $ 19,95 (kan soldeervrij zijn met hun HAT)
• Unbranded BME680 breakout US$ 9,92

Opmerking: Het Pimoroni-breakoutboard is het bord dat we in dit artikel hebben gebruikt; dit bord heeft het extra voordeel dat de pinnen in de juiste volgorde worden uitgebroken om gewoon rechtstreeks in de Raspberry Pi GPIO-header te steken. Als je andere boards gebruikt, moet je ervoor zorgen dat de pinnen voor voeding, aarde en de I2C-bus (SDA en SCL) overeenkomen - dit wordt verderop in de gids uitgelegd.

Software vereist

We hebben het balena-sense-project op GitHub opgezet, dat alle software, configuratie en code bevat die je nodig hebt om meteen te beginnen met meten. We gaan dit project implementeren op balenaCloud. We gebruiken een gratis account om het project en alle software naar je Raspberry Pi te pushen en om externe toegang te bieden. Daarom heb je nodig:

• Hulpprogramma om je SD-kaart te flashen, zoals balenaEtcher
• Een gratis balenaCloud-account
• Een kloon of download van ons project van GitHub

1. De hardware in elkaar zetten

Je hebt heel weinig te doen op het gebied van hardware voor dit project; ons doel hier is om het sensorbord dat je hebt gekocht aan te sluiten op de Raspberry Pi-header voor algemene input/output (GPIO).

De BME680-sensor communiceert met de Raspberry Pi via een bus genaamd I2C (eye-squared-see), een seriële communicatiebus waarvoor 2 draden nodig zijn. Deze twee communicatiedraden worden seriële klok (SCK) en seriële data (SDA) genoemd. Naast de twee communicatiedraden moeten we de sensor ook voorzien van voeding (3,3V, of 3V3) en aarde.

Als je voor de soldeervrije optie van Pimoroni of Sparkfun hebt gekozen, of de Sense HAT gebruikt, hoef je alleen maar je glimmende nieuwe componenten samen met je Raspberry Pi aan te sluiten, en alle verbindingen worden voor je gemaakt - ga verder, naar de volgende stap!

Als je hebt besloten om een ​​sensor rechtstreeks op je Raspberry Pi aan te sluiten, ofwel de Pimoroni ofwel een van de andere breakout-boards van een van de andere leveranciers, moet je vooral opletten dat de hierboven beschreven pinnen (SDA, SCK, 3V3 en GND) correct zijn aangesloten.

Bron:DIY Environment and Air Quality Monitor