Adafruit өдтэй Pimoroni Enviro+ FeatherWing ашиглах NRF52840 Express: 8 алхам

2024 Зохиолч: John Day | [email protected]. Хамгийн сүүлд өөрчлөгдсөн: 2024-01-30 11:00

Pimoroni Enviro+ FeatherWing бол Adafruit Feather цуврал самбартай ажиллах зориулалттай мэдрэгчээр дүүргэсэн самбар юм. Энэ нь хүрээлэн буй орчны хяналт, агаар мандлын бохирдол, өгөгдөл цуглуулахыг сонирхож буй бүх хүмүүст эхлэхэд тохиромжтой газар юм. Энэ нь:

• Bosch BME280 - температур, даралт, чийгшил мэдрэгч;
• Lite-On LTR-559-гэрэл ба ойр орчмын мэдрэгч;
• SensorTech MiCS -6814 - хий исэлдүүлж, хий, аммиакийн мэдрэгчийг бууруулдаг;
• Аналог микрофон - дуу чимээний бохирдлыг хэмжих;
• Plantower PMS5003 тоосонцор мэдрэгчийн холбогч (оруулаагүй болно).

MiCS-6814 дээрх метал исэл мэдрэгчийн гурвал нь хий исэлдүүлэх бага түгээмэл мэдрэгчийг агуулдаг. Энэ нь хотууд болон томоохон замуудын ойролцоо байдаг бохирдуулагч азотын давхар исэл (NO2) -д мэдрэмтгий болоход тустай.

Пиморон Адафрутын аль нэгийг санал болгож байна

• Өд M4 Express (120MHz, 192kB ram) эсвэл
• Өд nRF52840 Express (64MHz, 256kB RAM).

NRF52840 нь Bluetooth бага энерги (BLE) -ийг дэмждэг тул энэхүү гарын авлагад зориулагдсан бөгөөд энэ нь самбарыг өөр төхөөрөмж рүү өгөгдөл илгээх боломжийг олгодог.

Feather and FeatherWing хоёулаа холбоогүй эрэгтэй толгойтой ирдэг. Эмэгтэй толгойн самбарыг овоолох шаардлагатай. Энэхүү гарын авлагад "толгойн овоолго" -ыг ашиглахыг харуулсан бөгөөд энэ нь өд самбарыг нэмэлт мэдрэгч ашиглан туршилтыг хөнгөвчлөх самбар дээр оруулах боломжийг олгодог. Толгойг самбар дээр гагнах шаардлагатай боловч энэ нь маш энгийн юм.

Enviro+ FeatherWing нь үеэл дүүтэйгээ харьцуулахад нэг нарийн ялгаа байдаг, Raspberry Pi -ийн агаарын чанар Enviro+. FeatherWing хувилбар нь 5V-аас доош хүчдэлтэй ажиллах зориулалттай бөгөөд 3.7V-4.3V үйлдвэрлэдэг нэг литийн полимер (LiPo) батерейг ашиглах боломжийг олгодог. Нэмэлт PMS5003-ийн 5V-ийг хангах DC-DC хөрвүүлэгчтэй бөгөөд эдгээр бага хүчдэлийг шийдвэрлэхийн тулд MiCS-6814 дотоод халаагуурыг дангаар нь тэжээж болно.

Үндсэн зураг нь Enviro+ FeatherWing -ийг PMS5003 -аас PM2.5 ба PM10 өгөгдлийг харуулжээ. Лааны гэрэл асаах талбайн дундуур Хун Вестасын тэмцээн таарчээ.

Хоёрдахь нийтлэлд нүүрстөрөгчийн давхар ислийн түвшинг Pimoroni Enviro+ FeatherWing болон Adafruit SCD-30 ашиглан төлөвлөх тухай бичсэн болно.

Хангамж:

• Pimoroni Enviro+ FeatherWing - Pimoroni | Adafruit - (Raspberry Pi -тэй ижил төстэй өөр нэг самбар байдаг)
• Adafruit nRF52840 Feather Express - Pimoroni | Адафрут
• Өд овоолох толгой - Пиморони | Adafruit - ердийн эмэгтэй толгой эсвэл FeatherWing давхар/триплер ашиглаж болно
• Гагнуур
• Нэмэлт: Plantower PMS5003 тоосонцор мэдрэгч - Pimoroni | Адафрут

Алхам 1: Ачаалагчийг шинэчлэх

Feather самбарыг гагнахаас өмнө USB ашиглан компьютерт холбож шалгаж болно. Энэ бол ачаалагчийг шалгахад тохиромжтой үе юм - хуучин хувилбарууд нь Windows дээр ойлгомжгүй боловч хор хөнөөлгүй алдаа гаргаж болзошгүй юм.

Feather-ийг дахин тохируулах товчлуур дээр хоёр удаа дарахад FTHR840BOOT нэртэй хөтөч компьютерт харагдах болно. Хувилбарыг шалгахын тулд INFO_UF2. TXT нэртэй файлыг нээж болох бөгөөд доорх жишээнд 0.2.6 хувилбарыг харуулсан агуулгыг харуулав.

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

Загвар: Adafruit Feather nRF52840 Express Board-ID: NRF52-Bluefruit-v0 Ачаалагч: s140 6.1.1 Огноо: 2018 оны 12-р сарын 21

0.2.9 -ээс өмнөх хувилбарууд дээр дурдсан алдаанаас болж зовж шаналж байна. Adafruit Learn: Adafruit nRF52840 Feather -ийн танилцуулга: Bootloader -ийг шинэчлэх, Adafruit форумд хэлэлцсэн хэсэгт Windows -ийн алдаанууд CircuitPython UF2 -ийг FTHR840BOOT руу хуулдаг.

Алхам 2: Толгойг гагнах

Enviro+ FeatherWing нь эрэгтэй толгойгоо хавсаргах шаардлагатай бөгөөд Feather нь овоолсон эмэгтэй толгойг хавсаргасан байх шаардлагатай.

Гагнах үед тээглүүрийг зөв байрлалд байрлуулах нийтлэг арга бол талхны тавцанд оруулах явдал юм. Энэ FeatherWing -ийн хувьд болгоомжтой байх хэрэгтэй, учир нь доод талын пикоблэйд холбогч нь толгой дээрх хуванцар тусгаарлагчаас өндөр байдаг. Энэ нь самбарыг санамсаргүйгээр өнцгөөр гагнах шалтгаан болдог. Дээрх зураг өнцгийг харуулж байна. Толгойн хэсгийг талхны самбараас 2-3 мм (0.1 инч) жигд өсгөх замаар үүнийг амархан шийддэг.

Овоолсон эмэгтэй толгой нь самбар дээр перпендикуляр байх ёстой. Үүнийг хавтгай гадаргуу дээр байрлуулж, өдний хавтанг тэдний эсрэг хатуу дарж баталгаажуулснаар хүрч болно. Дээрх зурган дээр харандаагаар дарж байгаа нь харандаагаар жингээ дарж байгаа гар тусламжийн төхөөрөмжөөр дарагдаж байгааг харуулж байна. Зарим нөөц толгой нь зайг хадгалахад нэмэлт туслалцаа үзүүлж байна.

MiCS-6814 мэдээллийн хүснэгтэд:

Мэдрэмтгий давхаргыг хордуулахгүйн тулд мэдрэгчийг төвийг сахисан уураар гагнах ёстой.

Хийн мэдрэгчийг бүрхсэн маск хийх соронзон хальсны жижиг хэсэг нь гагнах, урсгал цэвэрлэх үед хийх ухаалаг арга хэмжээ юм. Дэлгэц хамгаалагчийг энэ үе шатанд үлдээж болох бөгөөд ингэснээр төмрөөр гагнах үед урсах жижигхэн урсгал гарч болзошгүй юм. Микрофон нь аливаа урсгалыг цэвэрлэх явцад маск соронзон хальсны хамгаалалтаас ашиг хүртэх болно.

Урт эгнээ тээглүүр эсвэл бусад залгуураас салгахад амархан нугалж болно. Самбарыг нэг үзүүрээр дээш өргөхгүйн тулд болгоомжтой байгаарай.

Adafruit нь гагнуурын толгойн гагнуурын гарын авлагатай бөгөөд Pimoroni нь толгойноос бүрдэх ерөнхий гагнуурын гарын авлагатай бөгөөд YouTube дээр ижил төстэй загварын самбар дээр толгойг хэрхэн гагнах талаар сайхан видео байдаг GurgleApps: Raspberry Pi Pico Upgrade Number1 - Snazzy Header Pins!

Алхам 3: CircuitPython ба хосолсон плоттерыг суулгах жишээ

Хэрэв та CircuitPython -ийг сайн мэдэхгүй бол эхлээд CircuitPython -д тавтай морилно уу гэсэн гарын авлагыг унших нь зүйтэй юм.

Доорх суулгах алхамууд нь pimoroni / EnviroPlus-FeatherWing README болон Эхлэх гарын авлагад суурилсан бөгөөд дараа нь CircuitPython 6.x-ийг хангах номын сантай болно.

1. CircuitPython -ийн хамгийн сүүлийн хувилбарыг (2020 оны 12 -р сарын 6.0.0) https://circuitpython.org/ дээрээс суулгаарай - энэ процессыг CircuitPython for Feather nRF52840 -д тайлбарласан болно.
2. USB -ээр цуваа консол руу холбогдож суулгалтыг баталгаажуулна уу. REPL хүлээх мөр нь хувилбарыг харуулна. Мөн CIRCUITPY диск дээрх boot_out.txt файлыг шалгаж хувилбарыг шалгаж болно.

3. Эдгээр номын санг https://circuitpython.org/libraries -ээс багцаас CIRCUITPY дээрх lib лавлах санд суулгаарай:

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

4. Эдгээр номын сангуудыг GiHub: pimoroni/EnviroPlus-FeatherWing: EnviroPlus-FeatherWing-1.0.zip файлаас CIRCUITPY дээрх lib директорт суулгаарай:

   1. i2cdevice (Adafruit -ийн i2c_device номын сантай андуурч болохгүй)
   2. pimoroni_envirowing
   3. 559
   4. pimoroni_fizical_feather_pins
   5. 5003
   6. Pimoroni_circuitpython_adapter -ийг эндээс бүү суулгаарай
5. Хамгийн сүүлийн үеийн Pimoroni CircuitPython адаптер номын санг _init_.py файлыг CIRCUITPY дээр шинээр үүсгэсэн lib/pimoroni_circuitpython_adapter директор руу татаж аван суулгаарай.
6. Plotters_combined.py дээрх линкийг дараах байдлаар хадгалах товчлуур дээр дарж нэгтгэсэн плоттер програмын програмыг CIRCUITPY руу татаж аваарай.
7. CIRCUITPY дээр байгаа байгаа code.py файлын нэрийг өөрчилж эсвэл устгаад дараа нь plotters_combined.py -ийн нэрийг code.py болгон өөрчил. Энэ файлыг CircuitPython орчуулагчийг эхлүүлэх эсвэл дахин ачаалах үед ажиллуулдаг.

Энэхүү гарын авлагад ашигласан хувилбарууд нь:

• CircuitPython 6.0.0
• CircuitPython номын сангийн багц adafruit-circuitpython-bundle-6.x-mpy-20201208.zip
• EnviroPlus-FeatherWing номын сангийн хувилбар 1.0
• pimoroni_circuitpython_adapter номын сан 2020 оны 12-р сарын 9-ний өдөр f062036

Алхам 4: Хамтарсан плоттер

Хамтарсан плоттер нь дөрвөн дэлгэцтэй:

1. Дуу ба Гэрэл.
2. PM2.5 ба PM10.
3. Температур, даралт, чийгшил.
4. OX, RED болон NH3.

Тоосонцор (PM) дэлгэц нь Plantower PMS5003 -ийг хавсаргасан тохиолдолд л гарч ирнэ. Хөтөлбөр нь эхэндээ байгаа эсэхийг шалгаж, холбогдоогүй тохиолдолд энэхүү мэдээллийн мессежийг хэвлэнэ.

PMS5003 унших хугацаа: Хүрээний байтын эхлэлийг уншиж чадсангүй

Та тоосонцор огтлохгүйгээр үргэлжлүүлж байгаа pms5003 холбогдоогүй байж магадгүй

Зургийн интервалыг програмын дээд хэсэгт 540 секунд болгож тохируулсан болно. Үүнийг талбайн ханшийг хянахын тулд тохируулж болно.

Алхам 5: Enviro+ FeatherWing Pins

Enviro+ FeatherWing нь олон тооны Өдний тээглүүр ашигладаг. Дараахь зүйлийг ашигладаг бөгөөд хаалтанд байгаа нэрсийг Пиморонигийн нэрлэх схемээс авсан болно.

• A0 (pin5) - MiCS6814 аммиакийн хийн мэдрэгч
• A1 (pin6) - MiCS8614 багасгах хийн мэдрэгч
• A2 (pin7) - MiCS6814 исэлдүүлэгч хийн мэдрэгч
• A3 (pin8) - аналог микрофон
• A4 (pin9) - MiCS6814 идэвхжүүлсэн
• D5 (pin19) - SPI автобусны дэлгэцийн команд
• D6 (pin20) - SPI автобусны дэлгэцийн чипийг сонгох
• D9 (pin21) - арын гэрэл (PWM)
• D10 (pin22) - PMS5003 идэвхжсэн
• D11 (pin23) - PMS5003 -ийг дахин тохируулах
• D12 (pin24) - LTR -559 тасалдал (CircuitPython санд дэмжигдээгүй)
• SCK (pin11) - SPI автобусны цаг
• MO (pin12) - SPI автобусны эзэн боолчлогдож байна
• MI (pin13) - SPI автобусны мастер боолчлолд орсон
• RX (pin14) - PMS5003 дамжуулах (өдөөр хүлээн авах)
• TX (pin15) - PMS5003 хүлээн авах (өдөөс дамжуулах)
• SCL (pin18) - I2C цаг
• SDA (зүү 17) - I2C өгөгдөл

Энэ нь A5, D2/DFU, D13 -ийг ашиглахад үнэгүй болгодог.

Алхам 6: Эрчим хүчний хэрэглээ

LiPo батерейг холбож, цэнэглэж байгаа ч гэсэн цахилгаан хэрэглээ нь USB -ийн тодорхойлолтод нийцдэг. Энэхүү хэрэглээ нь батерейны эрчим хүч рүү шилжихээр төлөвлөхөд илүү хамаатай юм. Одоогийн ойролцоо хэмжигдэхүүнүүдийн зарим нь:

• 100мА сул зогсолт, арын гэрэл унтрах;
• 100мА плоттер ажиллаж байгаа, арын гэрэл бага;
• 120мА плоттер ажиллаж байна, арын гэрэл өндөр.

Plantower PMS5003 -ийн өгөгдлийн хүснэгтэд гүйдэл нь 100 мА -аас бага байна гэж заасан бөгөөд энэ нь дээрх тоонуудаас гадна болно. Enviro+ FeatherWing дээр DC-DC хөрвүүлэгч ашиглах нь энэ тоог бага зэрэг нэмэгдүүлэх боломжтой.

Feather nRF52840 Express самбар нь NeoPixel (RGB LED) -тэй боловч програмын төлөвийн үзүүлэлт болох анхдагчаар ашиглагддаг гэрэлтүүлгийн түвшин нь хэрэглээнд бага зэрэг нэмдэг. Өдний самбар нь өөрөө 10 мА -аас доош хэмжээтэй, FeatherWing бол хүчээр өлсдөг самбар юм.

Алхам 7: Plantower PMS5003 онцгой бодисын мэдрэгчийг нэмж оруулах

Met One Instruments BAM 1020 нь хотуудын тоосонцорыг хэмжих дэлхийн өнцөг булан бүрт байдаг. Илүү хямд өртөгтэй төхөөрөмжүүд байдаг бөгөөд Enviro+ FeatherWing нь Plantower PMS5003 тоосонцор мэдрэгчийг холбогчтой ирдэг.

Энэхүү мэдрэгчийн Pimoroni номын сангийн код одоогоор эмзэг харагдаж байна. Энгийн бөгөөд хурдан сайжруулалт бол програмын үл хамаарах зүйлийг олж мэдэх явдал юм. Үүнийг дээд хэсэгт нэмж оруулснаар plotters_combined.py програмыг сайжруулах боломжтой.

pimoroni_pms5003 импортлох

Мөн энэ мөрийг үндсэн while давталтаар сольж байна

# унших

pms_reading = pms5003.read ()

хамт:

# унших

оролдох: pms_reading = pms5003.read () pimoroni_pms5003 -аас бусад. ChecksumMismatchError: хэвлэх ("checksum error")

Алхам 8: Цаашаа явах

Enviro+ FeatherWing -ийг ажиллуулсны дараа судлах хэд хэдэн газар бий.

• Гадаад температур мэдрэгчийг нэмж байна. BME280 -ийн температур мэдрэгч нь дотоод халаалт болон ойролцоох эд ангиудын халаалтанд хамаардаг бөгөөд бусад BME280 мэдрэгчийг тохируулах зориулалттай. Энэ утгыг орчны агаарын температурыг ойролцоогоор хэмжихийн тулд боловсруулж болох боловч боломжийн, дээд зэргийн гадаад сонголтууд байдаг.
• Мэдрэгчийн шалгалт тохируулга. Даралт нь цаг агаарын ажиглалт эсвэл богино хугацааны урьдчилсан мэдээг ашиглахад хялбар байдаг (эдгээр нь 0 ft amsl байх болно), бусад нь хэцүү байдаг.
• PMS5003 гаралтыг харьцангуй чийгшилтэнд тохируулах. Томъёог EPA дээр PDF -ийн 8 -р хуудсан дээр үзүүлэв: PurpleAir PM2.5 Утааны үеэр АНУ -ын залруулга ба гүйцэтгэл 4/2020
• Мэдрэгчийн өгөгдлийг Bluetooth Low Energy -ээр бусад төхөөрөмжид дамжуулах кодыг нэмж оруулав.
• Эрчим хүчний хэрэглээг хэрхэн бууруулах талаар судалж байна. Зарим мэдрэгч нь идэвхжүүлэх шугамтай тул мэдрэгчийн хүчийг хасах эсвэл бага чадлын горимд оруулах боломжтой. Дулаарах хугацаатай мэдрэгчийн хувьд үе үе дээж авах нь практик биш байж магадгүй юм.
• Агаарыг сайтар боловсруулсан дотоод урсгал, нарны шууд тусгалаас урьдчилан сэргийлэх арга хэмжээ бүхий гадуур бэхлэх зориулалттай хайрцаг худалдаж авах, дасан зохицох эсвэл хийх. SensorTech MiCS-6814 хийн мэдрэгч нь тогтмол, бага хурдтай агаарын урсгалаар хамгийн сайн ажилладаг.
• Цаг агаарын нөхцөл байдал газрын гадарга дээрх бохирдолд хэрхэн нөлөөлж байгааг судалж байна. Зөвлөгөө: урвуу өөрчлөлт нь чухал ач холбогдолтой юм.
• Батерейны хүчин чадлаар батерей эсвэл нарны гэрэл рүү хөрвүүлэх. Нарны эрчим хүч нь фотоэлектрик нарны хавтан нэмэхээс илүү хэцүү байдаг тул Adafruit Learn: USB, DC & Solar Lipoly Charger -ийн Дизайн тэмдэглэл хэсгийг үзнэ үү.
• Озон (O3), хүхрийн давхар исэл (SO2) эсвэл нүүрстөрөгчийн давхар исэл (CO2) гэх мэт хүлэмжийн хий гэх мэт нийтлэг бохирдуулагчийг хэмжихийн тулд бусад мэдрэгчийг нэмж оруулах. Хэд хэдэн мэдрэгч нь "eCO2" хэмждэг бөгөөд агаар мандлын CO2 -ийг хэмжихэд тохиромжгүй байдаг. Adafruit одоо маш үнэтэй Sensirion SCD-30 NDIR CO2 мэдрэгчийг STEMMA QT i2c холбогчтой самбар дээр зарж байна.
• Хэрэв та Wi-Fi ашиглан интернетээр мэдээлэл дамжуулахыг судлахыг хүсч байвал ESP32-S2 микроконтроллер бүхий FeatherS2 самбар нь Enviro+ FeatherWing-тэй нийцэж байгаа бололтой. ESP32-S2 аналогийг дижитал хувиргагчтай (ADC) холбоход бэрхшээлтэй байдаг бөгөөд энэ нь хийн мэдрэгчийг зөв хэмжихээс сэргийлдэг. Adafruit Forums: Feather ADC-ийн харьцуулалтыг үзнэ үү.

Холбогдох төслүүд:

• Adafruit сурна уу: Шатамхай хийн мэдрэгчтэй харьцуулах, турших
• Adafruit сурах: TMP36 температур мэдрэгч

Цаашид унших:

• Дэлхийн Эрүүл Мэндийн Байгууллага (ДЭМБ) -ын агаарын бохирдлын удирдамж
• Британийн уушгины суурь - Агаарын чанар (PM2.5 ба NO2)
• Breathe London-одоогоор Clarity Node-S-ийг ашиглаж байгаа Лондонгийн Агаарын Чанарын Сүлжээг "боломжийн, суурилуулахад хялбар, агаарын чанарын мэдрэгчийг хэн ч ашиглах боломжтой" сүлжээгээр дүүргэх сүлжээ.
• Дэлхийн агаарын чанарын индекс - газрын зургийн үзэл бодол, түүхэн өгөгдөл бүхий олон эх сурвалжаас мэдээлэл цуглуулдаг.
• Агаар мандлын сэтгүүл: Орон сууцны зуухнаас үүдэлтэй агаарын бохирдол: Бодит хэрэглээнд орон сууцанд орж буй тоосонцорын үерийг судалж үзэхэд Enviro+ самбарын Raspberry Pi хувилбарыг ашигладаг.
• Хууль тогтоомж: Агаарын чанарын стандартын дүрэм 2010 (Их Британи)
• Пиморони блог: Оны хамгийн их бохирдолтой шөнө (Их Британид)
• Эдийн засагч: Шөнө дундын тэнгэр - Польшийн нүүрсээр ажилладаг байшин халаалт нь өргөн тархсан бохирдол үүсгэдэг (2021 оны 1 -р сар)
• BBC News: Замын хөдөлгөөний чимээ шувуудын чадварыг алдагдуулдаг (дуу чимээний бохирдол)
• Particulate Matter Sensor Library дахь програм хангамжийн алдаанууд - PMS5003 цуваа протоколыг сайтар задлан шинжлэхэд шаардлагатай тусламжийг авч үзэх болно.