Display del sensore di CO2 plug & play con NodeMCU/ESP8266 per scuole, asili o casa: 7 passaggi

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 09:59

Ti mostrerò come costruire rapidamente un sensore di CO2 plug & play in cui tutti gli elementi del progetto saranno collegati con cavi DuPont.

Ci saranno solo 5 punti che devono essere saldati, perché non ho saldato prima di questo progetto.

Il sensore avrà un display in cui i valori misurati verranno mostrati ogni 5 secondi in un carattere Helvetica abbastanza grande.

L'alloggiamento sarà realizzato con un laser cutter in compensato semplice da 4 mm. Tutti gli elementi verranno incollati insieme. Un contenitore prefabbricato può essere un'alternativa. Il display e il sensore saranno tenuti in posizione con del nastro adesivo.

Il codice di questo progetto è composto da 2-3 codici di esempio che ho avuto. Non è sofisticato o carino, ma poiché non sapevo nulla di programmazione da 2 settimane fa, penso che sia abbastanza solido.

La cosa perfetta di questa configurazione è che una volta caricato il codice sul NodeMCU/ESP8266, si avvia automaticamente quando l'alimentazione è collegata all'alimentazione e funziona finché la scheda è alimentata.

Nel caso in cui non si disponga di una presa di corrente, il NodeMCU/ESP8266 può funzionare con un pacco batteria per un buon periodo di tempo.

Il sensore è già seduto in un'aula elementare e ha funzionato perfettamente da un paio di giorni finora. Fornisce la base per quando le finestre devono essere aperte per far entrare aria fresca.

Forniture

Avrai bisogno delle seguenti forniture:

- Buon saldatore con temperatura regolabile e punta molto piccola

- Saldatura (senza piombo)

- Filo di pulizia per saldatore

- Nastro isolante

- Stazione di saldatura di terza mano con lente d'ingrandimento

- Cavo micro USB (da smartphone)

- Caricabatterie per smartphone (5V, 1A)

- Dupont Jumper Wires 20cm - 2, 54mm femmina a maschio 6, 99 Euro

- Cavi per ponticelli Dupont 20 cm - 2, 54 mm da femmina a femmina - 4, 99 Euro

- Sensore SGP30 TVOC/eCO2 - 25 Euro

- Display OLED 0, 96“Display I2C (SSD1306) 128x64 Pixel - 6, 29 Euro (3 Pack 12, 49 Euro)

- Scheda NodeMCU LUA Amica Module V2 ESP8266 - 5, 99 Euro (3 Pack 13, 79 Euro)

- Scheda Breakout I/O NodeMCU - 4, 50 Euro

- Foglio di compensato da 4 mm - 2 fascette piccole (non visualizzate nella mia foto)

Passaggio 1: saldatura del sensore SGP30

I pin di connessione del sensore devono essere saldati. Imposta il tuo saldatore alla temperatura necessaria per il tuo filo di saldatura e salda i pin alla scheda.

C'è un buon tutorial per questo sul sito web di Adafruit -

Questo mi ha aiutato molto.

Lascia raffreddare il sensore dopo la saldatura e prepara i cavi dei ponticelli, il NodeMCU e la scheda Breakout per il passaggio successivo.

Sono disponibili schede sensore SGP30 con connessioni già presaldate: utilizzano tutte gli stessi sensori di CO2 e potrebbero essere più comode da usare in quanto sono davvero plug & play (senza saldatura)

Passaggio 2: collegare NodeMCU a Breakout Board

Prendi il NodeMCU e la scheda Breakout e un cavo DuPont blu da femmina a maschio.

Collegare la spina femmina al pin NodeMCU D1 e l'estremità maschio alla scheda Breakout D1.

Ora prendi il cavo arancione DuPont femmina a maschio e collega la spina femmina al pin NodeMCU D2 e l'estremità maschio alla scheda Breakout D2.

Questi cavi assicurano che la connessione dati I2C sia configurata.

D1 rappresenta SCL

D2 rappresenta SDA

su dispositivi I2C.

Per fornire alimentazione dal NodeMCU alla scheda Breakout, prendi

- il filo rosso femmina a maschio, collegare il maschio al pin 3V3 e la femmina a 3V sulla scheda Breakout

- il filo nero da femmina a maschio, collega il maschio al pin GND e la femmina a GND sulla scheda Breakout

Come passaggio finale, collega il cavo microUSB al NodeMCU, collega l'altra estremità al caricatore dello smartphone (5V, 1A) e collega la carica a una presa da 220 Volt.

Se hai collegato tutto correttamente si accenderà il led blu sulla scheda Breakout

Passaggio 3: collegare il display OLED alla scheda breakout

Scollegare il cavo microUSB dalla scheda NodeMCU

Prendere

- Display I2C con display OLED da 0, 96 (SSD1306)

- 4 fili da femmina a femmina (rosso, nero, arancione e blu)

Collega la scheda Breakout al display

- blu per D1 e SCL

- arancione a D2 e SDA

- rosso a 3V e VCC

- nero a GND e GND

Passaggio 4: collegare il sensore di CO2 SGP30 alla scheda breakout

Prendi i cavi dei ponticelli da femmina a femmina e collega la scheda breakout al sensore SGP30

- filo giallo da D1 a SCL

- filo verde da D2 a SDA

- filo nero da GND a GND

- filo rosso da 3V a VIN

Passaggio 5: costruire l'involucro e installare display e sensore

Se vuoi creare la tua recinzione vai su makercase.com, scegli la scatola che ti piace e inserisci le tue dimensioni e lo spessore del tuo compensato. Scarica il file.dxf per il taglio laser

Le mie dimensioni sono 120 x 80 x 80 mm (misura interna) per compensato da 4 mm - ho fornito il file di base per l'utilizzo nel software di taglio laser e ho aggiunto fori per

- Sensore

- Schermo

- connessione di alimentazione microUSB per NodeMCU

- fori di sfiato sulla parte superiore della custodia

Tagliare al laser il compensato da 4 mm e incollarlo con la colla per legno

Praticare 2 fori con un trapano per legno da 3 mm per fissare la scheda NodeMCU con fascette alla parete laterale per evitare che scivoli durante l'inserimento del cavo di alimentazione microUSB

Attacca il display e il sensore al pannello frontale con del nastro adesivo: questo è il modo più pigro;)

Incolla insieme il resto delle pareti e usa degli elastici per tenere tutto insieme fino a quando la colla non si sarà asciugata. Non incollare la parte superiore alla scatola perché vuoi essere in grado di accedere alla tua configurazione e modificare/aggiungere componenti

se non si dispone di un laser cutter, acquistare una scatola/contenitore di plastica trasparente a buon mercato, praticare dei fori per il sensore, fascette per schede NodeMCU e cavo di alimentazione microUSB

Passaggio 6: impostare la scheda

Se sei nuovo nella programmazione NodeMCU e non hai ancora installato l'IDE Arduino vai su https://www.arduino.cc/en/pmwiki.php?n=Guide/Windo… e segui le istruzioni per Windows

Avvia Arduino IDE e configura la tua scheda nell'applicazione. Nel mio caso si tratta di un NodeMCU LUA Amica V2 con CP2102-Chip che garantisce una comunicazione USB fluida con la mia superficie Windows 10.

La prima cosa che devi fare è installare il core ESP8266. Per installarlo, apri l'IDE Arduino e vai su:

File> Preferenze e trova il campo "Ulteriori URL di Board Manager". Quindi copia il seguente URL: https://arduino.esp8266.com/stable/package_esp826… Incolla questo link nel campo "Ulteriori URL di Board Manager". Fare clic sul pulsante OK. Quindi chiudi l'IDE di Arduino.

Collega il tuo NodeMCU al computer tramite la porta USB. Il led sulla scheda Breakout dovrebbe accendersi e rimanere acceso. È blu sulle mie foto.

Apri di nuovo l'IDE Arduino e vai su: Strumenti> Scheda> Gestore schede Si aprirà una nuova finestra, inserisci "esp8266" nel campo di ricerca e installa la scheda denominata "esp8266" da "Comunità ESP8266" Ora hai installato il core ESP8266. Per selezionare la scheda NodeMCU LUA Amica V2, andare su: Strumenti> Scheda> NodeMCU 1.0 (ESP - Modulo 12E) Per caricare il codice dello sketch sulla scheda NodeMCU, selezionare prima la porta a cui è stata collegata la scheda.

Vai a: Strumenti> Porta> {nome porta} - potenzialmente COM3

Carica l'unità per il tuo display OLED. In questo caso sto usando la libreria u8g2. Per scaricare la libreria vai su Strumenti> Gestisci librerie. In una nuova finestra che si apre, inserisci "u8g2" nel campo di ricerca e installa la libreria "U8g2" da "oliver".

L'installazione è molto semplice. Basta fare clic sul pulsante "Installa" che appare quando si sposta il mouse sul risultato della ricerca.

Ora ripeti gli stessi passaggi per caricare e installare la libreria di sensori di CO2 SGP30. Il nome della libreria è Adafruit_SGP30

Passaggio 7: preparati a provare la guida e utilizzare il sensore di CO2

Apri il codice fornito nell'IDE di Arduino. Una volta caricato il codice, verrà visualizzato in una finestra separata.

Premi il segno di spunta per compilare il codice e caricarlo sulla tua scheda.

Se hai collegato tutto correttamente il display visualizzerà "CO2" e il valore "400". Il sensore si sta inizializzando e dopo 30 secondi il sensore è pronto per misurare i valori reali ogni 5 secondi.

Respirare dolcemente sul sensore e attendere che il valore venga visualizzato sul display.

Congratulazioni: ce l'hai fatta e costruisci un sensore di CO2 da solo!!

Ora scollega il cavo USB dal computer, collegalo al caricabatterie e vai in una stanza, a scuola o all'asilo dove vuoi usare il tuo sensore.

Dopo aver collegato il caricabatterie alla presa a muro, ci vorranno 30 secondi prima che il sensore sia pronto. Il sensore ti farà sapere quando aprire le finestre. Dovrai farlo a valori superiori a 650 (i valori sono misurati in ppm)