!!!Stacja jest na razie w fazie budowy, więc wyniki mogą być od czasu do czasu niedostępne, niepełne lub niedokładne!!!
Wszystko zaczęło się od luźnej rozmowy z kolegą (dzięki Gąsienica :) ) po której zainteresowałem się tematem budowy stacji pogodowej w warunkach amatorskich. Za główny cel postawiłem sobie pomiary stężenia pyłów PM2.5 i PM10, jako, że temat jest teraz 'na topie', szczególnie w Małopolsce.
O ile w samym Krakowie istnieje wiele stacji pomiarowych (profesjonalych i amatorskich), to poza Krakowem ciężko znaleźć informacje o zapyleniu. Jednym z celów tego eksperymentu jest właśnie porównanie zanieczyszczenia powietrza w mieście i poza miastem, gdzie większość domów ogrzewana jest węglem lub drewnem.
Docelowo będzie umieszczona dalej od domu, w miejscu bardziej przewiewnym i na wysokości około 2m nad ziemią. Planuję zasilać układ z paneli słonecznych - są już zamówione i mam nadzieję, że uda się całość uruchomić na jesień 2016.
Wszystko zaczęło się od luźnej rozmowy z kolegą (dzięki Gąsienica :) ) po której zainteresowałem się tematem budowy stacji pogodowej w warunkach amatorskich. Za główny cel postawiłem sobie pomiary stężenia pyłów PM2.5 i PM10, jako, że temat jest teraz 'na topie', szczególnie w Małopolsce.
O ile w samym Krakowie istnieje wiele stacji pomiarowych (profesjonalych i amatorskich), to poza Krakowem ciężko znaleźć informacje o zapyleniu. Jednym z celów tego eksperymentu jest właśnie porównanie zanieczyszczenia powietrza w mieście i poza miastem, gdzie większość domów ogrzewana jest węglem lub drewnem.
Początkowe założenia projektu
- Pomiar PM2.5 i PM10 używając docelowo dwóch różnych czujników
- Pomiar temperatury, wilgotności i ciśnienia
- Prezentacja wyników 'online'
- Docelowo zasilanie energią słoneczną
- Wykorzystanie procesora ARM (chęć poznania lepiej tej architektury)
Wstępne wnioski
Stacja działa już od paru miesięcy więc można wyciągnąć parę wniosków i obserwacji:- Jest niewielka różnica w pomiarach temperatury dla czujników DHT, BMP i BME. Najwyższą temperaturę pokazuje BME, najniższą DHT.
Zaskakujące jest różnica pomiędzy BMP i BME - są to sensory tego samego producenta i dodatkowo fabrycznie kalibrowane. Może jest to kwestia ich umiejscowienia
w obudowie - sprawa do dalszych eksperymentów.
- Obudowa jest raczej za mała i w przyszłości trzeba będzie pomyśleć o jakiejś modyfikacji, ewentualnie dodatkowym zadaszeniu chroniącym od słońca.
Odczyty temperatury są ewidentnie zawyżone rano, gdy słońca pada bezpośrednio na stację. Po umieszczeniu układu na docelowym miejscu będzie jeszcze gorzej bo słońce będzie 'grzało' układ praktycznie przez cały dzień. - Wyniki PM z sensora SDS021 wydają się sensowne. Ewidentnie wydać wzrost stężenia w bezwietrzną pogodę oraz bardzo duże 'piki' w sytuacji większego zadymienia (np. palenie w piecu, liści itp.)
Przydatne linki
- Amatorska stacja pomiaru zanieczyszczenia powietrza - amatorski pomiar pyłów w Krakowie
- Highcharts - bardzo fajne interaktywne wykresy
- Thingspeak - platforma, którą można łatwo wykorzystać do eksperymentów IoT
- OpenSTM32 Community - System Workbench for STM
- FreeRTOS - strona domowa FreeRTOS
- Aliexpress - wszystko co potrzebne do budowy stacji i dużo więcej ;)
- ESP8266 - duża ilość informacji na temat układu ESP8266
Lokalizacja stacji
Stacja znajduje się w miejscowości Zagórze w gminie Niepołomice. W fazie testów umieszczona jest na tarasie - chodzi o łatwy dostęp do niej, jak i do gniazdka zasilającego.Docelowo będzie umieszczona dalej od domu, w miejscu bardziej przewiewnym i na wysokości około 2m nad ziemią. Planuję zasilać układ z paneli słonecznych - są już zamówione i mam nadzieję, że uda się całość uruchomić na jesień 2016.
Sczegóły budowy
Poniżej znajduje się lista głównych elementów wchodzących w skład systemu wraz z ceną jaką za nie zapłaciłem.- Procesor 'Sercem' stacji jest pytka prototypowa z układem ARM Cortex M3 (STM32F103C8T6 - szczegóły na stronie STMicroelectronics). Nie jest to może 'demon prędkości', ale przy odrobinie wysiłku wystarczy do zaimplementowania wymaganej funkcjonalności. Podstawową zaletą układu jest jego cena - $3.8.
- Czujniki Na dzień dzisiejszy wykorzystane są czujniki wymienione poniżej. Wkrótce lista się powiększy o układ PMS7003.
- Komunikacja ESP-07 (ESP8266) - moduł komunikacji WIFI produkcji Espressif w cenie $1.99
- Zasilanie Docelowo układ będzie zasilany z panelu słonecznego (części już 'lecą' z Chin). Na dzień dzisiejszy wykorzystany jest zwykły zasilacz wtyczkowy.
- Płyta główna Płyta główna skonstruowana jest na bazie płytki uniwersalnej. Zawiera w sobie prosty zasilacz 5V na układzie 7805, 'podstawkę' do zamontowania płytki prototypowej STM32F103C8T6, ESP8266 i parę wtyczek i pinów do czujników zewnętrznych. Docięta jest pod wymiar obudowy i umożliwia łatwy demontaż układu.
- Obudowa Zewnętrzna obudowa stacji zrobiona jest z podstawek od doniczek połączonych ze sobą tulejkami dystansowymi, jak na zdjęciach w Galerii :).
Płytka nie posiada zintegrowanego debuggera, więc potrzebny jest jeszcze układ zewnętrzny ST Link V2 - dostępny oczywiście u 'Chińczyka' w cenie $2.57
DHT22 (AM2302) - czujnik temperatury i wilgotności produkcji Aosong - cena $2.6
BMP280 - czujnik temperatury i ciśnienia produkcji Bosch $1.49
BME280 - czujnik temperatury, wilgotności i ciśnienia produkcji Bosch $4.20
SDS021 - czujnik pyłu PM2.5 i PM10. Najdroższy układ z całego zestawu - $35. Podukowany przez Nova Fitness
W planach jest użycie róznież modułu GPRS.