====== W A R N I N G ======
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Esta es nuestra versión 2.1.
Con esta guía podrás construir un dispositivo para medir la calidad del aire por medio de un sensor Panasonic SN-GCJA5 que mide material particulado PM2.5 y compartiendo los datos desde tu celular via CanAirIO App o desde tu wifi a la página web InfluxDBCanAirIO.
MaterialesLista de materiales (enlaces en el listado Hardware components):
1. Sensor Panasonic SN-GCJA5L (1)
2. Tarjeta elevadora (1)
3. Tarjeta ESP32 D1 mini v2 (1)
4. Módulo Pantalla OLED D1 mini (1) con pin headers (2)
5. Cable adaptador a batería (1) ---> Escoger 2Pin y JST 1.25mm
6. Batería 103450 2000mah o similar amperaje / tamaño (1)
7. Herramientas y otros: Pinzas, cortafrios, cautín, soldadura, madera MDF de 0.3mm para la caja (las tiendas de corte láser la suministran).
NOTA sobre la batería:
- La batería es uno de los componentes más difíciles de importar por restricciones de cada país, en Colombia a veces hay problemas para su importación pero existen proveedores locales que a veces las poseen.
- La pila usada en el proyecto tiene dimensiones máximas 10x34x50 milimetros, pero puede ser de dimensiones menores para ajustar en la caja. Siempre debe ser de 3.7v, el valor en corriente determina el tiempo de duración encendido del dispositivo.
- Debe ser manejada con cuidado y evitar golpes, pues las baterías de litio pueden presentar problemas. No obstante, la caja disminuye estos riesgos.
- La batería tiene una duración de 6 horas aproximadamente.
Parte 1: Hardware
Detalles del video Hardware
A continuación se muestran algunos apartados importantes del video a tener en cuenta:
Unión ESP32 board + Pantalla OLED
Importante colocar correctamente la pantalla sobre el lado con componentes de la board ESP32, después de soldada es muy difícil desoldar sin dañarla.
Conexión al sensor Panasonic
Sólo se necesitan conectar 3 cables del sensor Panasonic (rojo, negro y azul) a tres pines de la tarjeta ESP32 (VCC, GND y 17) como se muestra a continuación y en el video previo:
Opcional: Sensor de Temperatura y Humedad.
Estos sensores ayudan a validar los datos del sensor de PM. En estaciones fijas (que reporta por medio de la wifi a una página web) instalada en exteriores se recomienda agregar el AM2320 ya las condiciones meteorológicas en el exterior pueden variar mucho. Este sensor se conecta por el puerto i2c:
Se conectan los 4 pines del sensor AM2320 a cuatro pines de la board ESP32 (VCC, GND, 21 y 22) como se muestra a continuación:
Una vez conectado el sensor los datos se publican en la pantalla (opcional) y son enviados por la WIFI a la página web.
Firmware y SoftwareEl dispositivo requiere de un software llamado firmware cuando se habla de hardware, el cual controlara el sensor, Bluetooth y otros periféricos como la pantalla o la WiFi.
1. Via CanAirIO loader (RECOMENDADO)
La forma más facil de cargar el firmware es por medio de un simple sketch de Arduino que se encarga de cargar el firmware de CanAirIO. Este sketch se puede cargar ya sea usando el IDE oficial de Arduino IDE o la Arduino Droid app para Android usando este simple sketch. Para ver las instrucciones completas revise esta guía o este video que muestra la alternativa de Arduino Droid app:
Después de subir el firmware debe aparecer información en pantalla:
Para mayor detalle del proceso de compilación, subida de firmware o problemas con el mismo, revisar el Github oficial de la aplicación. Si encuentras problemas o errores también puedes reportarlos allí.
2. Opción sólo para Windows usando archivos binarios.
Esta opción no necesita compilación de archivos, puedes bajar los archivos pre-compilados desde Github en la sección releases, y sigue los siguientes pasos:
1. Baja el archivo .zip con el nombre canairio_revxxx_20xxXXXX.zip y descomprimelos. Ejemplo:
2. Bajar e instalar el software "Flash Download Tools (ESP8266 & ESP32)" de la página: https://www.espressif.com/en/support/download/other-tools
3. Conecta el puerto USB de tu sensor al puerto USB del computador, algunos cables de cargadores o bancos de pilas no funcionan. Si Windows no encuentra los drivers puedes bajarlos de aquí.
4. Abrir el software Flash Download Tools.
5. Escoge "Developer Mode" y luego el tercer recuadro "ESP32 DownloadTool".
6. Luego aparecerá esta ventana para cargar los siguientes archivos y opciones:
6.1. Cargar los 4 archivos ubicados en la carpeta descomprimida en el siguiente orden, colocando la dirección correspondiente y chuleando la casilla:
bootloader_dio_40m.bin... @ 0x1000 partitions.bin... @ 0x8000 boot_app0.bin.... @ 0xe000 canairio_d1mini_revxxx_xxxxxxxx.bin... @ 0x10000
6.2. SPI SPEED: 40MHz
SPI MODE: DIO
6.3. Chulear DoNotChgBin.
6.4. Seleccionar el puerto de comunicaciones COM de la tarjeta y la velocidad (460800 es rápida y funciona bien).
6.5. Dar click al botón START.
6.6. Después de terminado dar click al botón STOP.
7. Desconectar el puerto USB.
8. Prender el sensor y aparecerá la información en pantalla.
Parte 2: Ensamblando la Caja.
Si deseas puedes imprimir en corte láser una caja para su dispositivo. En la sección de archivos adjuntos encontrarás para imprimir una sola caja en madera MDF de 3 mm de espesor o 14 cajas en un pliego del mismo espesor con un contenido similar a esta imagen:
Después de colocado el hardware dentro de la caja se procede a encender el sensor mediante el interruptor en la cara lateral. El sensor debe siempre colocarse de tal manera que no obstruya la circulación de aire en esa ventana, allí está la entrada y salida de aire del ventilador (sensor inlet outlet).
Por ahora necesita obligatoriamente un celular Android con Bluetooth 4 o superior, versión para iOS no está disponible. Puedes bajar la app CanAirIO desde GooglePlay, recuerda que estamos en un proceso de continuo de desarrollo, cualquier realimentación, error, o aporte es bien recibido y necesario para la mejora del producto. Envíalo por nuestra Formulario de Contacto o nuestro Chat de Telegram.
Está aplicación requiere Bluetooth y permisos de localización si va usar el sensor, pero es posible usarla sin sensor solo para ver reportes de la red de ciudadanos.
Tienes dos opciones de configuración de su sensor CanAirIO desde la app:
1. Estación Modo Móvil:
Con el dispositivo encendido, lance la aplicación y escoja la sección My Device, oprime "scan" y conéctese a su dispositivo. Este procedimiento solo se requiere hacerlo una vez. Con el botón rojo puedes grabar muestras de calidad del aire para luego ser compartidas en la nube si lo deseas.
Grabar recorrido y compartir:
Video explicativo del uso de la App:
NOTA: Los recorridos grabados también son guardados en el directorio/sdcard/canairio/ bajo el formato json.
2. Estación Modo Fijo:
También puedes conectar tu CanAirIO a la red Wifi y dejarlo en modo fijo (el mismo lugar por un tiempo prolongado). Para ello necesita configurar la sección settings de la siguiente manera:
- Station Name: por ejemplo: PM2.5_BOG_XXX_XXXX_EXX (BOG: Ciudad Bogotá, XXX: Localidad, XXX: Barrio o código postal, EXX: Estación número XX).
- Wifi Name and Password: Sus credenciales para conectarse a la red Wifi.
- InfluxDb Cloud: Servidor CanAirIO (o tu servidor personal con instancia de servidor InfluxDB server)CanAirIO server (or your personal instance of InfluxDB server):
Database Name: canairio
Hostname: influxdb.canair.io
Enable InfluxDB Cloud: ON (interruptor a la derecha)
- CanAirIO Cloud: Para configurar la CanAirIO API, debes recibir un username y password registrándote en este link (si no funciona puedes escribirnos) y revisando las capturas de aquí. Para más detalles revisa la documentación del firmware en la sección CanAirIOAPI.
Campos opcionales:
- Localización actual: Posición actual del sensor CanAirIO fijo.
Herramientas de la App:
- Reboot device: sólo para reiniciar el CanAirIO.
- Factory Reset: dejar todas las settings del CanAirIO de fábrica.
Nota: Si necesitas usar el sensor como Estación fija, debes conectarlo a un cargador o fuente externa de 5v:
En este webinar explicamos cómo puedes contribuir al monitoreo de la calidad del aire usando ciencia ciudadana y cómo hacer tu propio CanAirIO:
EspecificacionesCanAirIO actualmente tiene las siguientes especificaciones:
- Rango de detección de Material Particulado PM2.5 de 0 a 999 ug/m3.
- Bluetooth y Wifi.
- Conectividad: Bluetooth 4 Low Energy para capturas en trayectos o estaciones móviles, WiFi, configurada desde el celular, permite ser independiente del mismo y sirve para estaciones fijas publicando a la red o API de CanAirIO o un servidor influxdb personal o público.
- Pantalla OLED 64x48 pixels (es posible reconfigurar el firmware fácilmente desde archivo configuración para otras boards con otras pantallas)
- Tasa de muestreo actual: 5 seg defecto (seleccionada por el usuario desde la app)
- Duración de la batería: 4-6h (220mAh aprox, en mejora constante para menor consumo).
- Tamaño caja: 55x44x40 mm.
- Grosor paredes 3 mm.
- Para cargar la batería conecta el puerto USB a un cargador o puerto del computador, encenderá un led azul que indica carga, no hay indicador de carga completa.
- No forces los conectores micro USB dado que se puede desprender la placa.
- La pantalla no posee una mica, tratarla con cuidado
- La caja tiende con el tiempo a dilatarse y no apretar bien, si esto sucede usar colbón para asegurar el cierre de la caja.
Si deseas abaratar los costos de material, recomendamos construir de a 10 sensores, el costo aproximado para esa cantidad de sensores es de 60 USD por sensor incluyendo envió desde las tiendas antes referenciadas.
Recomendamos usar casilleros virtuales para el envió desde USA del sensor y el cable, dependiendo del país es posible que de esa forma sea más económico. Para los envíos desde Aliexpress normalmente ya están incluido los costos de envió en el precio o son muy bajos para la mayoría de países del mundo.
NosotrosSíguenos en @canairq visítanos en nuestra pagina canair.io
Antonio Vanegas
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