एक CO2 सेंसर के लिए Blynk का उपयोग कर व्यावहारिक अनुभव। भाग 1

सभी को नमस्कार। यह ESP8266 + Blynk = is श्रेणी का एक अन्य लेख है। मैं आपको इसे विज्ञापन के रूप में नहीं दिखाने के लिए कहता हूं, लेकिन केवल बिलक प्लेटफॉर्म के डेवलपर्स और व्यक्तिगत अनुभव के लिए एक श्रद्धांजलि के रूप में जो किसी और के लिए उपयोगी हो सकता है।

शुरुआत

परियोजना का विचार कई साल पहले पैदा हुआ था, जब अली पर DYI उत्साह के एक फिट में, एक MQ-135 वायु गुणवत्ता सेंसर खरीदा गया था। विनिर्देश के अनुसार, यह सेंसर हवा में ऐसे पदार्थों की उपस्थिति पर प्रतिक्रिया करता है जैसे: NH3, NOx, शराब, गैसोलीन, धुआं और CO2 और एनालॉग आउटपुट पर इसका सार हवा की गुणवत्ता का अनुमान देता है [हाँ, मुझे पता है कि ट्यूनिंग प्रतिरोध और अंशांकन विधियां हैं, लेकिन किसी तरह यह बहुत जटिल है]।

परीक्षणों से पता चला है कि सेंसर सभी प्रकार के हानिकारक और "बदबूदार" यौगिकों के लिए पूरी तरह से प्रतिक्रिया करता है, आउटपुट स्तर में एक तेज बदलाव दिखाता है। एक अदृश्य शत्रु की परिभाषा के साथ स्थिति बदतर थी, अर्थात् कार्बन डाइऑक्साइड CO2। इस डाइऑक्साइड के नुकसान और स्पष्ट सर्वव्यापकता के बारे में बहुत कुछ कहा गया है, और हमने इसे दोहराया नहीं।


इसलिए, मेरे लिए, MQ-135 सेंसर बेकार हो गया, क्योंकि यह लोगों के साथ भीड़ में और ताजी हवा में एक कमरे की हवा की गुणवत्ता में महत्वपूर्ण अंतर को "नोटिस" नहीं कर सकता था। लेकिन कॉल पहले ही स्वीकार कर लिया गया था, इसलिए कुछ पुनरावृत्तियों को बाद में MH-Z19 IR सेंसर के साथ ओपनविंडएयर बोर्ड के अंतिम (वर्तमान) संस्करण का जन्म हुआ [हाँ बिल्कुल सही नहीं, हाँ चीनी]। ESP पर लेख डेटा अधिग्रहण प्रणाली में परिणामी हार्डवेयर और इसकी हार्डवेयर क्षमताओं के बारे में और पढ़ें । भाग I

एक आवासीय भवन में कार्बन डाइऑक्साइड के स्तर को मापने के कार्य के लिए, सेंसर एक आदर्श और इष्टतम समाधान निकला (डिलीवरी के साथ अली के लिए 1200 रूबल)।

Blynk - लोहे, बादल और फोन को जोड़ने में मदद करता है

उदाहरण के लिए, बिलक प्लेटफॉर्म के बारे में पहले ही बहुत कुछ कहा जा चुका है । मंच क्षमताओं बस अपनी विचारशीलता और उपयोग में आसानी में आश्चर्य की बात है। इसलिए जब ESP8266 के लिए विकास का माहौल चुनने और एक कार्यक्रम लिखने का समय आया, तो विकल्प तुरंत Arduino IDE और Blynk लाइब्रेरी पर गिर गया।

परीक्षण स्केच BlynkSimpleEsp8266 चलाने से कोई समस्या नहीं हुई। हालांकि, जैसे-जैसे कार्यक्षमता अधिक जटिल होती गई और बढ़ती गई, मुझे कुछ कठिनाइयों का सामना करना पड़ा, जिसके बारे में मैं अधिक विस्तार से बात करना चाहूंगा।

सॉफ्टवेयर वास्तुकला

Arduino IDE वातावरण में ESP8266 के लिए सॉफ्टवेयर विकसित करने का मुख्य लाभ यह है कि आप एक स्केच में पूरी तरह से अलग पुस्तकालयों को जोड़ सकते हैं और आपके पास इसके लिए लगभग कुछ भी नहीं होगा।

टीके के विकास से पहले, यह थीसिस तैयार की गई थी और इसमें निम्नलिखित बिंदु शामिल थे:

1. एक निश्चित अंतराल पर CO2 सेंसर (MH-Z19) को पढ़ना और तीन (हरे, पीले, लाल) एल ई डी का उपयोग करके परिणाम प्रदर्शित करना आवश्यक है। सीमाएँ लगभग GOST 30494-2011 (आवासीय और सार्वजनिक इमारतों) कमरों में माइक्रोकलाइमेट मापदंडों को ध्यान में रखते हुए चुनी गई थीं: 900 पीपीएम तक - हरा , 901 से 1400 पीपीएम - पीला , 1401 पीपीएम से ऊपर - लाल । हमारे पास एक बीपर भी है जिसकी बीपिंग के लिए दहलीज 1100 पीपीएम पर सेट की गई है, लेकिन इसे बिलक के माध्यम से पूरी तरह से कॉन्फ़िगर या अक्षम किया जा सकता है। डिबगिंग के दौरान, यह पता चला कि कभी-कभी MH-Z19 वास्तव में मापा जाने के बजाय इसकी अधिकतम मूल्य (निर्धारित सीमा के आधार पर: 1000, 2000, 3000 या 5000 पीपीएम) को गड़बड़ कर सकता है और बाहर दे सकता है। यह परिणामों के प्रसंस्करण को थोड़ा जटिल करता है और उपयोगकर्ता को गलत संदेश दे सकता है, और उपयोगकर्ता की नसों को संरक्षित किया जाना चाहिए। और जब से उपयोगकर्ता बैठता है और विशेष रूप से सेंसर में साँस लेने की स्थिति से गलत तरीके से मापी गई 2000 पीपीएम (जीवित क्वार्टरों के लिए जंगली मूल्य) को अलग करने के लिए कोई बिल्कुल सही (कई माप को छोड़कर) तरीका नहीं है। इस समस्या को कम करने के लिए दो उपाय किए गए थे: माप सीमा 2000 पीपीएम पर सेट की गई थी (यह आवासीय परिसर में डिवाइस का उपयोग करना माना जाता है और 1400 से अधिक सब कुछ हमारे लिए पहले से ही एक रेड ज़ोन है) और पिछले 10 मापों के परिणामों का औसत जोड़ा गया है। नतीजतन, एकल झूठे सकारात्मक (2000 पीपीएम पर) औसत ग्राफ पर बड़े उछाल का उत्पादन नहीं करते हैं। लेकिन अगर आप चाहें, तो बिन्नक के माध्यम से आप सेंसर माप सीमा को समायोजित कर सकते हैं और वास्तविक (औसत CO2 मूल्य नहीं) देख सकते हैं।

2. Adafruit DHT Sensor Library का उपयोग तापमान / आर्द्रता सेंसर ( AM2302 ) के साथ काम करने के लिए किया गया था। दो छोटे बदलाव किए गए थे: AM2302 का पुन: पढ़ना (कभी-कभी यह पहली बार नहीं पढ़ा जाता है) और तापमान और आर्द्रता मूल्यों के लिए सुधार कारक पेश किए गए थे। यदि एक अंतर्निहित सेंसर का उपयोग किया जाता है, तो यह प्रायोगिक रूप से स्थापित किया गया है कि डिवाइस के अंदर हवा 15% है और बाहर की तुलना में 2 डिग्री सेल्सियस (1 डिग्री एफ) से अधिक गर्म है, जब बाहरी सेंसर (जम्पर द्वारा चयनित) का उपयोग किया जाता है - मापा परिणामों में कोई सुधार नहीं किया जाना चाहिए। और अक्षम किया जा सकता है।

3. उपयोगकर्ता को अतिरिक्त सॉफ़्टवेयर या फ्लैशिंग के बिना डिवाइस को कॉन्फ़िगर करने में सक्षम होना चाहिए (वाईफाई से कनेक्ट करें, ओएस टोकन निर्दिष्ट करें, आदि)। सबसे इष्टतम समाधान WiFiManager लाइब्रेरी का उपयोग करना था, जो ESP को एक्सेस पॉइंट मोड में रखता है और आपको कैप्टिव पोर्टल के माध्यम से USB फ्लैश ड्राइव में वाईफाई सेटिंग्स और अन्य मापदंडों को सहेजने की अनुमति देता है।


भविष्य में, स्टार्टअप में, लाइब्रेरी सहेजे गए वाईफाई बिंदु से कनेक्ट करने की कोशिश करता है और, विफलता के मामले में, एक्सेस प्वाइंट और कैप्टिव पोर्टल मोड पर वापस स्विच करता है। और यदि उपयोगकर्ता अचानक बेल्क का उपयोग नहीं करना चाहता है या उसके पास वाईफाई राउटर नहीं है, तो ओपनविंडएयर कभी बूट नहीं होगा और केवल एपी मोड में शुरू होगा और टाइमआउट द्वारा रिबूट होगा।

इस निराशाजनक स्थिति से बाहर का रास्ता निम्नानुसार पाया गया था, अगर हमारे पास अभी भी Blynk या MQTT सर्वर से कनेक्ट करने के लिए गैर-शून्य सेटिंग्स हैं, तो स्टार्टअप पर हम कनेक्ट करने और रिबूट करने का प्रयास करेंगे, अन्यथा हम वाईफाई से कनेक्ट नहीं कर सकते, लेकिन ऑफ़लाइन हो सकते हैं।

if (!wifiManager.autoConnect("OpenWind - tap to config")){ if (mqtt_server[0] != '\0' || blynk_token[0] != '\0'){ Serial.println("Failed to go online for Blynk and MQTT, restarting.."); ESP.restart(); } else{ Serial.println("Failed to go online, offline mode activated"); online = false; } 

4. Blynk को इंटरनेट कनेक्शन की आवश्यकता होती है (यदि सर्वर स्थानीय नहीं है) और इसलिए वाईफाई कनेक्शन की उपलब्धता को नियंत्रित करना आवश्यक है। फिलहाल WiFiManager लाइब्रेरी WiFi के साथ पुन: कनेक्ट करने में सक्षम नहीं है और अगर अपार्टमेंट और राउटर में लाइट "ब्लिंक" होती है, तो केवल रिबूट करने से ESP8266 को WiFi में पुनर्स्थापित करने में मदद मिलेगी। इसलिए, मुझे एक साधारण टाइमर जोड़ना पड़ा, जो बिना कनेक्शन के 60 लगातार सेकंड के बाद डिवाइस को रिबूट करेगा।

 if (WiFi.status() != WL_CONNECTED && online){ if (!wifilost_flag){ wifilost_timer_start = uptime; wifilost_flag = true; } if (((uptime - wifilost_timer_start) > wifilost_timer_max) && wifilost_flag){ Serial.print("\n\rWiFi connection lost, restarting.."); wifilost_flag = false; ESP.restart(); } } 

5. Blynk का उपयोग करने के विकल्प के रूप में, उपयोगकर्ता MQTT प्रोटोकॉल के माध्यम से पीपुल्स मॉनिटरिंग सर्वर या किसी अन्य समान सेवा के लिए गवाही भेजने का विकल्प चुन सकता है। इन उद्देश्यों के लिए, PubSubClient पुस्तकालय को चुना गया था, जो कि सबसे समझ में आने वाली सी भाषा में लिखा गया है और केवल एक (Arduino IDE निर्देशिका में प्रस्तुत किए गए लोगों से) जिसमें स्पष्ट उदाहरण थे।

6. डिवाइस को चमकाना, हालांकि अक्सर नहीं और बहुत जटिल नहीं (विशेष रूप से अंतर्निहित सीपी 2102 ), लेकिन मैं अभी भी इस प्रक्रिया को यथासंभव सरल करना चाहता था। ArduinoOTA पुस्तकालय एक नया बाइनरी डाउनलोड करने और इसे फ्लैश करने में आसान बनाता है। ओटीए को या तो डिवाइस पर एक बटन द्वारा सक्रिय किया जा सकता है, या एक टेलीफोन के माध्यम से दूरस्थ रूप से। हालांकि, कुछ आश्चर्य थे, यह पता चला है कि मैंने विभिन्न फाइल सिस्टम आकारों (SPIFFS) के साथ ESP8266-12E मॉड्यूल खरीदे हैं।

Flash


ESP8266-12E के बाहरी रूप से अप्रभेद्य मॉड्यूल में आकार में 1 या 3 एमबी की फाइल प्रणाली हो सकती है और अलग-अलग फर्मवेयर (Arduino IDE में निर्माण विकल्प) की आवश्यकता होती है। इसलिए, संभावित समस्याओं से बचने के लिए, जब लोड हो रहा है, तो वास्तविक मेमोरी आकार की जांच करना आवश्यक है और, जब ओटीए अपग्रेड होता है, तो सर्वर पर उचित बाइनरी का अनुरोध करें (अभी तक नहीं किया गया)। या आप थोड़ा सरल तरीके से जा सकते हैं और 1 एमबी के छोटे नाममात्र मूल्य के साथ SPIFFS के लिए सभी फर्मवेयर इकट्ठा कर सकते हैं, क्योंकि वे बड़ी मात्रा में मेमोरी के साथ ESP8266-12E पर काम करते हैं।

ऐसे चेक के लिए, एसडीके में सुविधाजनक कार्य हैं जो आपको आईडीई में वास्तविक और चयनित मेमोरी के आकार को निर्धारित करने की अनुमति देते हैं।

 String realSize = String(ESP.getFlashChipRealSize()); String ideSize = String(ESP.getFlashChipSize()); bool flashCorrectlyConfigured = realSize.equals(ideSize); if(flashCorrectlyConfigured){ Serial.println("flash correctly configured, SPIFFS starts, IDE size: " + ideSize + ", match real size: " + realSize); } else{ Serial.println("flash incorrectly configured, SPIFFS cannot start, IDE size: " + ideSize + ", real size: " + realSize); } 

7. विभिन्न सॉफ़्टवेयर संस्करणों में भ्रमित न होने और उन्हें एक-दूसरे से अलग करने के लिए, Arduino IDE से arduino-1.8.5 \ हार्डवेयर \ platform.txt फ़ाइल को थोड़ा फिर से लिखा गया था ताकि संकलन के दौरान एक बैट फ़ाइल लॉन्च की गई, जो वर्तमान स्केच की एक प्रतिलिपि बनाती है। और परिणामी बाइनरी, और स्वचालित रूप से संस्करण संख्या भी बढ़ जाती है।

 recipe.hooks.sketch.prebuild.0.pattern=D:\arduino-1.8.5\hardware\increment.bat {build.path} {build.source.path} {build.project_name} 

इस प्रकार, प्रत्येक असेंबली / फ़र्मवेयर के बाद हमारे पास बाइनरी में वायर्ड नंबर और उसी नंबर के साथ स्केच की एक प्रति होती है। और यदि आप स्केच के साथ फ़ोल्डर को ड्रॉपबॉक्स में डालते हैं, तो आपको एक संस्करण संस्करण नियंत्रण प्रणाली मिलती है।

Arduino IDE और बैट फ़ाइल के लिए ऑटो-इन्क्रीमेंट संस्करण सेट करने के निर्देश गिथब पर पोस्ट किए गए हैं।

8. खैर, चूंकि एक अंतर्निहित यूएसबी-यूएआरटी एडाप्टर है (विंडोज और लिनक्स में सीपी 2102 के लिए ड्राइवर के साथ कोई समस्या नहीं है), टर्मिनल के माध्यम से माप परिणामों के आउटपुट को जोड़ना मुश्किल नहीं था (9600 की गति पर)। हर बीस सेकंड में एक बार माप परिणाम और त्रुटि संदेश प्रदर्शित होते हैं।

Reading MHZ19 sensor: ok
Reading DHT22 sensor: ok
===================================================

Humidity: 36.20%
Temperature: 27.20C \ 83.56F
C02: 1153 ppm
C02 average: 462 ppm
ADC: 99
UpTime: 0 days, 0 hours, 3 minutes, 45 seconds.
Time: 16:25:56 20/3/2018
===================================================

और Enter बटन दबाकर, आप सिस्टम जानकारी के साथ एक संदेश प्राप्त कर सकते हैं।
======SYSTEM-STATUS================================
Device name: OpenWindAir
Software version: 0.1.235
FreeHeap: 33824
ChipId: 13704617
FlashChipId: 1405167
FlashChipSize: 4194304
FlashChipSpeed: 40000000
CycleCount: 2204474679
Time: 16:27:6 20/3/2018
UpTime: 295
======BLYNK-STATUS=================================
Blynk token: 65a99f9e363a421c8b22d5b0162cce27
Blynk connected: 1
Notify level: 1100
Beep: 1
CO2 limit: 2000
Temperature correction: 1
======NETWORK-STATUS===============================
WiFi network: adakta2
WiFi status: 3
RSSI: -70
MAC: 18FE34D11DA9
IP: 192.168.0.152
Online: 1
======MQTT-STATUS==================================
MQTT server:narodmon.ru
MQTT port:1883
MQTT login:login
MQTT key:key
MQTT topics:
/OpenWindAir/h
/OpenWindAir/t
/OpenWindAir/f
/OpenWindAir/ppm
/OpenWindAir/status
======END-of-STATUS================================

सबसे अप्रिय समस्या

विकास के दौरान आपको जो सबसे अप्रिय बात का सामना करना पड़ा, वह है, जब एमक्यूटीटी सर्वर और बिन्नक को माप परिणाम भेजते समय, कुछ डेटा खो जाना शुरू हो सकता है और सर्वर तक नहीं पहुंच सकता है। जैसा कि यह पता चला है, MQTT सर्वर से कनेक्ट करने और डेटा भेजने में कुछ सेकंड लग सकते हैं, और इस समय के दौरान Blynk लाइब्रेरी अपने सर्वर के साथ कनेक्शन खो देती है और परिणामस्वरूप, यदि आप मैन्युअल रूप से सर्वर से पुन: जुड़ाव शुरू नहीं करते हैं, तो इसमें बहुत समय लग सकता है और कुछ परिणाम मिल सकते हैं। माप खो जाएगा। मुझे WiFi क्लाइंट _blynkWifiClient की स्थिति पर एक चेक जोड़ना था और यदि कोई कनेक्शन नहीं है, तो मजबूर स्टॉप _blynkWifiClient.stop () करें, और फिर Blynk सर्वर को फिर से कनेक्ट करें।

 if (WiFi.status() == WL_CONNECTED){ wifilost_flag = false; if (blynk_token[0] != '\0'){ if (Blynk.connected() && _blynkWifiClient.connected()){ Blynk.run(); } else{ Serial.print("\n\rReconnecting to blynk.. "); Serial.print(Blynk.connected()); if (!_blynkWifiClient.connected()){ _blynkWifiClient.stop(); Return _blynkWifiClient.connect(BLYNK_DEFAULT_DOMAIN, BLYNK_DEFAULT_PORT); } Blynk.connect(4000); Serial.print(Blynk.connected()); } } 

निष्कर्ष

यह मेरा पहला लेख है, हालांकि हेरेबे पर पंजीकरण के 7 साल बीत चुके हैं। कृपया बहुत कठोरता से न्याय न करें और गोवनोकॉड पर ध्यान न दें, जो अब तक केवल प्रोग्रामिंग भाषा है जो मैं बोलता हूं।

आप पूरी परियोजना के साथ जीथब पर भंडार से परिचित हो सकते हैं।

एक सीओ 2 सेंसर की उपस्थिति मुझे (और मेरे परिवार) को एक बार फिर एक भरे कमरे में रहने की अनुमति नहीं देती है। लेकिन सबसे महत्वपूर्ण बात, उसने उन लोगों के शिविरों के बीच शाश्वत युद्ध को रोक दिया जो गर्म हैं और जो लोग उड़ा रहे हैं (यह मैं था), पूर्व के पक्ष में।

फिर एक QR कोड होगा, जिसे स्कैन करके Blynk एप्लिकेशन ( AppSore , Android ) के साथ आप पता लगा सकते हैं कि पिछले 3 महीनों से मेरी जगह पर कौन सा माइक्रोकलाइमेट है।

परियोजना काम कर रही है, कृपया कुछ भी मत तोड़ो।