Bagaimana Cara Membuat Pengukur Polusi Udara Digital Menggunakan Arduino?

Bahaya utama yang dapat mempengaruhi umat manusia saat ini adalah polusi. Hari ini kami akan merancang pengukur Polusi Udara yang akan digunakan untuk memantau kualitas udara di smartphone kami. Tulang punggung proyek ini adalah Arduino Board dan Aplikasi Blynk yang dapat diunduh dengan mudah Playstore.

Bagaimana Cara Memantau Polusi Udara Di Seluler?

Langkah 1: Mengumpulkan Komponen

Membuat daftar lengkap semua komponen sebelum mulai mengerjakan proyek apa pun selalu menjadi pendekatan yang sangat baik. Ini tidak hanya menghemat banyak waktu tetapi juga menyelamatkan kita dari terjebak di suatu tempat di tengah proyek dengan memberi tahu kami bahwa komponen apa yang mudah tersedia dan komponen apa yang akan dibeli dari pasar. Di bawah ini adalah daftar lengkap dari semua komponen yang akan kami gunakan dalam proyek kami. Komponen ini dengan mudah tersedia di pasaran.

Langkah 2: Desain Sirkuit

Seperti yang kita ketahui sekarang abstrak utama dari proyek kita, dan kita juga memiliki daftar lengkap dari semua komponen yang akan kita gunakan dalam proyek ini, mari kita melangkah lebih jauh dan melihat desain proyek. Proyek ini terutama dibagi menjadi dua bagian. Bagian pertama adalah Pengontrol dan Sensordan bagian kedua adalah Aplikasi smartphone.

Inti dari proyek ini adalah mikrokontrolernya. Arduino Uno adalah mikrokontroler yang digunakan. Papan Arduino terhubung ke cloud Blynk menggunakan koneksi Internet yang dibuat dengan menggunakan Arduino Ethernet Shield. Sensor yang digunakan dalam pengukur pencemaran ini adalah sensor nova PM SDS011, Sensor gas MQ135, dan suhu dan DHT11.

Smart meter dibuat menggunakan ponsel Android sehingga semua pembacaan dapat dilihat di layar ponsel dan ponsel ini dapat digunakan untuk mengontrol relai di perangkat keras. Blynk adalah aplikasi mobile yang bisa digunakan di android dan IOS. Ini dirancang dengan baik dan berisi widget yang dapat digunakan dengan mudah. Aplikasi ini menghemat banyak uang dan waktu karena perangkat keras LCD dan komponen lainnya harus dibeli dari pasaran sedangkan aplikasi ini gratis dan dapat memenuhi tugas yang harus dilakukan oleh komponen perangkat keras tersebut.

Langkah 3: Bekerja Dari Sirkuit

Pada bagian ini, kita akan melalui studi singkat tentang cara kerja sirkuit kita. Rangkaian kami mencakup papan Arduino dengan pelindung ethernet Arduino, regulator tegangan 7805, sensor suhu dan kelembaban DHT11, sensor gas MQ135, modul Relay, dan sensor PM2.5 bersama dengan beberapa komponen lainnya. Anda juga dapat menggunakan sensor PM10 sebagai pengganti PM2.5.

PM adalah singkatan dari Pengukur Partikulat. Sensor ini memiliki campuran partikel debu dan tetesan air di dalamnya. Sumber tertentu secara langsung melepaskan beberapa partikel ini sedangkan reaksi kimia tertentu digunakan untuk menghasilkan partikel lain. Prinsip hamburan laser di udara digunakan pada sensor ini untuk mendeteksi partikel tersuspensi di udara. Konsentrasi partikel ini dapat berkisar dari 0,3 hingga 10 mikron. Sensor ini kuat dan memberikan data yang stabil dan sensitif. Itu terhubung di Tx dan Rx dari papan Arduino Uno.

Itu sensor gas bekerja berdasarkan prinsip di mana konduktivitas berubah dengan perubahan konsentrasi gas. memberikan sinyal tegangan sebagai keluaran yang secara langsung berhubungan dengan konsentrasi gas. Sensor ini sangat sensitif terhadap uap amonia, sulfida, dan benzena, asap, dan gas berbahaya lainnya.

Sensor suhu merasakan suhu dan kelembaban lingkungan dan mengirimkan sinyal tegangan ke mikrokontroler. Ini kuat dan memberikan data dengan kesalahan minimum.

Semua sensor ini dirangkai bersama dengan mikrokontroler dan terus menerus mengirimkan data ke mikrokontroler. Dua peralatan yaitu kipas dan lampu dihubungkan ke pengontrol melalui a modul relai. Keduanya akan bekerja sebagai file indikasi alarm dan kontrol.

Langkah 4: Bekerja Dari Blynk

Blynk adalah aplikasi seluler yang dapat diunduh di perangkat Android dan iOS. Ini digunakan untuk menampilkan data dan memvisualisasikannya yang dikirim ke cloud dari sensor perangkat keras. Tiga komponen utama Blynk adalah miliknya aplikasi seluler, Awan Blynk, dan Perpustakaan Blynk.

Aplikasi Blynk adalah aplikasi ujung depan yang diinstal pada ponsel. Ini berisi berbagai widget yang memungkinkan Anda merancang proyek yang menarik. Aplikasi ini sangat ramah pengguna dan mudah digunakan.

Cloud Blynk adalah sejenis database yang bertanggung jawab untuk menghubungkan perangkat keras ke aplikasi seluler. Anda dapat menjalankan server Blynk pribadi Anda sendiri secara lokal menggunakan cloud Blynk ini. Cloud ini open-source. Ribuan perangkat dapat dihubungkan ke cloud tetapi server ini hanya dapat dibuat menggunakan Raspberry Pi.

Perpustakaan untuk berbagai komponen sensor tersedia yang digunakan untuk menghubungkannya dengan server. Perpustakaan ini bertanggung jawab untuk mengontrol semua data yang berasal dari sensor atau keluar dari aplikasi. Ketika sebuah tombol ditekan pada aplikasi, beberapa data dikirim ke cloud Blynk dan kemudian dikirim ke perangkat keras yang sesuai. Demikian pula, data dari sensor dikirim ke cloud menggunakan koneksi internet dan kemudian diambil dari cloud dan ditampilkan di aplikasi seluler.

Langkah 5: Menghubungkan Sirkuit

Saat ini karena kami memiliki semua bagian dan kami tahu persis apa pedoman kerja utama kerangka kerja, kami dapat bergerak maju dan mulai mengumpulkan segmen kami bersama-sama. Satu hal yang harus diingat bahwa rangkaian harus diminimalkan dan ruas-ruas harus ditutup.

1. Ambil Veroboard dan gosok sisinya dengan lapisan tembaga dengan kertas pengerik.
2. Sekarang Tempatkan komponen dengan hati-hati dan cukup rapat agar ukuran rangkaian tidak menjadi sangat besar
3. Potong header wanita untuk setiap sensor dan letakkan di Veroboard. Semua sensor akan dimasukkan ke dalam header wanita ini.
4. Hati-hati buat koneksi menggunakan besi solder. Jika ada kesalahan yang dibuat saat membuat koneksi, coba hapus koneksi dan solder koneksi lagi dengan benar, tetapi pada akhirnya, koneksi harus kencang.
5. Setelah semua koneksi dibuat, lakukan uji kontinuitas. Dalam elektronika, uji kontinuitas adalah pengecekan suatu rangkaian listrik untuk memeriksa apakah arus mengalir pada jalur yang diinginkan (yang sudah pasti merupakan rangkaian total). Uji kontinuitas dilakukan dengan menyetel sedikit voltase (kabel diatur dengan LED atau bagian yang menimbulkan keributan, misalnya, speaker piezoelektrik) di atas jalur yang dipilih.
6. Jika uji kontinuitas lolos, itu berarti rangkaian dibuat sesuai dengan yang diinginkan. Sekarang siap untuk diuji.
7. Hubungkan baterai ke sirkuit.

Langkah 6: Memulai Arduino

Arduino IDE adalah perangkat lunak tempat Anda dapat menulis, men-debug, dan mengompilasi kode yang akan dijalankan pada mikrokontroler Arduino. Kode ini akan diunggah ke mikrokontroler melalui IDE ini. JIKA Anda tidak memiliki pengalaman sebelumnya dengan perangkat lunak ini, tidak ada yang perlu dikhawatirkan karena seluruh prosedur untuk menggunakan perangkat lunak ini diberikan di bawah ini.

1. Jika Anda belum memasang perangkat lunak tersebut, klik di sini untuk mengunduh perangkat lunak tersebut.
2. Hubungkan papan Arduino Anda ke PC dan buka Control Panel. Klik Perangkat keras dan Suara.Sekarang buka Perangkat dan Printer dan temukan port tempat papan Anda terhubung. Porta ini berbeda di komputer lain.
3. Sekarang buka Arduino IDE. Dari Alat, atur papan Arduino ke Arduino / Genuino UNO.
4. Dari menu Alat yang sama, setel nomor port. Nomor port ini harus sama persis dengan nomor port yang diamati sebelumnya di panel kontrol.
5. Sekarang, untuk menggunakan aplikasi Blynk dan perisai ethernet dengan Arduino IDE, kita perlu mengimpor pustaka khusus yang memungkinkan kita untuk membakar kode di Arduino Uno dan menggunakannya. Kedua perpustakaan ini dilampirkan dalam tautan yang diberikan di bawah ini. Untuk memasukkan perpustakaan, goto Sketch> Include Library> Add ZIP Library. Sebuah kotak akan muncul. Temukan folder ZIP di komputer Anda dan klik OK untuk memasukkan folder tersebut. Perpustakaan ini dilampirkan bersama dengan kode pada tautan di bawah ini.
6. Unduh kode yang terlampir di bawah ini dan salin ke IDE Anda. Untuk mengunggah kode, klik tombol unggah.

Untuk mengunduh kodenya, klik di sini.

Langkah 7: Mengonfigurasi Aplikasi

Sekarang setelah kita menghubungkan sirkuit, mari kita unduh dan instal aplikasi Blynk dari play store. Ikuti langkah-langkah di bawah ini untuk mengatur dasbor digital.

1. Pasang pelindung ethernet di Arduino.
2. Hubungkan papan ini ke komputer pribadi Anda.
3. Buka sketsa ethernetclient.inodan tambahkan alamat IP perangkat Anda. Setelah melakukan ini, unggah kode di papan Arduino. Pencarian google akan dikembalikan oleh sketsa ini dan hasilnya dilihat pada monitor serial sebagai HTML.
4. Buka sketsa ethernetserver.ino dan tambahkan alamat IP perangkat kami. Kemudian unggah sketsa ini di papan Arduino Anda. Sketsa ini akan membuat server web menggunakan Arduino dan perisai ethernet. Sekarang permintaan HTTP akan dijawab oleh perangkat Anda. Dalam sketsa ini, browser internet akan bisa mendapatkan data yang dikirim oleh Arduino Anda melalui ethernet shield.
5. Sekarang pastikan ponsel Anda memiliki koneksi Wifi aktif. Luncurkan aplikasi Blynk yang sudah Anda unduh. Buat akun baru di aplikasi ini. Sebuah akun akan dibuat untuk menyimpan proyek Anda.
6. Setelah akun dibuat, masuk ke akun Anda dan buat proyek baru dan beri nama Pengukur Polusi. Setelah melakukan ini, pilih mikrokontroler sebagai Arduino Uno. Pilih koneksi Anda sebagai Ethernet.
7. Saat Anda mengklik Membuattombol, kunci otentikasi akan dikirim ke email Anda yang terdaftar. Kunci otentikasi ini adalah kunci unik yang membantu menghubungkan ponsel cerdas ke perangkat keras Anda. Tempel kunci otentikasi ini di nama sketsa Arduino sebagai polusi.ino.
8. Setelah ini selesai, Buka polusi.inosketsa di Arduino IDE dan unggah di papan Arduino.
9. Saat proyek dibuat di aplikasi android, kanvas kosong akan muncul di layar.
10. Ketuk di mana saja di layar. Sebuah kotak widget akan muncul berisi semua widget yang dapat digunakan dalam aplikasi.
11. Dari menu Widget, pilih LCD dan letakkan di tata letak utama. Demikian pula, tempatkan file LED, widget RTC, Tekan tombol dan sebuah Tombol ON / OFF, di tata letak utama.
12. Setelah semuanya selesai, klik tombol putar. Dalam mode putar ini, aplikasi Anda akan berkomunikasi dengan perangkat keras secara real-time. Anda akan dapat melihat data pada LCD dan mengontrol relai perangkat keras dari ponsel Anda.

Langkah 8: Pengerjaan Sketsa

Kode untuk proyek ini sangat rumit dan dibagi menjadi beberapa sketsa. Anda perlu mempelajarinya secara mendalam untuk mempertahankan urutan pengunggahan jika Anda ingin proyek Anda berfungsi dengan baik. Beberapa potongan kode dijelaskan secara singkat di bawah ini.

1. ethernetclient.ino adalah sketsa Arduino yang digunakan untuk menghubungkan papan ke situs web "www.Google.com" menggunakan perisai Ethernet. Dalam sketsa ini, alamat mac perisai ethernet Anda disertakan. Alamat MAC ini diberikan pada stiker di belakang papan. Situs web dan IP-nya, yang akan dihubungkan dengan papan juga diberikan dalam sketsa ini. Di tubuh batal penyiapan (), koneksi papan ke situs web tujuan dibuat. Pesan kesalahan diberikan jika koneksi gagal. Dalam void loop ()jika ada byte yang masuk dari server, byte tersebut dibaca dan kemudian dicetak pada monitor serial.

2. ethernetserver.inoadalah sketsa Arduino yang merupakan server web sederhana yang menunjukkan nilai pin input analog menggunakan perisai Arduino Wiznet Ethernet. Dalam sketsa ini juga, alamat mac perisai ethernet Anda disertakan. Alamat IP jaringan lokal juga akan dimasukkan di sini. Di batal penyiapan ()komunikasi serial dibuka dan kemudian mikrokontroler menunggu port terbuka. Setelah selesai mikrokontroler menunggu port serial terhubung dan kemudian koneksi ethernet dimulai. Di void loop ()mikrokontroler mendengarkan klien yang masuk. Ketika permintaan yang masuk selesai, balasan dapat dikirim. Jadi header respons HTTP standar dikirim dan setelah respons ini selesai, koneksi akan ditutup secara otomatis. Setelah ini, data yang sedang dibaca dari pin analog dikirim sebagai keluaran. ketika semua data dikirim ke web browser, koneksi akan terputus.

3. BlynkBlink.inoadalah sketsa Arduino yang digunakan untuk menghubungkan aplikasi Blynk ke perangkat keras. Kunci otentikasi ditambahkan ke kode ini yang disediakan oleh aplikasi melalui email. dalam sketsa ini batal penyiapan ()adalah menyetel baud rate dari mikrokontroler dan menghubungkan perangkat keras ke cloud Blynk menggunakan kunci otentikasi.

#define BLYNK_PRINT Serial // Mengaktifkan Serial Monitor #include  #include  #include                   // Bagian ini untuk Ethernet stuff char auth [] = "117a820688214b22b7baf59f8d63c492"; // Taruh Token Auth Anda di sini. batal penyiapan () {Serial.begin (9600); // Mengatur baud rate Blynk.begin (auth); // menghubungkan papan arduino ke Blynk Cloud. } lingkaran kosong () {Blynk.run (); // Blynk bekerja di sini}