Giriş:
Her zaman bilim, mühendislik ve bilgisayarlardan hoşlandım. Ben profesyonel bir mühendis değilim ve bu projeyi benim için bir öğrenme fırsatı olarak gördüğüm için geri bildirim ve önerilere açığım. Lütfen bu belgeleri inceleyin ve bu projeyi nasıl geliştirebileceğim konusunda bana bilgi verin.
Açık havada vakit geçirmeyi seven biri olarak, bulunduğum zaman ve mekandaki hava kalitesinin yoğun aktiviteler için uygun olup olmadığını bazen merak ettim. Bu bağlamda, bazı insanların belirli kirleticilere karşı hassas olduğunu ve rutin aktiviteler için bile maruz kalma konusunda endişelenmeleri gerektiği için şanslıyım. Bu durumu, “vatandaş bilimi” ile ilgilenmek ve sensörler yapmayı öğrenmek için bir fırsat olarak gördüm. Bu projeyi iki hedefle belgelerken: 1) diğerlerini yaklaşımımı eleştirmeye ve iyileştirme önerileri sunmaya teşvik etmek ve 2) bu projeyi inşa etmek ve genişletmek için gereken tüm bilgileri sağlamak.
Proje Hedefleri:
- Tutarlı (doğru) sonuçlar verebilen bir sensör inşa etmek. Hassasiyet, erişim sağlayamayabileceğim kalibrasyon araçlarını gerektireceği için bir hedef olacaktır.
- Seçilen modüle dayalı olarak farklı gazları algılamak ve her biri için bir “Hava Kalitesi İndeksi” hesaplamak.
- Farklı sistemlerle kullanılabilmesi için standart bir arayüz – i2c – kullanmak. İlk uygulamam SeeedStudio LinkIt ONE ile olacak.
- Veri raporlaması için GPRS kullanarak pil gücüyle taşınabilir çalışmayı desteklemek.
- Tüm verileri raporlama için bir Nesnelerin İnterneti Veri akış sitesine raporlamak.
Aşama I – Sensör Kartı
Kullanmak istediğim sensör yüzeye montelenmiş bir cihaz olduğu için, özel kartı desteklemek için en uzun süre gerektirecek olanın bu kart olduğunu bildiğim için kartla başladım. Taslağı tamamladım ve kartı üretime göndermedim, bu yüzden şimdi bakmak ve neyi kaçırdığımı bana bildirmek için harika bir zaman. İşte ana unsurlar ve işlevleri:
- Gaz Sensörü – Metal Oksit Gaz Sensörleri’nin tam bir serisini taşıyan SGX Sensortech Limited için bir distribütör buldum. Hepsi ortak bir ayak izi paylaşan bir aile var, böylece kullanmak istediğiniz sensörü seçebilirsiniz. İşte çift CO ve NO2 sensörü ile başlayacağım.
- MICS Hızlı Başlangıç Kartı – Buradan başladım ama daha az maliyetle çok daha işlevsel bir kart tasarlayabileceğime karar verdim.
- Sıcaklık ve Nem Sensörü – Kompakt, i2c ve 3.3 ile 5V toleranslı olduğu için Honeywell,HIH6130‘u seçtim.
- Yalnızca 6 tel ile kartı kontrol etmek istedim; iki tanesi 3.3 referansı için, iki tanesi i2c için ve iki tanesi kontrol için – açma/kapama ve ön ısıtma/fan. Bunu yapmak için, sensörü ön ısıtmak veya fanı açmak için bir çift NXP N-MOSFET aracılığıyla alternatif olarak çalışacak bir Fairchild inverter ekledim.
- Sayısal-Analog Dönüştürücü – Biraz dijital bir önyargım olduğunu kabul etmeliyim. Gaz Sensörü’nün okumalarını analogdan dijitale dönüştürerek daha az tel kullanabilir ve sensör kartını 5V ile çalıştırırken ana kartımın 3.3V veya 5V ile çalışmasına izin verebilirim. Gaz Sensörü için iki kanal, birini pil voltajını ölçmek için ve birini gelecekteki kullanım için bir başlığa yönlendirmek üzere TI dört kanallı Sayısal-Analog Dönüştürücü kullandım.
- i2c Seviye Dönüştürücü – Bu dönüştürücü ile, bu kartı 3.3V veya 5V i2c ile kullanabilmelisiniz çünkü çıkış başlığının mantık seviyesi, kontrolcünüzden beslediğiniz iki tel ile ayarlanır. Daha önce bunu yapmadım ama basit görünüyor. TI İki Yönlü i2c cihazını kullandım.
- Güç Kaynağı – Bu, kendi kartımı tasarlamam için beni iten alanlardan biriydi. Hızlı başlangıç kartı basit bir lineer güç kaynağı kullanıyordu ama ben geniş bir pil voltajı aralığına izin veren ve yalnızca birkaç bileşen gerektiren anahtarlı TI TPS63002‘yi tercih ediyorum. Bir detay, PowerPad çipini lehimlemek zor ve TI’nin verdiği ayak izleri işe yaramaz olduğu için özel bir ayak izi oluşturmam gerekti.
İşte bu kartın şeması:Hava Kalitesi Kartı
Bu mevcut düzen – yaklaşık 1″ x 2.25″ – daha fazla etiket eklemem gerekiyor ama her şeyin nasıl uyduğunu görebilirsiniz: 
Güncelleme: Kartı tamamladım ve üretim için OshPark’a gönderdim. İşte kartın nasıl görüneceği:
Önce kartı yapıyorum çünkü en uzun süreyi alıyor. Şimdi geri kalan bileşenleri ve sensörleri SGX’ten sipariş edeceğim. Atomları beklerken, parçalar üzerinde çalışmaya başlayabilirim. Beklerken oynamak için Adafruit’ten bir GPRS modemim var, LinkIt ONE’ın uluslararası yolculuğunu yapmasını bekliyorum.