Pantalla de sensor de CO2 Plug & Play con NodeMCU / ESP8266 para escuelas, jardines de infancia o su hogar: 7 pasos

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2024-01-30 08:40

Le mostraré cómo construir rápidamente un sensor de CO2 plug & play donde todos los elementos del proyecto se conectarán con cables DuPont.

Solo habrá 5 puntos que necesitarán soldar, porque no soldaba antes de este proyecto en absoluto.

El sensor tendrá una pantalla donde los valores medidos se mostrarán cada 5 segundos en una fuente Helvetica lo suficientemente grande.

La carcasa se realizará con un cortador láser de madera contrachapada simple de 4 mm. Todos los elementos estarán pegados. Un recipiente prefabricado puede ser una alternativa. La pantalla y el sensor se mantendrán en su lugar con cinta aislante.

El código de este proyecto se compone de 2-3 códigos de muestra que tenía. No es sofisticado ni bonito, pero como no sabía nada de codificación desde hace 2 semanas, creo que es bastante sólido.

Lo perfecto de esta configuración es que una vez que se carga el código en el NodeMCU / ESP8266, se inicia automáticamente cuando la energía está conectada a la energía y funciona mientras la placa tenga energía.

En caso de que no tenga una toma de corriente, el NodeMCU / ESP8266 puede funcionar con una batería durante una buena cantidad de tiempo.

El sensor ya está instalado en un aula de primaria y ha estado funcionando sin problemas durante un par de días hasta ahora. Proporciona la base para cuando es necesario abrir las ventanas para que entre aire fresco.

Suministros

Necesitará los siguientes suministros:

- Buen soldador con temperatura ajustable y una punta muy pequeña

- Soldadura (sin plomo)

- Alambre de limpieza para soldador

- Cinta adhesiva

- Estación de soldadura de tercera mano con lupa

- Cable micro USB (desde teléfono inteligente)

- Cargador de smartphone (5V, 1A)

- Cables puente Dupont de 20 cm - 2, 54 mm hembra a macho 6, 99 euros

- Cables puente Dupont de 20 cm - 2, 54 mm hembra a hembra - 4, 99 euros

- Sensor SGP30 TVOC / eCO2 - 25 euros

- Pantalla OLED I2C de 0, 96 (SSD1306) 128x64 píxeles - 6, 29 euros (paquete de 3 12, 49 euros)

- Tarjeta NodeMCU LUA Amica Module V2 ESP8266 - 5, 99 Euro (3 Pack 13, 79 Euro)

- Tarjeta de conexión de E / S NodeMCU - 4, 50 euros

- Hoja de madera contrachapada de 4 mm - 2 bridas pequeñas (no se muestran en mi imagen)

Paso 1: Soldar el sensor SGP30

Los pines de conexión del sensor deben soldarse. Ajuste su soldador a la temperatura necesaria para su alambre de soldadura y suelde los pines a la placa.

Hay un buen tutorial para esto en el sitio web de Adafruit:

Esto me ha ayudado mucho.

Deje que el sensor se enfríe después de soldar y prepare los cables de puente, el NodeMCU y la placa de conexión para el siguiente paso.

Hay placas de sensores SGP30 disponibles que tienen sus conexiones ya soldadas; todas usan los mismos sensores de CO2 y podrían ser más convenientes de usar, ya que son realmente plug & play (sin soldar)

Paso 2: conecte NodeMCU a la placa de conexiones

Tome el NodeMCU y la placa Breakout y un cable azul DuPont hembra a macho.

Conecte el enchufe hembra al pin NodeMCU D1 y el extremo macho a la placa de conexión D1.

Ahora tome el cable naranja DuPont hembra a macho y conecte el enchufe hembra al pin NodeMCU D2 y el extremo macho a la placa de conexión D2.

Estos cables aseguran que la conexión de datos I2C esté configurada.

D1 representa SCL

D2 representa SDA

en dispositivos I2C.

Para proporcionar energía desde el NodeMCU a la placa Breakout, tome

- el cable rojo hembra a macho, conecte el macho al pin 3V3 y la hembra a 3V en la placa Breakout

- el cable negro hembra a macho, conecte el macho al pin GND y la hembra a GND en la placa Breakout

Como paso final, conecte el cable microUSB al NodeMCU, conecte el otro extremo al cargador del teléfono inteligente (5V, 1A) y conecte la carga a una toma de 220 voltios.

Si ha conectado todo correctamente, se iluminará el led azul de la placa Breakout

Paso 3: conecte la pantalla OLED a la placa de conexiones

Desconecte el cable microUSB de la placa NodeMCU

Llevar

- Pantalla OLED I2C de 0, 96 (SSD1306)

- 4 cables hembra a hembra (rojo, negro, naranja y azul)

Conecte la placa de conexión a la pantalla

- azul a D1 y SCL

- naranja a D2 y SDA

- rojo a 3V y VCC

- negro a GND y GND

Paso 4: conecte el sensor de CO2 SGP30 a la placa de conexión

Tome cables de puente hembra a hembra y conecte la placa de conexión al sensor SGP30

- cable amarillo de D1 a SCL

- cable verde de D2 a SDA

- cable negro de GND a GND

- cable rojo de 3V a VIN

Paso 5: construya el gabinete e instale la pantalla y el sensor

Si desea crear su propio cerramiento, visite makercase.com, elija la caja que desee e ingrese sus dimensiones y el grosor de su madera contrachapada. Descargue el archivo.dxf para corte por láser

Mis dimensiones son 120 x 80 x 80 mm (medida interior) para madera contrachapada de 4 mm; proporcioné el archivo básico para su uso en el software de su cortadora láser y agregué orificios para

- sensor

- Monitor

- Conexión de alimentación microUSB para NodeMCU

- orificios de ventilación en la parte superior del armario

Corte con láser madera contrachapada de 4 mm y péguela con cola para madera

Taladre 2 orificios con un taladro para madera de 3 mm para fijar la placa NodeMCU con bridas a la pared lateral para evitar que se deslice al insertar el cable de alimentación microUSB

Conecte la pantalla y el sensor al panel frontal con cinta aislante; esta es la forma perezosa;)

Pegue el resto de las paredes y use bandas elásticas para mantener todo junto hasta que el pegamento esté seco. No pegue la parte superior a la caja ya que desea poder acceder a su configuración y cambiar / agregar componentes

Si no tiene un cortador láser, compre una caja / contenedor de plástico transparente barato, taladre orificios para el sensor, bridas para placa NodeMCU y cable de alimentación microUSB

Paso 6: configurar la placa

Si es nuevo en la programación de NodeMCU y aún no ha instalado el IDE de Arduino, vaya a https://www.arduino.cc/en/pmwiki.php?n=Guide/Windo… y siga las instrucciones para Windows

Inicie Arduino IDE y configure su placa en la aplicación. En mi caso es un NodeMCU LUA Amica V2 con CP2102-Chip que asegura una comunicación USB fluida con mi Surface de Windows 10.

Lo primero que debe hacer es instalar el núcleo ESP8266. Para instalarlo, abra el IDE de Arduino y vaya a:

Archivo> Preferencias y busque el campo "URL adicionales del administrador de tableros". Luego copie la siguiente URL: https://arduino.esp8266.com/stable/package_esp826 … Pegue este enlace en el campo "URL adicionales del administrador de tableros". Haga clic en el botón Aceptar. Luego cierre el IDE de Arduino.

Conecte su NodeMCU a su computadora a través del puerto USB. El LED de la placa Breakout debe iluminarse y permanecer encendido. Es azul en mis imágenes.

Abra el IDE de Arduino nuevamente y vaya a: Herramientas> Tablero> Administrador de tableros Se abrirá una nueva ventana, ingrese "esp8266" en el campo de búsqueda e instale el tablero llamado "esp8266" de la "Comunidad ESP8266" Ahora ha instalado el núcleo ESP8266. Para seleccionar la placa NodeMCU LUA Amica V2, vaya a: Herramientas> Placa> NodeMCU 1.0 (Módulo ESP - 12E) Para cargar el código de boceto en la tarjeta NodeMCU, primero seleccione el puerto al que ha conectado la tarjeta.

Vaya a: Herramientas> Puerto> {nombre de puerto} - potencialmente COM3

Cargue la unidad para su pantalla OLED. En este caso, estoy usando la biblioteca u8g2. Para descargar la biblioteca, vaya a Herramientas> Administrar bibliotecas. En una nueva ventana que se abre, ingrese "u8g2" en el campo de búsqueda e instale la biblioteca "U8g2" de "oliver".

La instalación es muy sencilla. Simplemente haga clic en el botón "Instalar" que aparece cuando mueve el mouse sobre el resultado de la búsqueda.

Ahora repita los mismos pasos para cargar e instalar la biblioteca de sensores de CO2 SGP30. El nombre de la biblioteca es Adafruit_SGP30

Paso 7: prepárese para realizar una prueba de conducción y utilizar su sensor de CO2

Abra el código proporcionado en el IDE de Arduino. Una vez que se carga el código, se mostrará en una ventana separada.

Presione la marca de verificación para compilar el código y cargarlo en su tablero.

Si ha conectado todo correctamente, la pantalla mostrará "CO2" y el valor "400". El sensor se está inicializando y después de 30 segundos el sensor está listo para medir valores reales cada 5 segundos.

Respire suavemente sobre el sensor y espere a que se muestre el valor en la pantalla.

Felicidades, ¡lo logró y construyó un sensor de CO2 usted mismo!

Ahora desconecta el cable USB de la computadora, conéctalo al cargador y dirígete a una habitación, escuela o jardín de infancia donde quieras usar tu sensor.

Después de enchufar el cargador a la toma de corriente, el sensor tardará 30 segundos en estar listo. El sensor le permitirá saber cuándo abrir las ventanas. Querrá hacer esto en valores superiores a 650 (los valores se miden en ppm)