Environmental Sensor System Attachment for UAVs: 18 Kauj Ruam

2024 Tus sau: John Day | [email protected]. Kawg hloov kho: 2024-01-30 09:29

Lub hom phiaj ntawm Cov Lus Qhia no yog piav qhia yuav ua li cas tsim, txuas, thiab ua haujlwm Cov Txheej Txheem Kev Sib Koom Tshuab thev naus laus zis ib puag ncig lub kaw lus ua ke nrog DJI Phantom 4 drone. Cov pob khoom siv no siv lub drone txhawm rau thauj mus rau ib puag ncig muaj kev phom sij los txheeb xyuas qib kev pheej hmoo ntawm cov pa roj carbon monoxide (CO), carbon dioxide (CO2), thiab kua roj propane (LPG) piv rau OSHA thiab EPA cov qauv. Nws yog ib qho tseem ceeb kom nco ntsoov tias txawm hais tias lub ntsuas hluav taws xob tseem pom nyob hauv Phau Ntawv Qhia no, nws yuav ua haujlwm raws li lub koomhaum sib cais rau cov pa roj nkev, thiab cov khoom kawg uas pom muaj tsuas yog suav nrog cov pa roj sib xyaw ua ke teev saum toj no.

Kauj Ruam 1: Sau cov cuab yeej tsim nyog, Software, thiab Cov Khoom

Cov Cuab Yeej Siv:

1. Arduino Software (https://www.arduino.cc/en/Main/Software)
2. Pliers
3. Rooj Pom Nrog Hniav Abrasive
4. Rooj Sib Tsoo

Cov Khoom Siv:

1. DJI Phantom 4
2. Arduino Ib
3. Jackery Sab Nraud Roj Teeb 3350mAh
4. Txheem Breadboard
5. Cov pa roj carbon Monoxide Sensor - MQ - 7
6. Cov kua roj Propane Gas Sensor - MQ - 6
7. Cov pa roj carbon dioxide CO2 Sensor - MG - 811
8. AK9750 Si7021 Vaum thiab Kub Sensor
9. Hnab tshos Geiger Radiation Sensor - Hom 5
10. Bluetooth Modem - BlueSMiRF Kub
11. Cov Khaub Ncaws Hlau Khaub Ncaws
12. SparkFun Inventor Cov Khoom
13. 3M Ob Sab Saum Mounting Daim Kab Xev

Kauj Ruam 2: Sib dhos Sensor thiab Microcontroller thaiv

Nkag mus rau txhua daim ntawv txheeb xyuas cov ntaub ntawv los ntawm cov chaw tsim khoom lag luam los txiav txim siab cov tswv yim thiab cov pins tsim nyog rau kev ua haujlwm kom raug. Txhawm rau tsim kom muaj kev coj ua zoo rau txhua qhov khoom siv tau muab hauv cov pa roj thiab pob hluav taws xob, txhua lub ntsuas hluav taws xob thiab cov qauv yuav tsum tau siv kab sib cais kom ntseeg tau tias nws ua haujlwm tau thaum txuas nrog lub microcontroller ua ntej sib koom ua ke rau hauv ib lub khob cij. Txhawm rau kom pom meej, txheej txheem tsim txhua yam ntawm cov hauv paus hauv paus thiab cov cai muaj nyob hauv cov theem hauv qab no.

Kauj Ruam 3: Txheeb Xyuas Cov Tswv Yim Tawm thiab Tso Tawm Pins rau Carbon Monoxide MQ - 7 Sensor

Raws li tau qhia hauv daim duab saum toj no, CO tivthaiv yuav tsum muaj peb lub qhov hluav taws xob qhov hluav taws xob nyob ntawm txoj kev tsheb nqaj hlau sab xis uas txuas nrog 5V lub tshuab hluav taws xob tswj hluav taws xob. Tus lej nkag sib piv yuav txuas nrog ib qho ntawm lub microcontroller pins sau A0, A1, A2, thiab lwm yam. Thaum kawg, 10K ohm resistor tau siv los txuas rau hauv qab sab laug sensor tus pin rau hauv av. Nws yog ib qho tseem ceeb kom nco ntsoov tias qhov pinout no siv tau rau CO2 thiab LPG cov cim tseem siv hauv qhov system no.

Kauj Ruam 4: Txuas Sensor raws Txoj Cai Nrog Pinout rau Microcontroller Input thiab Output Pins

Raws li tau tham hauv cov kauj ruam dhau los, ib tus pin raug xaiv los ua tus pin nkag rau analog rau microcontroller. Hauv cov lej hauv paus tso rau saum toj no, thiab muaj rau rub tawm hauv cov kauj ruam tom ntej, tus lej sib piv txhais tau yog tus pin A0. Raws li qhov kev xaiv no, xaim tus pin sab laug sab saud mus rau A0 tus pin ntawm lub microcontroller. Tom qab ntawd, ib qho 5V cov tswv yim thiab cov tsheb nqaj hlau hauv av tuaj yeem tsim los ntawm kev txuas cov kab hluav taws xob sab laug sab laug (xaiv los ntawm "-" cim) rau hauv av tus pin thiab txoj cai tsheb nqaj hlau ("+") mus rau 5V tus pin. Los ntawm kev xaim lub khob cij ua li no, tus pin sensor tuaj yeem txuas ncaj qha mus rau txoj kab ntawm lub khob cij, tso cai rau kev sib txuas huv rau lub microcontroller. Cov qauv no tau nthuav tawm hauv cov duab ntawm lub hauv paus hluav taws xob saum toj no.

Kauj Ruam 5: Rub Cov Roj Sensor Base Code

Ib zaug txuas nrog, upload Arduino cov cai puag tau los ntawm SparkFun cov khoom lag luam nplooj (https://www.sparkfun.com/products/9403; txuas nrog) los ntawm nias lub xub nyob rau sab laug sab saum toj ntawm lub interface kom paub tseeb tias cov khoom siv tau txuas rau hauv raws li tus pinout.

Kauj Ruam 6: Qhib Serial Monitor kom ntseeg tau tias ua haujlwm tau zoo

Qhib cov ntawv saib xyuas los ntawm kev xaiv lub iav tsom iav icon nyob rau sab xis saum toj ntawm lub interface. Qhov no yuav qhib lub qhov rai cais qhia rau saum toj no, qhov twg lub sensor tso tawm, thaum xub thawj nyeem qhov voltage, yuav tshwm. Yog tias cov ntaub ntawv tsis raug nthuav tawm hauv cov ntawv xov xwm raws li tau hais tseg, txheeb xyuas tias qhov analogRead muaj nuj nqi yog hais txog tus lej tseeb ntawm tus pin analog wired hauv qib ua ntej ntawm cov txheej txheem no.

Kauj Ruam 7: Rov Ua Dua 3-6 rau LPG thiab Carbon Dioxide Gas Sensors

Rov ua dua lub ntsiab lus ntawm tus pin, lub xov hluav taws xob sensor, thiab cov lej xa tawm kom ntseeg tau kev ua haujlwm ntawm cov ntsuas ntxiv.

Kauj Ruam 8: Hlau SparkFun Si7021 Vaum thiab Kub Sensor (Yeem Xaiv)

Tib yam txheej txheem uas tau hais tseg rau cov pa ntsuas pa yuav raug siv rau qhov ntsuas kub thiab av noo. Txawm li cas los xij, tus pinout sib txawv ntawm cov pa ntsuas pa thiab tau tshwm sim saum toj no. VCC tus pin (thib ob los ntawm sab xis ntawm lub ntsuas) yuav txuas nrog rau 5 lossis 3.3 V microcontroller lub zog siv hluav taws xob thiab tus pin hauv av yuav txuas rau hauv av ntawm lub microcontroller zoo li pom hauv cov pa roj thaiv kab. Hloov chaw ntawm tus pin tso tawm analog, lub ntsuas no muaj SDA thiab SCL cov pin tso zis uas yog lub luag haujlwm xa cov ntaub ntawv los ntawm lub ntsuas mus rau lub microcontroller rau kev ua. Qhov ntsuas no tuaj yeem siv los txheeb xyuas qhov tseeb ntawm cov ntsuas roj ntsuas hauv kev sib piv nrog lawv cov txiaj ntsig teev tseg.

Kauj Ruam 9: Rub Si7021 Vaum thiab Kub Sensor SparkFun Base Code

Thaum ua tiav txoj hlua, cov qauv txuas txuas (hloov pauv los ntawm https://www.sparkfun.com/products/13763) yuav tsum tau muab tso rau hauv lub microcontroller kom ntseeg tau tias kev tsim kho Circuit zoo. Raws li tau piav qhia nrog cov pa roj carbon monoxide code, txheeb xyuas tias cov khoom sib kis tau ntsuas qhov kub thiab av noo los ntawm kev nkag mus rau tus lej saib. Nws yog ib qho tseem ceeb kom nco ntsoov tias cov lej hauv paus no suav nrog kev siv ob qhov sib txawv ntawm SparkFun cov tsev qiv ntawv. Txhawm rau kom tus lej no suav nrog thiab xa mus rau lub microcontroller, tus neeg siv yuav tsum tau teeb tsa cov tsev qiv ntawv no los ntawm cov txheej txheem uas tau qhia hauv Kauj Ruam 9.

Kauj Ruam 10: Ntxiv Cheeb Tsam Arduino Libraries

Kev ua tiav ntawm Arduino cov tsev qiv ntawv hauv cov lej tau txheeb xyuas los ntawm kev siv qhov #include hais kom ua raws li pom nyob ze rau sab saum toj ntawm Kauj Ruam 8's txoj cai. Yog tsis suav nrog cov tsev qiv ntawv no, cov cai yuav tsis tuaj yeem suav sau lossis xa mus rau lub microcontroller. Txhawm rau nkag thiab teeb tsa cov tsev qiv ntawv no, mus rau kab kos tab, nthuav tawm suav nrog Lub Tsev Qiv Ntawv, thiab xaiv Tswj Cov Tsev Qiv Ntawv. Ntaus lub npe ntawm lub tsev qiv ntawv xav tau (cov ntawv uas tshwm tom qab #include hais kom ua), nyem rau ntawm qhov xav tau xaiv, xaiv ib qho version, thiab nias nruab.

Kauj Ruam 11: Hlau Hnab Hnab Geiger Radiation Sensor - Hom 5

Raws li tau hais ua ntej, cov khoom siv no yuav suav nrog cais los ntawm cov pa roj. Hauv kev teeb tsa cov khoom no, cov txheej txheem tseem zoo ib yam; xaim cov khoom txuas rau lawv cov txiaj ntsig raws li qhia hauv pinout saum toj no. Txuas tus VCC tus pin rau 5V qhov chaw nyob ntawm microcontroller thiab tus pin hauv av mus rau microcontroller hauv av raws li tau ua tiav nrog cov pa roj. Tom qab ntawd, txuas lub teeb liab thiab lub suab nrov rau microcontroller pins 2 thiab 5, feem. Thaum ua tiav txoj haujlwm no, xa cov cai hauv paus hloov los ntawm hluav taws xob -watch.org ntawm Github (https://www.sparkfun.com/products/142090) thiab cov khoom siv no tau npaj ua haujlwm.

Kauj Ruam 12: Txhim Kho Kev Sib Txuas Sensor

Tom qab ib tus zuj zus xaim txhua lub ntsuas hluav taws xob kom paub meej tias nws ua haujlwm tau, pib ua ke txhua lub xaim hluav taws xob tso rau hauv cov ntawv me me kom tag nrho cov ntsuas tau piav qhia saum toj no tau txuas rau ntawm lub khob cij, raws li pom hauv cov duab saum toj no. Siv cov lus saum toj no txhawm rau xaim xov tooj tsim nyog Arduino pins rau lawv cov khoom sib xws kom cov lej hauv qab no tsis tas yuav hloov kho ua ntej rub tawm. Txhawm rau txhawb nqa cov ntawv tso ua ke, siv lub zog hluav taws xob thiab cov tsheb nqaj hlau los ntawm xaim ib lub tog raj fais fab li 5V thiab lwm yam li 3.3V. Txuas ob txoj kab hauv av ua ke thaum muab kev sib txuas rau tus pin hauv av ntawm Arduino microcontroller. Thaum ua tiav, xa cov kab ntawv txuas txuas mus rau lub peev xwm roj sensor sib sau ua ke ntawm lub rooj tsavxwm. Cov ntawv txuas nrog Arduino yuav tswj cov pa roj, nrog rau qhov ntsuas kub thiab av noo, thiab tso saib lawv cov ntaub ntawv ntsuas, hauv ib feem-ib-lab dhau los ntawm cov saib xyuas. Nws tseem yuav muab cov qib kev phom sij ntawm cov ntaub ntawv ntsuas. Lub ntsuas hluav taws xob tuaj yeem tso siab rau lub sijhawm ntsuas (piv txwv li suav-ib-feeb), yog li nws tau qhia kom ua haujlwm cov khoom sib cais los ntawm cov pa roj. Txhawm rau txhawb qhov sib txawv no, CO, LPG, thiab CO2 cov cim yuav yog cov khoom sib tham nkaus xwb thaum lub microcontroller ua ke nrog Bluetooth module. Txawm li cas los xij, nws yog ib qho tseem ceeb kom nco ntsoov tias cov txheej txheem hauv qab no tuaj yeem ua raws kom ua tiav tib yam tshwm sim nrog lub ntsuas hluav taws xob.

Kauj Ruam 13: Pib Bluetooth Txuas Ntawm Xov Tooj thiab Qauv

Thaum cov txheej txheem xav tau kev sib sau ua ke, sau tus lej, thiab muab tso ua ke, cov kauj ruam tom ntej yog txuas wirelessly txuas tus neeg siv khoom siv rau hauv kab ke. Qhov no yuav tso cai nyob nyeem ntawv kom xa mus rau tus neeg siv ntawm qhov kev tshem tawm ntawm thaj chaw muaj kev phom sij. Kev sib txuas ntawm lub tshuab ntsuas thiab tus neeg siv lub cuab yeej yuav ua kom yooj yim nrog Arduino BlueSMiRF Bluetooth module. Cov qauv no yuav txuas nrog "Arduino Bluetooth Data" mobile application uas tuaj yeem rub tawm los ntawm Google Play store. Qhov kev sib tham no yuav qhia ncaj qha cov nyeem tau los ntawm ob lub pa roj, tib neeg lub xub ntiag, lossis lub ntsuas hluav taws xob, thiab tuaj yeem nkag mus txog 350 ko taw thiab yuav ceeb toom rau tus neeg siv hloov pauv hauv kev nyeem ntawv sensor, thaum tso cai rau tus neeg siv tshuaj xyuas yog tias txaus ntshai raug xwm txheej ib puag ncig raug saib xyuas raws li OSHA thiab EPA cov cai.

Cov khoom siv yuav tsum tau txuas ib tus zuj zus, raws li tau qhia nrog cov ntsuas, txhawm rau pib ua haujlwm teeb tsa thiab ntsuas kev ua haujlwm. Siv cov duab kab ke uas tau qhia hauv daim duab saum toj no, cov khoom siv yuav txuas nrog 5V lub zog nkag thiab tus pin hauv av, thaum TX thiab RX tiv thaiv tus pin yuav txuas rau ob tus neeg siv txhais cov koob. Raws li pom los ntawm daim duab, tus pin TX tau muab rau tus lej thib ob thiab RX tau txhais ua tus thib peb. Thaum ua tiav txoj haujlwm no, khiav cov qauv piv txwv pom hauv qab no kom pib teeb tsa kev teeb tsa. Txij ntawm no mus, cov khoom tiv thaiv LED yuav tsum maj mam ntsais nrog cov xim liab. Nkag mus rau tus lej saib thiab hloov cov kev xaiv hauv qab ntawm lub qhov rais kom nyeem, "Tsis muaj kab xaus" thiab "9600 baud," hauv cov thawv ntawv poob, feem. Tom qab ntawd ntaus "$$$" rau hauv lub thawv hais kom ua, thiab nias "Xa." Qhov no yuav pib "Command Mode" hauv kev tivthaiv, thiab ua rau LED kom ntsais muag liab xim. Ib qho ntxiv, cov khoom siv yuav xa "CMD" cov lus rov qab mus rau tus saib xyuas.

Toggle cov txheej txheem saib xyuas qhov poob qis dua kom nyeem "Newline" thiab "9600 baud," ua ntej pib teeb tsa. Kev xa "D" thiab "E" cov lus txib mus rau tus saib xyuas kom pom cov khoom teeb tsa, suav nrog lub npe Hoobkas. Txhawm rau txuas rau koj lub xov tooj ntawm tes, qhib Bluetooth teeb tsa, xaiv lub npe ntawm Bluetooth module (ECEbluesmirf rau qhov piv txwv muab). Tom qab qhov kev xaiv no, xa qhov "Kuv" hais kom tshuaj xyuas cov cuab yeej siv Bluetooth. Thawj tus lej yuav raug siv los ua ob lub cuab yeej, los ntawm kev xa "C, Tus Naj Npawb Thawj." Thaum ua tiav, Bluetooth LED yuav tig mus rau ntsuab ntsuab.

Kauj Ruam 14: Txuas Cov Txheej Txheem rau Daim Ntawv Thov Txawb - Cov Neeg Siv Android

Txhawm rau nkag tau cov ntaub ntawv ntsuas ntawm Android, rub tawm daim ntawv thov mobile "Arduino Bluetooth Data" los ntawm Google Play store. Qhib daim ntawv thov mobile thiab coj mus rhaub ntawm lub npe ntawm Bluetooth module lub npe ntawm tus neeg siv cuam tshuam los txuas. Thaum hais kom sai, xaiv daim ntawv thov ua tus txais. Lub interface pom cov ntaub ntawv sensor yuav tso tawm thiab tus qauv yuav muaj cov khoom ntsuab ntsuab. Thaum ua tiav, xa cov kab ntawv txuas los qhib lub ntsuas hluav taws xob thiab khaws cov ntaub ntawv phom sij ib puag ncig. Cov npe sensor tuaj yeem hloov kho kom haum rau cov cuab yeej siv, raws li tau ua tiav kom ua tiav cov duab saum toj no.

Kauj Ruam 15: Tsim Kev Txhawb Nqa Txuas Nrog Sensor System

Kev sib sau ua ke lub ntsuas hluav taws xob xav tau siv ob txoj hlua hlau khov kho thiab 3M ob-sided nplaum nplaum kab xev txuas rau DJI Phantom 4 drone. Thawj kauj ruam yog khoov thiab tsim cov mos mos hlau khuam khawb rau cov drone. Qhov no xav tau tag nrho cov hlua ntev ntev ntawm 23 ntiv tes. Los ntawm cov khoom no, txiav cov hlua sib npaug siv lub rooj pom nrog cov hniav txhuam. Tom qab ntawd, zom qhov kawg kom tshem tawm burrs. Qhov tshwm sim ntawm cov txheej txheem tau qhia hauv thawj ntawm cov duab pom saum toj no. Thaum lub sijhawm txheej txheem no koj xav kom tsis txhob txiav raws qhov qhib qhov qhib, kom tsis txhob ua kom qhov kawg ntawm txoj hlua pluaj tsis zoo.

Cov kauj ruam tom ntej yuav xav kom khoov ntawm cov hlua kom haum rau lub drone. Nws raug nquahu kom siv ob rab phom los khoov cov hlau thiab muab cov hlua khi rau hauv qab ntawm txoj kab. Muab cov hlua tso rau ntawm txoj kab tsheb ciav hlau, thiab cim qhov twg ntawm ntug ntawm txoj kev tsheb nqaj hlau. Qhov no yuav ua qhov pom kev rau qhov khoov cov hlau. Khoov cov hlua hauv qhov sib ntxiv me me kom txog thaum lawv qhwv ib ncig ntawm txoj hlua, tiv thaiv kom tsis txhob swb.

Kauj Ruam 16: Sib Sau Ua Ke rau Drone

Ib qho piv txwv ntawm kev sib sau ua ke lub ntsuas qhov ntsuas yuav pom tau tias siv cov hlua khwb hlau mos muag thiab daim kab xev nplaum. Raws li tau tham yav dhau los, cov hlua hlau uas khov kho tau khoov thiab muab tso rau hauv qab ntawm lub drone los tsim lub platform rau cov khoom siv los zaum. Tom qab qhov no ua tiav, xa cov khoom sib txuas rau cov hlua nrog cov nplaum kom lawv ruaj ntseg, tab sis tsis txhob cuam tshuam nrog kev ua haujlwm ib txwm muaj ntawm drone. Txhawm rau tso cai rau qhov chaw dav, qhov piv txwv siv ob txoj hlua dai uas txhawb nqa lub roj teeb sab nraud, lub microcontroller, thiab lub khob cij. Ib qho ntxiv, cov ntsuas tau muab tso rau sab nraum qab ntawm lub drone.

Kauj Ruam 17: Siv Cov Txheej Txheem no los Ntsuam Xyuas Kev Ruaj Ntseg

Txhawm rau txiav txim siab qhov hnyav ntawm qib kev phom sij uas tau hais los ntawm lub kaw lus no, ib tus yuav tsum siv cov qauv hauv qab no. Ntsuab qhia txog thaj chaw nyab xeeb rau txhua tus neeg tam sim no hauv thaj chaw uas txaus siab, qhov xim liab qhia txog qhov ua tsis zoo ib puag ncig ib puag ncig, ua rau muaj kev phom sij rau neeg tuag. Cov xim xim siv yog muab los ntawm EPA's Air Quality Flag Program.

Cov pa roj carbon monoxide (OSHA)

• 0-50 PPM (Ntsuab)
• 50-100 PPM (Daj)
• 100-150 PPM (Txiv kab ntxwv)
• 150-200 PPM (Liab)
• > 200 PPM (Ntshav)

Ua kua Propane Roj (NCBI)

• 0-10, 000 PPM (Ntsuab)
• 10, 000-17, 000 PPM (Daj)
• > 17, 000 PPM (Liab)

Cov pa roj carbon dioxide (Lub koom haum CCS thoob ntiaj teb)

• 0-20, 00 PPM (Ntsuab)
• 20, 000-50, 000 PPM (Daj)
• 50, 000-100, 000 PPM (Txiv kab ntxwv)
• 100, 000-150, 000 PPM (Liab)
• > 150, 000 PPM (Ntshav)

Kauj Ruam 18: Siv Qhov System los Sib Sau Cov Ntaub Ntawv

Tam sim no qhov kev sib dhos zaum kawg tau ua tiav, lub kaw lus tau npaj ua haujlwm. Txij li cov cai xav tau los tso cai rau lub microcontroller ua haujlwm lub kaw lus sensor twb tau xa tawm, lub microcontroller tuaj yeem txuas nrog lub roj teeb txawb rau xa cov ntaub ntawv, hloov pauv ntawm lub khoos phis tawj. Tam sim no lub kaw lus tau npaj rau siv hauv daim ntawv thov ntsuas kev phom sij ib puag ncig!