Sensor de gás IoT: 7 etapas

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:37

Eu queria criar um sensor de gás que pudesse detectar o vazamento de gás na casa. O uso prático deste é para garantir que você não deixasse o fogão aceso sem fogo, resultando em intoxicação por gás. Outro uso pode ser evitar cozinhar demais ou deixar a panela no fogo por muito tempo, resultando em carvão vegetal. O último parece mais difícil na prática e precisa ter mais reflexões sobre isso. Portanto, estou reutilizando o conceito semelhante ao sensor de temperatura da IoT, para construir dados posteriormente no servidor da web para evitar o incômodo de abrir portas no roteador.

Etapa 1: O conceito

A ideia é conectar o sensor ao ESP8266 e monitorar a quantidade de gás no ar. Quando a quantidade de gás atingir determinado limite, será acionado o alarme (Buzzer). Os dados do gás também serão enviados periodicamente para a nuvem (servidor web) que permite o acesso e monitoramento remoto do gás. Se os dados forem capturados no banco de dados durante o período, isso pode ser plotado em um gráfico para mostrar a tendência.

Etapa 2: Materiais Usados

Aqui está a lista dos materiais usados nesta construção:

- ESP8266 - Este será o cérebro que nos permitirá conectar as coisas à internet

- Sensor de gás MQ-5

- Buzzer

O ESP8266 é um módulo fabuloso que permite que as coisas se conectem à internet, o sensor de gás usado MQ5 permite 2 modos de operação, modo digital e modo analógico. Também nos permite ajustar a sensibilidade do gás por meio do resistor variável a bordo do sensor.

Etapa 3: Diagrama de conexão

Estamos conectando o sensor de gás MQ-5 à entrada analógica (AD0) do ESP8266 conforme mostrado no diagrama. A campainha está conectada ao Pin GND e D3.

Neste exemplo, estamos usando a saída analógica do sensor que nos permite monitorar uma faixa muito maior de gás. A saída digital do sensor também pode ser usada, mas deve ser calibrada corretamente para garantir que dará o gatilho desejado quando uma determinada composição de gás for detectada.

A segunda foto mostra a conexão usando a placa de protótipo. Conectamos o sensor e a campainha. ESP8266 é alimentado por 3,3 V. A placa permitiu a conexão USB que converteu 5V para 3,3 V usados pela placa.

Uma vez conectado, você pode conectar a conexão USB ao PC ou Mac para permitir o upload do código via IDE do Arduino. Se você não está familiarizado com o IDE do Arduino, você pode verificar minha outra postagem do Instructables que pode ajudá-lo a começar.

Etapa 4: configuração do servidor da Web

Pré-requisito: você está familiarizado com a configuração de um servidor web, upload de arquivos via ftp, criação de diretórios virtuais e script de servidor. Se você não estiver familiarizado, não se preocupe, você sempre pode pedir a seu amigo geek para ajudá-lo com esta etapa.

Baixe o arquivo "IoTGasSensorWebserver.zip" e extraia-o para a raiz do seu servidor da web usando seu software ftp favorito ou em qualquer diretório virtual de sua preferência. Neste exemplo, estou assumindo que o servidor da web é "https://arduinotestbed.com"

O script php que o ESP8266 chamará é chamado de "gasdata_store.php". neste exemplo, estamos assumindo que o caminho completo para este arquivo é "https://arduinotestbed.com/gasdata_store.php"

Se você carregou os arquivos corretamente, pode testar se tudo está funcionando apontando seu navegador para o seguinte link "https://arduinotestbed.com/GasData.php"

Deverá ser apresentado o site semelhante à imagem acima com o dial de dados do gás.

Mais uma coisa que você precisa ter certeza é que o arquivo “gas.txt” precisa ser gravável, então você precisa definir a permissão desse arquivo para “666” usando o seguinte comando unix:

chmod 666 gas.txt

Isso também pode ser feito usando seu software ftp ou o gerenciador de arquivos em sua hospedagem na web.

Este arquivo é onde os dados do sensor serão carregados pelo ESP8266.

Etapa 5: O Código

Depois de configurar tudo, você pode abrir o IDE do Arduino e baixar o esboço acima. Extraia o arquivo zip e você deve ter 2 arquivos no total:

- ESP8266GasSensor.ino

- mainPage.h

- settings.h

Coloque-os todos na mesma pasta e abra o "ESP8266GasSensor.ino" no IDE do Arduino, em seguida, faça uma pequena modificação no código para apontar para o local correto do servidor da web mostrado na imagem acima.

Modifique também a linha a seguir para corresponder ao arquivo na localização do seu servidor da web.

String weburi = "/gasdata_store.php"

Em seguida, compilou o esboço selecionando o botão "tick" na parte superior do Arduino IDE. Se tudo correr bem, seu código deve ser compilado com sucesso.

A próxima etapa é fazer o upload do código para o ESP8266, para fazer isso você pode clicar no botão "=>" na interface do Arduino, e isso deve carregar seu código no ESP8266. Se tudo correr bem, você deve ter um AP (ponto de acesso) funcionando do ESP8266 na primeira vez que o executar. O nome do AP é denominado “ESP-GasSensor”.

Tente se conectar a este AP usando seu laptop ou telefone celular, então descubra qual é o endereço IP que foi atribuído a você, isso pode ser feito usando o comando “ipconfig” no windows ou o comando “ifconfig” se você estiver em linux ou mac. Se você estiver usando o iPhone, pode clicar no botão “i” ao lado do ESP-GasSensor ao qual está conectado. Abra seu navegador da web e aponte para o endereço IP ESP-GasSensor, se você estiver atribuído com 192.168.4.10 como seu up, o ESP-GasSensor tem o ip de 192.168.4.1, então você pode apontar seu navegador para http: / /192.168.4.1 Deve ser apresentada a página de configurações, onde você pode inserir a configuração do wi-fi. Depois de inserir seu ponto de acesso WiFi que se conecta à Internet, marque a caixa de seleção “atualizar Wifi Config” e clique em “atualizar” para salvar as configurações no ESP8266.

O ESP8266 irá reiniciar e tentar se conectar ao seu roteador WiFi. Se tudo correr bem, você deverá ver os dados do gás sendo atualizados para o seu servidor da web em intervalos regulares. Neste exemplo, você pode apontar seu navegador para "https://arduinotestbed.com/GasData.php"

Parabéns!! se você conseguir chegar a esta parte. Você deveria se dar um tapinha nas costas. Agora você pode contar a seus amigos sobre o sensor de gás que você possui.

Etapa 6: o que vem a seguir

Você pode querer recalibrar o alarme do sensor para atender às suas necessidades.

Isso não é apenas para exibição, ele deve disparar e emitir um alarme quando o limite do gás atingir um determinado nível. Depende do tipo de sensor que você está usando, você precisará calibrá-lo. Então vá buscar um isqueiro e aponte-o na direção do sensor e, sem acender o isqueiro, pressione o botão de liberação do gás no isqueiro, para que o gás flua para o sensor. Isso deve disparar a campainha. Caso contrário, você precisa verificar se a leitura aumenta observando o servidor da web. Se isso não funcionar, você precisa verificar a conexão, o sensor e a campainha. Se tudo correr bem, a campainha deve fazer um barulho.

O limite no código é definido como 100, você deve ser capaz de encontrá-lo na seguinte seção do código:

limite duplo = 100;

Sinta-se à vontade para alterar o limite para mais alto ou mais baixo, dependendo de sua necessidade.

Espero que gostem deste projeto. Se você quiser, por favor, escreva e vote em mim no concurso IoT e inscreva-se no meu blog para projetos mais simples do Arduino.

Algumas considerações finais, você pode registrar a leitura do gás em um banco de dados usando sqllite ou algo mais poderoso. Isso permitirá que você plote o gráfico semelhante ao anterior. Não apenas para ter uma aparência limpa, mas também para ajudá-lo a calibrar os sensores. Por exemplo, se você quiser colocar isso para monitorar o vazamento de gás em seu fogão, pode deixá-lo lendo a medição por alguns dias e, em seguida, baixar a leitura para ver como são os padrões de uso normal, e então você pode definir o gatilho para as exceções à regra, quando a leitura estiver fora do normal.