为 Renesas ZMOD4510 室外空气质量传感器，配备 Machinechat

DigiKey 电子百科
, , , , , ,
1

描述

本项目设置Arduino MKRWIFI1010板，从Renesas ZMOD4510传感器读取臭氧(O3)和相关的空气质量指数(AQI)，并使用WiFi将O3和AQI数据HTTP POST传到machinechat的JEDI One物联网数据平台。在计算臭氧和相关AQI时，还使用Sensirion SHT31温湿度传感器提供环境补偿值。JEDI One在Raspberry Pi4上运行。

image
image865×546 62.1 KB

硬件

软件

  • JEDI One
    JEDI One是一个即用型物联网数据管理软件解决方案。功能包括:收集来自传感器、设备和机器的数据;构建直观的实时和历史数据以及系统视图面板;创建规则，自动监控和响应数据情况;通过电子邮件和短信接收警报通知。
  • Arduino
    Arduino是一个基于易于使用的硬件和软件的开源电子平台。

背景

根据美国环保署(EPA)的说法:臭氧对健康和环境是“好”还是“坏”，取决于它在大气中的位置。平流层臭氧是“好”的，因为它可以保护生物免受太阳紫外线的辐射。作为EPA网站，地面臭氧是“有害的”，因为它会引发各种健康问题，特别是对儿童、老人和患有哮喘等肺部疾病的所有年龄段的人。
Renesas 的ZMOD4510气体传感器平台可在各种室内和室外应用中检测空气质量。该模块是一个12引脚LGA组件，由气感元件和CMOS信号调理IC组成，室外空气质量包括二氧化氮(NO2)和臭氧(O3)。另外，根据操作模式，ZMOD4510可以在超低功耗(ULP)操作下选择性地测量臭氧。在这个项目中，ZMOD4510被设置为在超低功耗(ULP)操作中选择性测量臭氧。这是通过使用Renesas 提供的OAQ2固件完成的。传感器根据EPA的评级和臭氧浓度输出臭氧的空气质量指数。AQI基于EPA技术文件中提供的公式。

实现

臭氧传感器系统硬件由MKRWIFI1010 Arduino板组成，通过I2C连接到ZMOD4510 PMOD评估板和SHT31 Grove板。该系统由5 VDC供电。运行在MKRWIFI1010上的Arduino软件读取传感器，计算臭氧和AQI，将值转换为JSON并HTTP将JSON数据通过WiFi发布到JEDI One物联网平台。下面的it方案示意图说明了系统是如何实现的。

image
image865×596 71.4 KB

image

ZMOD4510室外空气质量Scheme-it 原理图及BOM链接

设置了MKRWIFI1010、ZMOD4510和SHT31室外空气质量应用

1 - 在 MKRWIFI1010上设置Arduino。参见链接开始使用MKR WiFi 1010

2 - 安装应用程序所需的相关库。通过Arduino的库管理器添加这些库:

3 - Arduino示例代码可从Renesas 下载: ZMOD4510 - OAQ第二代软件。编程指南和代码文档可从Renesas ZMOD4510编程手册下载。为了下载这些信息，您需要注册并登录到Renesas 。所提供的Arduino示例代码集成到附加的Arduino代码中，该代码将臭氧浓度和AQI数据HTTP发布到JEDI One物联网平台

设置 JEDI One

1 - 如果machinechat JEDI One尚未安装在Raspberry Pi上，请参见以下内容:

获得Raspberry Pi版本的JEDI One DK-JEDIONE-RP

安装在Raspberry Pi上，参见Raspberry Pi- 安装JEDI One为服务器

2 - 设置 JEDI One面板

在JEDI One中，选择“Dashboards”选项卡，然后选择“+”来添加一个新的图表并进行配置。

image
image533×336 20.7 KB

命名图表，选择“图表类型”，选择“Source”(MKR1010_Z4510oaq2S31PMOD)，选择“Property”(O3_ppb)，输入“Units”(ppb)，输入“Refresh Interval”。重复第二张图表，命名图表，选择“Source”(MKR1010_Z4510oaq2S31PMOD)，选择“Property”(FastAQI)，输入“Refresh Interval”。完成后，面板应该与下图相似。

image
image1038×271 10.9 KB

结论

Renesas 的ZMOD4510空气质量传感器结合其Arduino代码示例和库，Sensirion的SHT31传感器和MKRWIFI1010 Arduino硬件平台，可以快速轻松地实现室外臭氧空气质量传感器。使用WiFi，传感器数据可以很容易地发送到运行在Raspberry Pi上的machinechat的JEDI One物联网数据管理软件，以提供完整的监控系统。

参考文献