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CO2-Ampel

ESP32 basierte CO2-Ampel für Schulen

Inhalt

  • Bau
  • Programmierung
  • Blynk-Server einrichten
  • HTTP-Server einrichten
  • Case

Bau

  • Die Pinleisten von beiden Seiten unten an den ESP anlöten. VORSICHT bei den Pins am Anschlusskabel des Displays. Der Lötkolben darf das Kabel auf keinen Fall berühren. Darauf achten, dass die Pinleisten möglichst vertikal stehen.

Bild 1 Bild 2

  • Mit einem Multimeter an allen benachbarten Pins sicherstellen, dass keine Verbindung zwischen den Pins besteht (Widerstand sehr hoch)
  • Die Pinleiste vom DHT22 mit einer Zange abknipsen und die Pin-Rest aus den Löchern entfernen (Lötzinn natürlich vorher erwärmen).

Bild 3 Bild 4

  • Den Stecker-Anschluss vom Z19B mit einer Zange abknipsen.

Bild 5 Bild 6

  • Abstandsbolzen wie auf dem Bild an die Platine schrauben

Bild 7

WICHTIGE HINWEISE: Die Verkabelung exakt wie im Schaltplan einhalten (nicht wie teilweise auf den Bildern), ansonsten passt das Case evtl. nicht.

  • Den ESP, die Widerstände und die LEDs nach dem Schaltbild auf der Platine verlöten.
    • LED-Beine möglichst lang lassen, damit die LEDs variabel im Case plaziert werden können und darauf achten, dass die Kathode (kurzes Beinchen, abgeflachte Seite) wie im Schaltbild rechts ist/mit Widerstand und Gnd/- verbunden ist.

Bild 8

  • Den ESP komplett in die Platine einlassen und von der Unterseite verlöten (ansonsten sitzt er zu hoch für das Case, evtl mit Tesa festkleben)

Bild 9

  • Alle Kabelverbindungen auf der Unterseite der Platine verlöten (auf dem Bild sind 5V- und GND- Leiste anders als im Schaltplan verlötet, bitte an den Schaltplan halten).

Bild 10

  • Für den DHT22 drei und den Z19B vier relativ lange Kabel (ca. 10 cm) wählen (sie werden nicht direkt auf der Platine verlötet) und nach dem Schaltplan an die Unterseite der Sensoren und auf die Platine löten.

Bild 11

Programmierung (bezieht sich auf Arduino-IDE auf Windows, auf MacOS sind die Einstellungen teilweise an anderen Stellen)

  • Arduino-IDE herunterladen (https://www.arduino.cc/)
  • Repos in der IDE einbinden:
  • Board auswählen
    • Werkzeuge -> Board -> Boardverwalter
    • Suche nach "Heltec ESP32"
    • "Heltec ESP32 Series Dev-boards" installieren und Boardverwalter schließen
    • Werkzeuge -> Board -> Heltec ESP32 Arduino -> WiFi Kit 32
  • Bibliotheken einbinden
    • Werkzeuge -> Bibliotheken verwalten
    • Folgende Bibliotheken installieren:
      • Blynk
      • DHT sensor library
      • ESP32 AnalogWrite
      • Heltec ESP32 Dev-Boards
      • SimpleTimer
  • Den ESP per USB-Kabel mit dem PC verbinden und unter Werkzeuge -> Port den korrekten COM-Port für den ESP wählen (meist nicht COM1)
  • Arduino-Code herunterladen und die Datei CO2-Ampel.ino in der Arduino-IDE öffnen.
  • In der Configuration.h müssen die Zugangsdaten für WiFi bzw Blynk und den Webserver eingetragen werden (nur, falls die Daten online gestellt werden sollen):
  • Sketch auf den ESP übertragen

Blynk einrichten

  • Blynk-App herunterladen
  • Login oder Account erstellen
  • Neues Projekt erstellen
    • Projektname wählen
    • Als Device ESP32 Dev Board wählen
    • Create
  • Oben auf die Mutter klicken und den Auth Token per Mail senden lassen. Diesen Token in der Configuration.h bei auth[] eintragen
  • Mit dem "Plus" Elemente auf der Oberfläche hinzufügen
    • z.B. Labeled Value zur Anzeige der CO2-Konzentration.
    • Als Input V0 wählen und Aktualisierungsrate auf 10 sec
    • Die weiteren Werte:
      • V0: CO2
      • V1: Temp
      • V2: Feuchtigkeit
    • Butten zum Neustart (V11) oder Kalibrieren (V10) hinzufügen
  • Oben rechts "Start"-Knopf
  • Wenn eigener Blynk-Server verwendet wird (https://github.com/blynkkk/blynk-server), dann in der Configuration.h anpassen.

HTTP-Server einrichten

  • Datenbank auf einem Webspace erstellen mit Name co2ampel

    • Datenbankbenutzer co2ampel
    • Datenbankpasswort selbst wählen
    • In phpmyadmin die Datenbank wählen und mit folgendem SQL-Befehl eine Tabelle erstellen

    CREATE TABLE SensorData ( id INT(6) UNSIGNED AUTO_INCREMENT PRIMARY KEY, sensor VARCHAR(30) NOT NULL, location VARCHAR(30) NOT NULL, valueco2 VARCHAR(10), valuetemp VARCHAR(10), valuehumid VARCHAR(10), reading_time TIMESTAMP DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP ON UPDATE CURRENT_TIMESTAMP )

  • Die readData.php und showData.php in einen öffentlichen Ordner auf dem Webserver kopieren

  • Die db-config.ini in einen nicht öffentlich zugänglichen Ordner auf dem Webserver kopieren

  • In der db-config.ini

    • api_key_value mit einer zufälligen Zeichenfolge belegen, die identisch in der Configuration.h unter ApiKeyValueConfig einzutragen ist
    • DB-Passwort eintragen
  • In den zwei *.php-Dateien den relativen Pfad zur db-config.ini eintragen (Zeile 2 bzw. 3)

Case

  • 3D-Modell-Vorlage herunterladen und nach eigenen Wünschen anpassen
  • Board einsetzen und Sensoren wie im Bild von Oben in die Öffnungen schieben
  • Keine Gewalt anwenden, wenn die Sensoren nicht passen müssen entweder überstehende Kabelreste von den Lötstellen entfernt oder am Case etwas gefeilt werden Bild 12
  • Board von unten verschrauben Bild 14
  • LEDs wie im Bild oben zurechtbiegen, Deckel aufsetzen, von oben verschrauben Bild 13 final

About

ESP32 CO2-Ampel für Schulen

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