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미세먼지 걱정 그만!! 우리 집 환경 정보를 한번에!! 홈 웨더 스테이션

2017-07-11 10:02:30

안녕하십니까? Klant입니다.

요즘은 하늘에 구멍이 뚫린 듯 비가 많이 옵니다.

이 비가 지나면 폭염이 찾아오겠죠?

봄부터 시작되어 수그러들지 않는 이슈가 바로 '미세먼지'입니다.

예전에야 황사 철에만 조심하면 된다고 했지만 요새 우리는 늘 미세먼지에 노출되어 있는 것 같습니다.

이런 상황에서 가정집에서는 환기시키기도 굉장히 신경쓰이고 걱정되는 요즘입니다.

미세먼지를 확인하지 않고 환기를 한다는 것은 작정하고 미세먼지를 마시는 일이 되버리고 말테니까요.

그래서 집안의 미세먼지의 농도와 온도, 습도 같은 간단한 환경정도를 한 눈에 확인해볼 수 있는 프로젝트를 만들어

보았습니다!

부품 목록

미세먼지측정기를 제작하기 위해 필요한 부품은 아래와 같습니다.

거의 대부분의 부품이 아두이노 기초에서 다루는 부품들입니다.

NO	부품명	수량	상세설명
1	오렌지보드	1
2	브레드보드	1	mini size
3	미세먼지센서	1	GP2Y1010AU0F
4	캐패시터	1	20uF
5	저항	1	160옴
6	온습도 센서	1	DHT11
7	LCD	1	16x2 character LCD
8	도트매트릭스	1	8 x 8

부품명	오렌지보드	미세먼지센서	온습도 센서	LCD	도트매트릭스
부품 사진

미세먼지센서의 경우 sharp에서 제조된 센서로서 7000원에서 10000원 사이의 가격에 구해보실 수 있습니다.

제작 과정

3D 프린터를 활용해 출력한 구조물과 단자대, 볼트를 이용해 미세먼지 측정기의 내부 구조를 조립하였습니다.

위 사진의 녀석이 바로 미세 먼지 센서입니다.

저렴한 가격임에도 불구하고 나름 괜찮은 성능을 발휘하는 녀석입니다.

토트매트릭스와 LCD 그리고 온습도 센서까지 오렌지보드에 연결해줍니다.

선이 너무 많은 것 아니냐구요?

저 선들 중 반 이상은 LCD에 사용되는 선이라는 것은 함정 :)

그 외 부품들은 복잡하게 연결될 것이 많이 없습니다.

소스 코드까지 업로드해 마지막으로 동작에 이상이 없는지 확인해봅니다!

단 번에 성공!! 어라 왜 한 번에 되지?

But.... 오렌지보드의 USB 케이블이 걸려버렸다....

다시 출력하기는 시간과 재료가 너무 아깝습니다.

그래서 생각해낸 방법은

빼 to the 빠 질!!

열심히 갈고 또 간 끝에 마침내 미세 먼지 측정기를 완성하였습니다.

집안의 대기 온도와 습도 그리고 오염도까지 참 똑똑한 친구가 완성되었죠?

게다가 표정으로 알려주기까지 하니 지나가다가 이 녀석이 표정이 이상하다 싶으면

집안의 공기가 안좋다라는 이야기입니다.

소프트웨어 Coding

아두이노 소스 코드는 아래 링크를 통해 다운로드 받으실 수 있습니다.

* 소스 코드 사용 시 폴더에 있는 GFX 라이브러리와 Backpack 라이브러리를 추가해주셔야 합니다.

#include <LiquidCrystal.h>

#include <Wire.h>

#include <Adafruit_GFX.h>

#include "Adafruit_LEDBackpack.h"

#include <DHT11.h>

//----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

int measurePin = 0;

int ledPower = 2;

int pin = 6;

float sensitivity = 0.1;

float pre_dustDensity = 0;

//----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Adafruit_BicolorMatrix matrix = Adafruit_BicolorMatrix();

LiquidCrystal lcd(3, 4, 10, 11, 12, 13);

DHT11 dht11(pin);

//----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

static const uint8_t PROGMEM

veryGood_bmp[] =

{ B00000000,

B01000010,

B10100101,

B00000000,

B01111110,

B00111100,

B00000000

good_bmp[] =

{ B00000000,

B00000000,

B00100100,

B00000000,

B01111110,

B00111100,

B00000000

normal_bmp[] =

{ B00000000,

B00000000,

B00100100,

B00000000,

B01111110,

B00000000,

B00000000

bad_bmp[] =

{ B00000000,

B00000000,

B01100110,

B00000000,

B00111100,

B01000010,

B00000000

veryBad_bmp[] =

{ B00000000,

B00000000,

B01000010,

B00100100,

B00000000,

B00111100,

B01000010,

B00000000

};

//----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

float get_dustDensity() {

int samplingTime = 280;

int deltaTime = 40;

int sleepTime = 9680;

float voMeasured = 0;

float calcVoltage = 0;

float dustDensity = 0;

digitalWrite(ledPower, LOW);

delayMicroseconds(samplingTime);

voMeasured = analogRead(measurePin);

delayMicroseconds(deltaTime);

digitalWrite(ledPower, HIGH);

delayMicroseconds(sleepTime);

calcVoltage = voMeasured * (5.0 / 1024.0);

dustDensity = (0.17 * calcVoltage - 0.1) * 1000;

return dustDensity;

}

void dustCheckLed(float data) {

if (data > 201) {

//매우 나쁨

matrix.clear();

matrix.drawBitmap(0, 0, veryBad_bmp, 8, 8, LED_RED);

matrix.writeDisplay();

}

else if (data > 120) {

//나쁨

matrix.clear();

matrix.drawBitmap(0, 0, bad_bmp, 8, 8, LED_RED);

matrix.writeDisplay();

}

else if (data > 80) {

//약간 나쁨

matrix.clear();

matrix.drawBitmap(0, 0, normal_bmp, 8, 8, LED_YELLOW);

matrix.writeDisplay();

}

else if (data > 30) {

matrix.clear();

matrix.drawBitmap(0, 0, good_bmp, 8, 8, LED_GREEN);

matrix.writeDisplay();

}

else {

matrix.clear();

matrix.drawBitmap(0, 0, veryGood_bmp, 8, 8, LED_GREEN);

matrix.writeDisplay();

}

//----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

void setup() {

Serial.begin(9600);

pinMode(ledPower, OUTPUT);

pre_dustDensity = get_dustDensity();

lcd.begin(16, 2);

matrix.begin(0x70); // pass in the address

}

//----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

void loop() {

float temp, humi;

float now_dustDensity = get_dustDensity();

float filtered_dustDensity = (now_dustDensity * sensitivity) + (pre_dustDensity * (1 - sensitivity));

float abs_filtered_dustDensity = abs(filtered_dustDensity);

dht11.read(humi, temp);

delay(DHT11_RETRY_DELAY);

lcd.clear();

dustCheckLed(abs_filtered_dustDensity);

Serial.print(abs_filtered_dustDensity);

Serial.println("mg");

lcd.setCursor(0, 0);

lcd.print("Dust:");

lcd.print(abs_filtered_dustDensity);

lcd.print("mg");

lcd.setCursor(0, 1);

lcd.print("T:");

lcd.print(temp);

lcd.print(" H:");

lcd.print(humi);

}

Colored by Color Scripter

3D 모델링 파일

외관 3D 모델링 파일 다운로드 링크 :

https://drive.google.com/file/d/1Q0VSHUORelpGyGTVuKIUUdTtN1sQgCn7/view?usp=sharing

동작 영상

동작 영상을 마지막으로 이번 프로젝트의 포스팅을 마치겠습니다.

외부의 미세 먼지로 측정값이 변화하는 모습을 보여드리면 좋겠습니다.

제 맘대로 되는 것이 아니기 때문에 오염 물질을 만들어서 테스트해보았습니다.

그럼 다음에도 재미난 프로젝트로 찾아뵙겠습니다~ :)

Klant

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