HTML Datei für den Vertiefungskurs der Umweltsensoren für den KI Campus

Data Literacy - Daten bereitstellen mit Sensoren

Willkommen!

Um Umweltdaten mit Sensoren erfassen und dokumentieren zu können, benötigen wir Hardware und Software. Mit diesem Reposotiry soll das Programmieren der Software als auch das Zusammensetzen der Hardware erleichtert werden. Hierfür besteht die Wahl zwischen zwei Anbieter. Sensebox und Grove Kit.

Welches Kit ist das Richtige für mich?

Grove Kit

Microcontroller

Das Grove Kit besteht aus 10 Modulen und dem Microcontroller Seeeduino Lotus. Bei dem Microcontroller handelt es sich genauergesagt um ein ATMEGA328 Mikrocontroller Entwicklungsboard. Seeeduino Lotus hat 14 digitale Ein-/Ausgänge (6 davon können PWM ausgeben) und 7 analoge Ein-/Ausgänge, einen Micro-USB-Anschluss, einen ICSP-Header, 12 Grove-Anschlüsse, einen Reset-Knopf.

Sensoren

Modul	Interface
LED	Digital
Buzzer	Digital
Button	Digital
OLED Display 0.96"	I2C
Rotary Potentiometer	Analog
Light	Analog
Sound	Analog
Temperature & Humidity Sensor	Digital
Air Pressure Sensor	I2C
3-Axis Accelerator	I2C

Von uns genutze Module

Modul	Interface
Light	Analog
Sound	Analog
Temperature & Humidity Sensor	Digital
Air Pressure Sensor	I2C

Zusätzliche Module

Modul	Interface
Fine Dust Sensor	UART
SD Modul	UART

Einkaufsliste

Das Grove Kit ist bei diversen Online-Anbietern zum Verkauf und kann bei folgenden Websites bestellt werden:

Seeedstudio.com

Amazon.de

Zusätzliche Module

Feinstaubsensor

SD Karten Modul

Verkabelung

Das Grove Beginner Kit hat den Vorteil, dass alle mitgelieferten Module bereits verkabelt sind. Jediglich der Feinstaub Sensor sowie das SD Modul müssen manuell angeschlossen werden. Aus debugging Gründen wurde im beigelegten Arduino Code das Mikrofon auf pin A2 verlegt.

Modul	Pin
Fine Dust Sensor	UART
SD Modul RX	18
SD Modul TX	19
Sound	A2

Libaries

#include "Arduino_SensorKit.h"
#include <Wire.h>
#include <SPI.h>
#include <SD.h>
#include <SDS011.h>
#include <SparkFun_SCD30_Arduino_Library.h>

Code

Den Code für das Grove Kit findest du in der ZIP Datei "Grove_Kit_Code.zip" oben zum Herunterladen.

/*
   SD Card Wiring:
   MOSI - pin 11
   MISO - pin 12
   CLK - pin 13
   CS - pin 10
   !DHT pin 3 
   SDSrx 18
   SDStx 19
*/

#include "Arduino_SensorKit.h"
#include <Wire.h>
#include <SPI.h>
#include <SD.h>
#include <SDS011.h>
#include <SparkFun_SCD30_Arduino_Library.h>

SDS011 my_sds;
SCD30 airSensor;

int chipSelectSD = 10;
int micPin = A2;
int lightPin = A3;
int SDSrx = 18;
int SDStx = 19;
float p10,p25;
int error;

int micValue;
int lightValue;
int tempValue;
int humidValue;
int pressureValue;
int co2Value;

String dataString = "";

void setup() {
  Serial.begin(9600);
  Wire.begin();

  pinMode(micPin , INPUT);
  pinMode(lightPin , INPUT);
  my_sds.begin(SDSrx,SDStx);
  Environment.begin();
  Pressure.begin();
  airSensor.begin();

  Serial.print("Initializing SD card...");
  if (!SD.begin(chipSelectSD)) {
    Serial.println("Card failed, or not present");
  }
  Serial.println("card initialized.");
}

void loop() {
  // reading sensors:
  micValue = analogRead(micPin);
  lightValue = analogRead(lightPin);
  tempValue = Environment.readTemperature();
  humidValue = Environment.readHumidity();
  pressureValue = Pressure.readPressure();
  co2Value = airSensor.getCO2();
  error = my_sds.read(&p25,&p10);

  // formatting output:
  dataString = String(micValue) + "," +
               String(lightValue) + "," +
               String(tempValue) + "," +
               String(humidValue) + "," +
               String(pressureValue) + "," + 
               String(co2Value) + "," + 
               String(p10) + "," + 
               String(p25)
               ;

  // writing to SD and Serial
  File dataFile = SD.open("datalog.txt", FILE_WRITE);
  if (dataFile) {
    dataFile.println(dataString);
    dataFile.close();
    Serial.println(dataString);
  }
  else {
    Serial.println("error opening datalog.txt");
  }
  delay(100);
}

Sonstiges

Für eine noch detailiertere Beschreibung des Grove Beginner Kits ist folgender Lesson Guide zu empfehlen.

wiki Seed Studio

Senesebox

Microcontroller

Der Microcontroller der Sensebox basiert auf dem ARM Cortex-M0+ Prozessor aus der SAM D21 Familie von Microchip. Dieser hat 4 digitale, 2 UART/serial und 5 I2C Schnittstellen. Außerdem verfügt die Sensebox über zwei weitere Schnittstellen, sogenannte BEEs, für das Speichern von Daten über die Cloud via Wifi und über eine SD Karte. Hierbei handelt es sich um MOSI/MISO und RX/TX Schnittstellen.

Sensoren

Modul	Interface
Light	I2C
Humidity Sensor	I2C
Temperature & Air Pressure Sensor	I2C
Feinstaub	UART/serial
Wifi	Bee1
SD Modul	Bee2

Einkaufsliste

Es ist zu empfehlen das Kit als Gesamtes und keine Einzelteile zu erwerben. Dieses kann auf der Website der Sensebox im Shop erworben werden.

Verkabelung

Die Verkabelung der Sensebox könnt ihr auf der Website der Sensebox oder auf der KI Campus Seite im Kurs Data Literacy - Daten bereitstellen mit Sensoren im Modul 3 finden.

Libaries

#include <senseBoxIO.h>
#include <WiFi101.h>
#include <SPI.h>
#include <Wire.h>

#include <Adafruit_GFX.h>
#include <Adafruit_SSD1306.h>
#include <Adafruit_Sensor.h>
#include <Adafruit_HDC1000.h>
#include <Adafruit_BMP280.h>
#include <Adafruit_BME680.h>
#include <VEML6070.h>
#include <SDS011-select-serial.h>
#include <SparkFun_SCD30_Arduino_Library.h>
#include <LTR329.h>

Das Board Support Package ist essentiell und muss vorher heruntergeladen werden.

Code

Der Code wird bei der Regestrierung des Sensebox automatisch generiert. Gehe hierzu auf die opensensesmap, wähle die Sensoren aus, die du auch auf deiner Sensebox verkabelt hast und kopiere dir dann den generierten Code in die Ardunio IDE. Nun muss der Code nur noch kompeliert und auf das Board hochgeladen werden.

Sonstiges

Online ist eine hilfreiche Dokumentation der Sensebox zu finden. Hier werden Beispiele als auch detailiertere Beschreibungen zur Hardware geliefert.