Diseña una App Detector de Calidad del Aire PM2.5 y PM10 para Windows 10 UWP

Componentes y suministros

Sensor SDS011 PM2.5 y PM10	×	1
Módulo Bluetooth HC-06	×	1
Protoboard mini	×	1
Lumia 1520 u otro dispositivo compatible con Windows Phone 10	×	1
Módulo Bluetooth ORICO	×	1
Arduino UNO	×	1
Raspberry Pi 2 Model B	×	1

Aplicaciones y servicios en línea

• Microsoft Windows 10 IoT Core

Sobre este proyecto

Introducción

La contaminación del aire es un desafío global que no puede ignorarse. Las partículas PM2.5 y PM10 son los principales contaminantes que amenazan la salud humana. En este proyecto se diseña un detector de PM2.5 y PM10 para la Plataforma Universal de Windows 10, incluyendo Windows 10 para PC, Windows 10 Mobile y Windows 10 IoT Core. La aplicación se basa en una plantilla UWP. Primero, se utiliza un sensor SDS011 con módulo Bluetooth HC-06 para obtener datos en tiempo real y transmitirlos por Bluetooth. Segundo, un dispositivo Windows 10 con Bluetooth recibe los datos y los muestra en pantalla.

Requisitos previos

El sensor SDS011 usa dispersión láser para medir concentración de partículas suspendidas de 0.3 a 10 micras, con datos estables y fiables. La comunicación Bluetooth se logra con el módulo HC-06, económico y compacto. Para dispositivos Windows 10 como Surface Pro o Lumia 1520 no se necesita módulo Bluetooth adicional. Si se usa Raspberry Pi u otro dispositivo IoT, se requiere un dongle Bluetooth USB. Consulte la guía de David Jones "Generic Serial Bluetooth with Win 10 IoT-Core RPI2" para configurar el entorno.

Nota: La configuración inicial puede tomar 2-3 horas si no tiene Windows 10 y Visual Studio 2015 ya instalados, pero la mayor parte del tiempo es desatendida.

Lo que necesitará

• Sensor SDS011 PM2.5 y PM10
• Módulo Bluetooth HC-06
• Cables jumper macho-macho y macho-hembra
• Protoboard mini
• Lumia 1520 u otro teléfono Windows 10 compatible
• Módulo Bluetooth ORICO
• Arduino Uno R3
• Raspberry Pi 2

Instrucciones del proyecto

Paso 1: Conectar el módulo HC-06 al sensor SDS011

Tiempo: 5 minutos

Partes: Fuente de alimentación 5V, HC-06, SDS011, cables jumper, protoboard mini

La salida original del SDS011 es TTL-USB, no apta para conexión inalámbrica. Usamos el HC-06 como módulo Bluetooth para transmisión de datos, más barato que el BlueSMiRF Silver de SparkFun. Se alimenta con 5V DC.

1. Inserte el módulo Bluetooth en la protoboard.
2. Conecte un jumper desde el rail de 5V del Arduino al pin Vcc del módulo (u otra fuente 5V).
3. Conecte un jumper macho-macho desde el pin GND del módulo a cualquier GND del Arduino.
4. Para comunicación serial: conecte el pin TX del módulo Bluetooth al pin RX del SDS011, y el pin RX del módulo al pin TX del SDS011.

Paso 2: Emparejar el módulo Bluetooth con el dispositivo Windows 10

Tiempo: 5 minutos

Partes: Módulo Bluetooth, dispositivo Windows 10, módulo Bluetooth ORICO (opcional)

El módulo usa protocolo SPP (Serial Port Profile). Cualquier dispositivo que soporte SPP puede conectarse. En Windows 10 aparece como un puerto COM virtual. Antes de emparejar, asegúrese de que el módulo esté alimentado y listo: el LED rojo parpadea = "listo para emparejar", fijo = "emparejado".

Windows 10 para PC

1. Vaya a Configuración → Dispositivos → Bluetooth.
2. Active Bluetooth y busque "HC-06".
3. Toque para emparejar e ingrese el código (por defecto 1234). La velocidad serial por defecto es 9600 baudios.

Windows 10 Mobile

Mismos pasos: Configuración → Dispositivos → Bluetooth.

Windows 10 IoT Core (ej. Raspberry Pi 2)

Para Raspberry Pi 2 y MBM sin Bluetooth integrado, se necesita un dongle USB Bluetooth verificado (lista de compatibilidad de hardware). En este proyecto se usa el ORICO BTA-403.

1. Conecte el dongle ORICO BTA-403 al puerto USB de la Raspberry Pi 2.
2. Aparecerán mensajes en la pantalla de la app por defecto de Windows 10 IoT Core.
3. Para el emparejamiento, consulte la guía "Pairing a BLE Device and GATT Attribute Table Dump Tool" y siga los pasos 1-6 de la sección "Pairing the Sensortag". Use SSH para conectar al dispositivo IoT Core y ejecute la herramienta de línea de comandos.
4. Nota: Seleccione modo BR en el menú principal. Código de emparejamiento por defecto: 1234.

Paso 3: Descargar y desplegar el código

Tiempo: 10 minutos

1. Conecte la alimentación 5V DC para activar el sensor con HC-06. Obtendrá datos cada segundo.
2. Descargue el proyecto "GenericBluetoothSerialUWApp" desde GitHub. Ábralo con Visual Studio 2015 Update 1.
3. Esta app se basa en el trabajo de David Jones (MVP) "Generic Serial Bluetooth with Win 10 IoT-Core RPI2".
4. Configure la arquitectura según el destino:
   • PC: x86 o x64 con depuración local.
   • Windows 10 Mobile: ARM con depuración en dispositivo.
   • Windows 10 IoT (ej. Raspberry Pi 2): configure "Remote Debugging" apuntando a su dispositivo.
5. Tras emparejar HC-06, presione F5 para lanzar la app UWP.
6. Haga doble clic en el símbolo "HC-06"; verá el ID y nombre en la parte superior.
7. El LED del HC-06 cambiará de parpadeo a fijo.
8. El botón "Start Recv" se habilitará al establecer el canal Bluetooth. Haga clic para iniciar recepción.
9. Luego se habilitan "Stop Recv" y "Start Process". Pulse "Start Process" para ejecutar el algoritmo de procesamiento de datos.

Verá los valores de PM2.5 y PM10 en los TextBlocks correspondientes.

Código

PM25Detector

Aplicación UWP para Windows 10: GitHub

Esquemáticos

En el archivo, el módulo ZigBee de Sparkfun representa el sensor SDS011. Pines usados: 5V, GND, Tx y Rx.

PM25Detector.fzz