Sistema Avanzado de Monitorización de Calidad del Aire Interior con Arduino e IoT
Componentes y materiales
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Arduino Yun Shield
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Arduino Leonardo
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Arduino Yun
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Arduino MKR GSM 1400
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Arduino MKR WAN 1300
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Seeed Grove - Sensor de Gas (MQ2)
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Seeed Grove - Sensor de Calidad del Aire v1.3
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Dispositivo Android
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Aplicaciones y servicios en línea
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Plataforma Thinger.io
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Acerca de este proyecto
Introducción
La contaminación del aire interior ha sido clasificada consistentemente por la Agencia de Protección Ambiental de EE. UU. (EPA) y su Junta Asesora Científica como uno de los cinco principales riesgos para la salud pública ambiental. Una persona promedio pasa aproximadamente el 90% de su tiempo en interiores, por lo que una mala calidad del aire interior (CAI) representa un riesgo sustancial para la salud pública. La mala calidad del aire puede causar problemas de salud a corto plazo, como fatiga y náuseas, así como enfermedades respiratorias crónicas, enfermedades cardíacas y cáncer de pulmón. Se estima que los costos anuales y las pérdidas de productividad en EE. UU. ascienden a entre 10.000 y 20.000 millones de dólares relacionados con el síndrome del edificio enfermo, que se define para describir efectos agudos de salud y malestar que parecen estar vinculados a la mala calidad del aire interior y el tiempo pasado en un edificio.
En este proyecto, presentamos un sistema de monitorización de la calidad del aire interior. Nuestro sistema está conectado a Internet, por lo que cualquiera puede visualizar remotamente el índice de calidad del aire desde cualquier lugar.


Posibles dominios de aplicación de este sistema
- Hogares y oficinas
- Industrias
- Detección remota para bomberos
- Investigación y agricultura
- Hospitales y clínicas
- Unidades de cuidados intensivos (UCI)
Elementos necesarios
- Amplia gama de placas IoT con WiFi (MKR1000 y Yún Rev2) y conectividad GSM/banda estrecha (MKR FOX 1200, MKR WAN 1300 y MKR GSM 1400). [Para la prototipación de este proyecto usé Arduino Leonardo con Yun shield]
- Sensores de gas (MQ-2, 3, 7)
- Sensor de calidad del aire (MQ-135)
- Dispositivo Android
- Plataforma de desarrollo de aplicaciones móviles
- Nube IoT
- Cables de conexión
- Habilidades de programación
- Arduino IDE / Arduino Web IDE
- Panel solar para fuente de energía verde
Diagrama de circuito

Sensor de Calidad del Aire VCC a pin 5V de Arduino, GND a GND de Arduino, SIG a pin A3 de Arduino
Sensor de gas MQ-2 VCC a pin 5V de Arduino, GND a GND de Arduino, SIG a pin A2 de Arduino
Sensor de gas MQ-3 VCC a pin 5V de Arduino, GND a GND de Arduino, SIG a pin A1 de Arduino
Subir el firmware
Descarga el firmware (código fuente) y súbelo a la placa Arduino. Antes de subir, asegúrate de haber incluido todas las librerías. Consulta este tutorial para conectar el Arduino Yun a Internet.
Repositorio git
https://github.com/Mohammadsalahuddin/indoor_air_quality_monitoring.git
Conectividad en la nube
Consulta la sección de documentación de thinger.io para la conectividad en la nube: https://docs.thinger.io/arduino
***Atención***
Demostración

Plan futuro
- Añadir indicador a bordo para mostrar el índice de calidad del aire.
- Alarma basada en zumbador cuando se detecta alta contaminación.
- Notificaciones push para alertar a los usuarios durante situaciones peligrosas.
Referencias
- Agencia de Protección Ambiental de EE. UU. (USEPA). Guía de comunicaciones sobre herramientas de calidad del aire interior para escuelas. Disponible en https://www.epa.gov.
- H.S. Brightman y N. Moss. Estudios sobre el síndrome del edificio enfermo y compilación de valores normativos y comparativos. Manual de Calidad del Aire Interior. Editores: J. D. Spengler, J. F. McCarthy y J. M. Samet, Nueva York: McGraw-Hill, 2001.
- J.-J. Kim, S.K. Jung y J.T. Kim. Monitorización inalámbrica de la calidad del aire interior mediante una red de sensores. Indoor and Built Environment, 19:1:145-150, 2010.
- thinger.io
- Arduino Yun
- Arduino.cc
- Grove - sensor de calidad del aire
- Grove - sensor de gas
Código
- Código fuente de Arduino
Código fuente de ArduinoArduino
// Monitorización de calidad del aire
#include <YunClient.h>
#include <ThingerYun.h> // La nube Thinger.io
#define USERNAME "TU_USUARIO"
#define DEVICE_ID "TU_DISPOSITIVO_ID"
#define DEVICE_CREDENTIAL "TU_CREDENCIAL"
ThingerYun thing(USERNAME, DEVICE_ID, DEVICE_CREDENTIAL);
void setup() {
pinMode(A0, INPUT);
pinMode(A1, INPUT);
pinMode(A2, INPUT);
pinMode(A3, INPUT);
// inicializar bridge
Bridge.begin();
// ejemplo de recurso de salida (ej. leer valor de sensor, variable, etc)
thing["LPG"] >> outputValue(analogRead(A0)); // opcional
thing["CO2"] >> outputValue(analogRead(A1));
thing["CO"] >> outputValue(analogRead(A2));
thing["AIRQ"] >> outputValue(analogRead(A3));
// más detalles en https://docs.thinger.io/arduino/
}
void loop() {
thing.handle();
}
Partes personalizadas y cajas
Repositorio git para este proyecto
contiene APK, código fuente y otros: https://github.com/Mohammadsalahuddin/indoor_air_quality_monitoring.git
Esquemas
diagrama de circuito
Proceso de manufactura
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