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Sensing the Air Quality

22 22-03:00 agosto 22-03:00 2019 — 1 Comentário

A low-cost IoT Air Quality Monitor based on RaspberryPi 4

santiago_contamination

I have the privilege of living in one of the most beautiful countries in the world, but unfortunately, it’s not all roses. Chile during winter season suffers a lot with air contamination, mainly due to particulate materials as dust and smog.

Chile

Because of cold weather, in the south, air contamination is mainly due to wood-based calefactors and in Santiago (the main capital in the center of the country) mixed from industries, cars, and its unique geographic situation between 2 huge mountains chains.

 

Nowadays, air pollution is a big problem all over the world and in this article we will explore how to develop a low expensive homemade Air Quality Station, based on a Raspberry Pi.

If you are interested to understand more about it,  please visit the “World Air Quality Index” Project.

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The idea with this tutorial is to capture tweets and to analyze them regarding the most used words and hashtags, classifying them regarding the sentiment behind them (positive, negative or neutral).

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Aprenda a instalar o Jupyter Notebook em um Raspberry Pi e, diretamente ler e controlar sensores e atuadores.

Todos sabemos que o Jupyter Notebook é uma ferramenta fantástica, ou melhor, um aplicativo Web de código aberto que permite criar e compartilhar documentos que contenham códigos ativos, equações, visualizações e texto.

O Jupyter Notebook é amplamente utilizado no campo do Data Science, limpando e transformando dados, fazendo simulações numéricas, modelagem estatística, visualização de dados, aprendizado de máquina e muito mais!

Mas, que tal usar os Jupyter Notebooks para controlar os GPIOs de um Raspberry Pi?

É exatamente  isso que faremos neste tutorial. Aprenderemos como instalar o Jupyter Notebook em um Raspberry Pi, e diretamente nele, ler sensores e atuar em atuadores.

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Este é um dos meus quatro tutoriais com foco em Scratch e “Physical Computing”. Em relação a esse tópico, já publiquei aqui em meu blog:

Aprendendo eletrônica com o Arduino e a linguagem Scratch 2.0

Existem mais dois tutoriais em ingles, (um para o Arduino e outro para o Raspberry), onde exploro a versão 1 do Scratch:

Aqui, exploraremos projetos usando a versão mais recente do Scratch disponível para o Raspberry Pi, a 2.0.

Em resumo,

Aprenderemos:

  • O que é o Scratch 2.0 e suas diferenças com o Scratch 1.4
  • Como interagir com LEDs, botões de pressão e campainha
  • Como criar blocos especiais
  • Como lidar com variáveis
  • Como integrar animações com o mundo físico.

Vamos lá!

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Com a ajuda do protocolo MQTT, enviaremos dados capturados de sensores, à um serviço de IoT, o ThingSpeak.com e a um aplicativo móvel, o Thingsview.

1. Introdução

Em meu post anterior, Programando MicroPython  no ESP8266 , aprendemos como instalar e executar MicroPython em um dispositivo ESP (tanto o ESP8266 quanto o ESP32). Utilizando o Jupyter Notebook como ambiente de desenvolvimento, também aprendemos a ler a partir de sensores (Temperatura, Umidade e Luminosidade), utilizando vários protocolos de comunicação e métodos como: Analógico, Digital, 1-Wire e I2C, este último para exibir os dados capturados em um display do tipo OLED.

Neste novo tutorial, utilizando-se do protocolo MQTT,  enviaremos os dados capturados, à um serviço the IoT, o ThingSpeak.com e para um aplicativo móvel, o Thingsview. 

Aqui, uma visão geral reavaliando nosso projeto:

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Programando MicroPython no ESP8266

6 06-03:00 junho 06-03:00 2018 — 3 Comentários

Vamos brincar com o MicroPython em um ESP8266 (ou ESP32) utilizando o um Jupyter Notebook. A idéia é obter dados de sensores, agindo em um mundo físico diretamente do Jupyter.

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1. Introdução

Em um artigo anterior publicado no Medium, explorei como controlar um Raspberry Pi usando-se do Jupyter Notebook: Computação Física Usando o Jupyter Notebook.

Foi uma ótima experiência, e uma vez que o projeto funcionou muito bem, pensei:

“Que tal testar também o Jupyter Notebook em um ESP8266 (ou mesmo no ESP32) usando como linguagem o MicroPython?”

Como sabemos, o Jupyter Notebook é um aplicativo Web de código aberto que permite criar e compartilhar documentos que contêm código ativo, equações, visualizações e texto narrativo. Os usos incluem limpeza e transformação de dados, simulação numérica, modelagem estatística, visualização de dados, aprendizado de máquina e muito mais. Para o “muito mais”, exploraremos  a “Computação Física”.

Até agora em meus projetos, explorei IoT e computação física utilizando o ESP8266–01, ESP8266–12E (NodeMCU) e o ESP32, programados pelo IDE do Arduino, utilizando-se de sua linguagem C / C ++. Mas outra ótima linguagem que pode ser usada na programação desses dispositivos é o MicroPython:

O MicroPython é uma implementação enxuta e eficiente da linguagem de programação Python 3 que inclui um pequeno subconjunto da biblioteca padrão do Python e é otimizada para rodar em microcontroladores e em ambientes restritos. O objetivo é ser tão compatível com o Python normal quanto possível para permitir que você transfira código com facilidade do desktop para um microcontrolador ou sistema embarcado.

Além disso, acho que usar o Jupyter Notebook para programar um dispositivo ESP usando o MicroPython pode ser uma ótima ferramenta para ensinar Computação Física para crianças e também ajudar os cientistas a acessar rapidamente o mundo real utilizando-se de sensores na aquisição de dados.

Isso é o que tentaremos realizar neste tutorial:

  • Saída de um sinal digital para ligar / desligar um LED
  • Ler uma entrada digital (através de um botão)
  • Saída de um sinal PWM para o controle do brilho de um LED
  • Controlar a posição de um servomotor utilizando-se de uma saída PWM
  • Leitura de sinal analógico (luminosidade) usando um LDR
  • Leitura de temperatura via bus 1-Wire (DS18B20)
  • Leitura de temperatura e umidade (DHT22)
  • Exibir dados usando um OLED via barramento I2C.

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Neste tutorial, capturaremos dados remotos como UV (radiação ultravioleta), temperatura e umidade do ar. Esses dados serão muito importantes e serão usados em uma futura Estação Meteorológica completa.

O diagrama de blocos mostra o que obteremos no final.

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Meu tutorial publicado no site do Instructables.com: Alexa – NodeMCU: WeMo Emulation Made Simple, foi um dos vencedores na competição “Automation Contest 2017”.

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Muito obrigado por todos os votos que o tutorial recebeu. É sempre uma grande honra saber que meu trabalho está sendo reconhecido e acima de tudo sendo executado em varias cantos do mundo! 😉

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Fico muito feliz com este tipo de reconhecimento, pois mostra que estou no caminho certo com a decisão de escrever e compartilhar com a garotada e os velhos dinos, descobertas oriundas de minhas novas andanças pelos facinantes caminhos da eletrônica. A ideia era devolver ao mundo um pouquinho do muito que recebi, mas a cada vez que um garoto seja do Brasil, de Portugal, Índia, África, …. me escreve com uma dúvida ou agradecendo por um projeto meu, vejo que quem está recebendo algo mesmo, sou eu! 😉

Valeu moçada! Ah! O tutorial também pode ser visto em portugues aqui em meu blog:

Alexa – NodeMCU: Emulando um dispositivo WeMo

WeMo Emulation

Outros premios recebidos por projetos publicados no site do Instructables:

premios

Saludos desde el sur del mundo!

Até o próximo tutorial!

Obrigado

Marcelo

Neste tutorial, exploraremos  o ESP32, o mais novo dispositivo para uso no campo do IoT. Esta placa, desenvolvida pela Espressif, deverá ser a sucessora do ESP8266, devido ao seu baixo preço e excelentes recursos.

Mas é importante alertar que NEM TODAS as bibliotecas ou funções com que você está acostumado a trabalhar com ESP8266 e / ou Arduino estão funcionando nesta nova placa. Provavelmente isso ocorrerá em breve, mas neste momento ainda não estão todas. Confire regularmente o fórum do ESP para saber das atualizações: ESP 32 Forum WebPage.

Aqui, aprenderemos a como programar o ESP32 utilizando-se do Arduino IDE, explorando suas funções e bibliotecas mais comuns, apontar algumas das diferenças importantes com o ESP8266, bem como os novos recursos introduzidos neste grande chip.

Em suma, exploraremos:

  • Saída digital: piscar um LED
  • Entrada digital: leitura de um sensor de toque
  • Entrada analógica: leitura de uma tensão variável usando-se de um potenciômetro
  • Saída analógica: controlando o brilho de um LED
  • Saída Analógica: Controlando a posição de um Servo
  • Leitura de dados de temperatura / umidade utilizando-se de um sensor digital
  • Conectando-se à internet para obter o horário local
  • Receber dados de uma página web local simples, ligando / desligando um LED
  • Transmitir dados para uma simples webPage local
  • Incluir um OLED para apresentar localmente os dados capturados pelo sensor DHT (Temperatura e Umidade), bem como a hora local.

 

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“Computer, Fire All Weapons!”

30 30-03:00 agosto 30-03:00 2017 — 3 Comentários

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Este post é na verdade uma continuação de meu último tutorial: Alexa – NodeMCU: Emulando um dispositivo WeMo, onde apresentamos a grande biblioteca fauxmoESP, a qual simplifica muito o código necessário para desenvolver projetos de automação envolvendo a Alexa e a emulação de dispositivos inteligentes utilizando o NodeMCU.

Neste novo tutorial, partiremos desse conceito (emulação de dispositivos WeMo), mas em vez de usar relés para ligar / desligar aparelhos elétricos, “ativaremos” funções mais complexas, onde múltiplos dispositivos estarão envolvidos.

Somente por diversão, simularemos o disparo de algumas armas encontradas na Star Trek Enterprise, tais como Photon Torpedos e Phasers!

O NodeMCU controlará um LED RGB, que será o nosso “Torpedo fotônico” e um LED vermelho nosso “Phaser”. Para dar um efeito mais realista, também incluiremos um Buzzer que gerará algum som junto com o efeito visual.

O diagrama de blocos abaixo mostra o projeto:
No vídeo, voce terá uma idéia de como ficará o projeto final:

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