Desain Aplikasi Detektor Kualitas Udara PM2.5 & PM10 untuk Windows 10 UWP
Komponen dan perlengkapan
Sensor SDS011 PM2.5 & PM10
×
1
Modul Bluetooth HC-06
×
1
Mini-breadboard
×
1
Lumia 1520 atau perangkat Windows Phone 10 kompatibel lainnya
×
1
Modul Bluetooth ORICO
×
1
Arduino UNO
×
1
Raspberry Pi 2 Model B
×
1
Aplikasi dan layanan online
Microsoft Windows 10 IoT Core
Tentang proyek ini
Pendahuluan
Pencemaran udara adalah tantangan besar yang tidak dapat diabaikan oleh semua negara di seluruh dunia. PM (Particulate Matter) 2.5 dan PM 10 adalah polutan utama yang mengancam kesehatan manusia. Dalam proyek ini, dirancang sebuah detektor PM 2.5 dan PM 10 untuk Platform Universal Windows 10, termasuk Windows 10 untuk PC, Windows 10 untuk Mobile, dan Windows 10 IoT Core. Aplikasi yang berjalan di platform Windows 10 dibangun pada templat UWP. Pertama, dirancang sensor SDS011 PM2.5 & PM10 dengan modul Bluetooth HC-06 untuk mendapatkan data real-time dan mentransmisinya melalui modul Bluetooth. Kedua, perangkat Windows 10 dengan modul Bluetooth dapat menerima data dan menampilkannya pada layar yang terhubung.
Prasyarat
Dalam proyek ini, SDS011 digunakan sebagai sensor PM 2.5 dan PM 10. Sensor ini menggunakan prinsip pencaran laser di udara, dapat mengukur konsentrasi partikel terpuspah dari 0,3 hingga 10 mikron, dan data yang dihasilkan stabil dan terpercaya. Komunikasi Bluetooth dilakukan oleh HC-06, yaitu modul yang murah dengan kemasan kecil. Untuk perangkat Windows 10, jika Anda menggunakan Surface Pro dan Lumia 1520, Anda tidak memerlukan modul Bluetooth. Namun, jika Anda menggunakan Raspberry Pi atau MBM sebagai perangkat Windows 10 IoT, Anda akan memerlukan dongle Bluetooth. Lihat MVP David Jones’s Generic Serial Bluetooth with Win 10 IoT-Core RPI2 untuk menyiapkan lingkungan.
Catatan: Akan membutuhkan waktu 2-3 jam untuk menyelesaikan prasyarat jika Anda belum menyiapkan Windows 10 dan Visual Studio 2015, namun sebagian besar waktu tersebut tidak memerlukan pengawasan.
Yang Anda Butuhkan
Bagian:
Sensor SDS011 PM2.5 & PM10
Modul Bluetooth HC-06
Kabel jumper jantan-jantan dan jantan-betina
Mini-breadboard
Lumia 1520 atau perangkat Windows Phone 10 kompatibel lainnya
Modul Bluetooth ORICO
Arduino Uno R3
Raspberry Pi 2
Instruksi Proyek
Langkah 1: Hubungkan modul HC-06 ke sensor SDS011
Waktu: 5 menit
Bagian: Sumber daya 5V, HC-06, SDS011, kabel jumper, mini-breadboard
Alat: Tidak ada
Keluaran asli SDS011 adalah TTL-USB, yang tidak cocok untuk koneksi nirkabel. Kami menggunakan HC-06 sebagai modul Bluetooth untuk transmisi data. Harganya jauh lebih murah daripada modul BlueSMiRF Silver dari SparkFun. Selain itu, kami menggunakan daya DC 5V untuk menyediakan energi pada detektor.
Pertama, colokkan modul Bluetooth ke breadboard untuk memudahkan koneksi. Untuk memberi daya pada modul, jalankan kabel jumper dari rel daya 5V Arduino ke pin Vcc modul (Tentu saja, Anda dapat menggunakan sumber daya 5V lainnya). Dan jalankan kabel jumper jantan-jantan dari pin GND modul ke salah satu pin GND pada Arduino. Untuk membangun komunikasi serial, hubungkan kabel jumper jantan-jantan dari pin TX modul Bluetooth ke pin RX SDS011 dan yang lain dari pin RX modul ke pin TX SDS011.
Langkah 2: Pasangkan modul Bluetooth dengan perangkat Windows 10
Waktu: 5 menit
Bagian: Modul Bluetooth, perangkat Windows 10, modul Bluetooth ORICO (Opsional)
Alat: Tidak ada
Modul Bluetooth menjalankan protokol SPP (Serial Protocol over Bluetooth). Jadi, setiap perangkat yang mendukung SPP dapat terhubung padanya. Pada perangkat Windows 10, ini terlihat seperti port COM virtual. Sebelum terhubung, pastikan modul menyala dan siap dipasangkan. LED merah pada modul menunjukkan status: berkedip berarti “siap dipasangkan”, sementara menyala konstan berarti “sudah dipasangkan”.
Pada Windows 10 untuk PC, buka Settings->Devices->Bluetooth, nyalakan Bluetooth, dan modul “HC-06” akan ditampilkan pada layar. Tekan untuk memasangkan perangkat dan masukkan kode pasangan perangkat. Harap ingat bahwa kode pasangan default adalah 1234, dan kecepatan port serial default adalah 9600 Baud. Kemudian, halaman Bluetooth akan ditampilkan seperti ini:
Untuk Windows 10 untuk Mobile, buka Settings->Devices->Bluetooth, dan lakukan langkah yang sama seperti dijelaskan di bagian di atas. Halaman perangkat yang sudah dipasangkan akan ditampilkan seperti ini:
Untuk perangkat Windows 10 IoT Core, misalnya Raspberry Pi 2, MBM, dan Dragon Board 410c, proses pemasangan sangat berbeda. Pertama, untuk Raspberry Pi 2 dan MBM yang tidak memiliki modul Bluetooth papan, kita harus membeli dongle USB Bluetooth dan mencolokkannya. Lihat Daftar Kompatibilitas Hardware dan pilih dongle USB Bluetooth yang terverifikasi.
Dalam proyek ini, kami memilih modul ORICO BTA-403.
Jika Anda mencoba proyek ini pada Dragon Board 410c, Anda tidak memerlukan dongle Bluetooth karena Dragon Board 410c memiliki modul Bluetooth papan.
Colokkan dongle USB Bluetooth ORICO BTA-403 ke antarmuka USB Raspberry Pi 2 seperti di bawah ini.
Setelah dongle USB Bluetooth ORICO BTA-403 dicolokkan, pesan akan ditampilkan pada layar aplikasi default perangkat Windows 10 IoT Core.
Untuk pemasangan Bluetooth pada perangkat Windows 10 IoT Core, lihat halaman Pairing a BLE Device and GATT Attribute Table Dump Tool dan ikuti “Langkah 1 – Langkah 6” yang dijelaskan di bagian “Pairing the Sensortag”. Di sini kita harus menggunakan SSH untuk terhubung ke Windows IoT Core dan menjalankan alat baris perintah untuk mengonfigurasi perangkat.
Catatan: ingatlah bahwa mode BR harus dipilih pada Main Menu. Dan kode pasangan default adalah 1234.
Setelah pemasangan berhasil, halaman Bluetooth perangkat akan ditampilkan seperti ini:
Langkah 3: Unduh dan Terapkan Kode
Waktu: 10 menit
Bagian: Tidak ada
Alat: Tidak ada
Pertama, colokkan daya DC 5V dan nyalakan PM 2.5 dan PM 10 dengan HC-06. Anda akan menerima data setiap 1 detik.
Kedua, unduh proyek “GenericBluetoothSerialUWApp” dari github. Gunakan Visual Studio 2015 dengan Update 1 untuk memuat “GenericBluetoothSerialUWApp”. Aplikasi ini dirancang dengan bantuan MVP David Jones’s Generic Serial Bluetooth with Win 10 IoT-Core RPI2. Jika Anda ingin aplikasi UWP ini berjalan di PC, pilih x86 atau x64 dengan debug perangkat lokal. Jika Anda ingin aplikasi UWP ini berjalan di Windows 10 Mobile, pilih ARM dengan Device debugging. Jika Anda ingin aplikasi UWP ini berjalan di perangkat Windows 10 IoT, misalnya Raspberry Pi 2, pastikan Anda mengatur “Remote Debugging” ke perangkat Anda.
Setelah memasangkan HC-06 dengan perangkat Windows 10 Anda, tekan F5 dari Visual Studio untuk meluncurkan aplikasi Universal Windows Platform. Klik dua kali simbol “HC-06”, Anda akan menemukan Id dan Name ditampilkan di bagian paling atas aplikasi. Segera, Anda akan melihat status LED pada HC-06 berubah dari berkedip menjadi konstan. Dan tombol “Start Rev” diaktifkan segera setelah saluran komunikasi modul Bluetooth terbentuk. Klik Start Recv untuk mengaktifkan penerimaan data. Kemudian Anda akan melihat tombol Stop Recv dan Start Process diaktifkan. Klik tombol Start Process untuk menjalankan algoritma pemrosesan data.
Anda akan melihat data pada TextBlock PM2.5 dan PM10.
