Wi-Fi измеритель CO2 на ESP8266 + K-30

В данной статье мы продолжим эксперименты с Wi-Fi модулем ESP8266 и попробуем реализовать опрос датчика CO2 K-30 через MODBUS.

В первой части мы прошили в ESP8266 NodeMCU, подключили DS18b20 и научились отправлять данные о температуре в облако. Попробуем добавить опрос датчика CO2.
Самое интересное реализовать весь функционал в ESP8266 не подключая внешний контроллер

Hardware и подключение
Добавляем к конфигу из предыдущей статьи датчик K-30.
Соединяем UART RX, UART TX и GND у датчика K-30 и ESP8266. Питание у них будет разное.
Сложность заключается в том, что UART у ESP8266 всего один, так что либо консоль и отладка, либо K-30
Внимание! Питание у K-30 5-14В, у ESP8266 — 3.3В.
Я решил данную проблему применив преобразователь 5->3.3В


Программная часть

1) init.lua — практически не изменился

--init.lua
print("Setting up WIFI...")
wifi.setmode(wifi.STATION)
--modify according your wireless router settings
wifi.sta.config("YOUR_SSID","YOUR_PASSWD")
wifi.sta.connect()
tmr.alarm(1, 1000, 1, function() 
	if wifi.sta.getip()== nil then 
		print("IP unavaiable, Waiting...") 
	else 
		tmr.stop(1)
		print("Config done, IP is "..wifi.sta.getip())
		dofile("all.lua")
	end 
end)

2) all.lua — код опроса датчиков и отправки данных на сервер

pin = 6
t = 0

function read(addr, unit)
  ow.setup(pin)
  result = nil
  flag = false
  if(addr == nil) then
    ow.reset_search(pin)
    count = 0
    repeat
      count = count + 1
      addr = ow.search(pin)
      tmr.wdclr()
    until((addr ~= nil) or (count > 100))
    ow.reset_search(pin)
  end
  if(addr == nil) then
    return result
  end
  crc = ow.crc8(string.sub(addr,1,7))
  if (crc == addr:byte(8)) then
    if ((addr:byte(1) == 0x10) or (addr:byte(1) == 0x28)) then
      ow.reset(pin)
      ow.select(pin, addr)
      ow.write(pin, 0x44, 1)
      present = ow.reset(pin)
      ow.select(pin, addr)
      ow.write(pin,0xBE,1)
      data = nil
      data = string.char(ow.read(pin))
      for i = 1, 8 do
        data = data .. string.char(ow.read(pin))
      end
      crc = ow.crc8(string.sub(data,1,8))
      if (crc == data:byte(9)) then

        t = (data:byte(1) + data:byte(2) * 256) * 625

        t = t / 10000
        return t
      end
      tmr.wdclr()
    else
    end
  else
  end
  return result
end



function sendt(t,co,key)
 print("Temp:"..t.." C\n")
conn=net.createConnection(net.TCP, 0) 
conn:on("receive", function(conn, payload) print(payload) end)
conn:connect(80,'184.106.153.149') 
conn:send("GET /update?key="..key.."&field1="..t.."&field2="..co.." HTTP/1.1\r\n") 
conn:send("Host: api.thingspeak.com\r\n") 
conn:send("Accept: */*\r\n") 
conn:send("User-Agent: Mozilla/4.0 (compatible; esp8266 Lua; Windows NT 5.1)\r\n")
conn:send("\r\n")

conn:on("sent",function(conn)
                    print("Closing connection")
                      conn:close()
                  end)
conn:on("disconnection", function(conn)
                              print("Got disconnection...")
  end)
end


uart.setup(0,9600,8,0,1,0)
uart.on("data", 0, 
    function(data)
	--print("receive from uart:", data)
		if string.len(data) == 7 then
			result = string.byte(data,4)*256 + string.byte(data,5)
			print (result)
			sendt(t,result,"YOUR_KEY")
		end
    end, 0)


function sendData()
t = read()
uart.write(0,0xFE,0x04,0x00,0x03,0x00,0x01,0xD5,0xC5)
end

tmr.alarm(0, 60000, 1, function() sendData() end )
 

Алгоритм работы:

• Инициализируем UART на 9600
• Устанавливаем callback на получение данных из UART. В случае получения пакета из 7 байт(ответ K-30 по MODBUS) отправляем данные на thingspeak.com
• Каждую минуту опрашиваем датчик температуры DS18b20 и отправляем в UART запрос данных по CO2. Запрос найден в даташите

Раскидать по отдельным файлам не получилось, не хватало памяти, поэтому реализовал как смог. Lua для меня до сих пор тёмный лес.

Результаты


Получилось очень интересное устройство. Питание сделал от USB, соответственно можно брать куда угодно. PowerBank сегодня есть почти у каждого. По поводу Wi-Fi — поднимаем точку на телефоне и наш датчик снова в сети.

По ощущениям — действительно появляется дискомфорт при превышении CO2 уровня в 800-1000 ppm.