Concevoir une application de détection de qualité d'air PM2.5 et PM10 pour Windows 10 UWP

Composants et fournitures

Composant	Quantité
Capteur SDS011 PM2.5 & PM10	1
Module Bluetooth HC-06	1
Mini breadboard	1
Lumia 1520 ou autre appareil compatible Windows Phone 10	1
Module Bluetooth ORICO (pour Raspberry Pi)	1
Arduino UNO	1
Raspberry Pi 2 Model B	1

Applications et services en ligne

• Microsoft Windows 10 IoT Core

À propos de ce projet

Introduction

La pollution de l'air est un défi majeur que aucun pays ne peut ignorer. Les particules fines PM2.5 et PM10 sont les principaux polluants menaçant la santé humaine. Ce projet présente un détecteur de PM2.5 et PM10 conçu pour la plateforme universelle Windows 10 (UWP), compatible avec Windows 10 pour PC, Mobile et IoT Core. L'application repose sur un modèle UWP.

Premièrement, un capteur SDS011 couplé à un module Bluetooth HC-06 acquiert les données en temps réel et les transmet sans fil. Deuxièmement, un appareil Windows 10 équipé du Bluetooth reçoit ces données et les affiche à l'écran.

Prérequis

Le capteur SDS011 utilise le principe de diffusion laser pour mesurer la concentration de particules en suspension de 0,3 à 10 microns, offrant des données stables et fiables. La communication Bluetooth est assurée par le module HC-06, économique et compact. Si vous utilisez une Surface Pro ou un Lumia 1520, aucun module Bluetooth additionnel n'est requis. En revanche, pour un Raspberry Pi ou un MBM sous Windows 10 IoT, un dongle Bluetooth USB est nécessaire. Consultez le guide de David Jones (MVP) « Generic Serial Bluetooth with Win 10 IoT-Core RPI2 » pour configurer l'environnement.

Note : Comptez 2 à 3 heures pour les prérequis si Windows 10 et Visual Studio 2015 ne sont pas encore installés, mais la majeure partie de ce temps est sans surveillance.

Matériel nécessaire

• Capteur SDS011 PM2.5 & PM10
• Module Bluetooth HC-06
• Fils de liaison mâle-mâle et mâle-femelle
• Mini breadboard
• Lumia 1520 ou autre appareil Windows Phone 10 compatible
• Module Bluetooth ORICO
• Arduino Uno R3
• Raspberry Pi 2

Instructions du projet

Étape 1 : Connecter le module HC-06 au capteur SDS011

Durée : 5 minutes

Pièces : Alimentation 5V, HC-06, SDS011, fils de liaison, mini breadboard

La sortie native du SDS011 est en TTL-USB, inadaptée à une liaison sans fil. Le HC-06 sert de module Bluetooth pour la transmission de données, bien moins onéreux que le BlueSMiRF Silver de SparkFun. L'alimentation est fournie par une source 5V DC.

1. Insérez le module Bluetooth sur la breadboard.
2. Alimentez-le : reliez le rail 5V de l'Arduino au pin Vcc du HC-06 (ou toute source 5V).
3. Reliez le GND du HC-06 à un pin GND de l'Arduino.
4. Pour la liaison série : connectez le TX du HC-06 au RX du SDS011, et le RX du HC-06 au TX du SDS011.

Étape 2 : Appairer le module Bluetooth avec l'appareil Windows 10

Durée : 5 minutes

Pièces : Module Bluetooth, appareil Windows 10, module ORICO (optionnel)

Le HC-06 utilise le protocole SPP (Serial Port Profile). Tout appareil supportant SPP peut s'y connecter. Sur Windows 10, il apparaît comme un port COM virtuel. Avant l'appairage, assurez-vous que le module est alimenté : la LED rouge clignote = « prêt à s'apparier », fixe = « appairé ».

Sur Windows 10 PC

1. Allez dans Paramètres → Périphériques → Bluetooth, activez le Bluetooth.
2. Sélectionnez « HC-06 », cliquez sur « Associer » et entrez le code par défaut 1234.
3. Le débit série par défaut est de 9600 bauds.

Sur Windows 10 Mobile

Même procédure : Paramètres → Périphériques → Bluetooth.

Sur Windows 10 IoT Core (Raspberry Pi 2, MBM, Dragon Board 410c)

Pour les cartes sans Bluetooth intégré (Raspberry Pi 2, MBM), un dongle USB Bluetooth validé (liste de compatibilité matérielle) est requis. Ce projet utilise le module ORICO BTA-403.

1. Branchez le dongle ORICO BTA-403 sur le port USB du Raspberry Pi 2.
2. Des messages apparaissent sur l'écran par défaut de Windows 10 IoT Core.
3. Pour l'appairage, consultez la page « Pairing a BLE Device and GATT Attribute Table Dump Tool » et suivez les étapes 1 à 6 de la section « Pairing the Sensortag ». Utilisez SSH pour vous connecter à Windows IoT Core et lancez l'outil en ligne de commande.

Note : Sélectionnez le mode BR dans le menu principal. Le code d'appairage par défaut est 1234.

Étape 3 : Télécharger et déployer le code

Durée : 10 minutes

1. Branchez l'alimentation 5V DC pour activer le capteur PM2.5/PM10 avec HC-06. Les données sont émises chaque seconde.
2. Téléchargez le projet « GenericBluetoothSerialUWApp » depuis GitHub. Ouvrez-le avec Visual Studio 2015 Update 1.
3. Choisissez la cible de déploiement :
   • PC : x86 ou x64 avec débogage local.
   • Windows 10 Mobile : ARM avec débogage sur appareil.
   • Windows 10 IoT (ex. Raspberry Pi 2) : configurez le « Remote Debugging » vers votre appareil.
4. Après l'appairage HC-06, appuyez sur F5 pour lancer l'application UWP.
5. Double-cliquez sur le symbole « HC-06 » : son ID et son nom s'affichent en haut. La LED du HC-06 passe de clignotante à fixe.
6. Le bouton « Start Recv » s'active dès que le canal Bluetooth est établi. Cliquez dessus pour activer la réception des données.
7. Les boutons « Stop Recv » et « Start Process » deviennent actifs. Cliquez sur « Start Process » pour lancer l'algorithme de traitement des données.

Les valeurs PM2.5 et PM10 s'affichent alors dans les blocs de texte correspondants.

Code

PM25Detector

Application Windows 10 UWP : https://github.com/shijiong/PM25Detector

Schémas

Dans ce fichier, le module ZigBee de SparkFun représente le capteur PM2.5 SDS011. Les broches utilisées sont 5V, GND, Tx et Rx.

PM25Detector.fzz