Purificateur d'air intelligent Sharp Plasmacluster avec Arduino Yun et AWS IoT

Composants et fournitures

Composant	Quantité
Arduino Yun	1
Purificateur d'air Sharp Plasmacluster	1
Capteur de poussière optique compact GP2Y1010AU0F	1
Module relais	1
Plaque d'essai (breadboard)	1
Condensateur 220 µF	1
Résistance 150 Ω	1
Câble secteur 1 mètre	1
Fils mâle/mâle	1
Fils mâle/femelle	1
Bornier	1
Fil à souder	1

Outils et machines nécessaires

• Multimètre
• Fer à souder (pistolet)
• Dénudeur de fils

Applications et services en ligne

• Amazon Web Services (AWS) IoT
• Arduino IDE
• Terminal (ligne de commande)
• Mosquitto MQTT

À propos de ce projet

La présence de poussière dans les maisons, bureaux et autres environnements humains est inévitable. Selon l'Agence de protection de l'environnement (EPA), l'air intérieur peut être 2 à 5 fois plus pollué que l'air extérieur. Cette pollution aérienne cause des désagréments mineurs (yeux qui piquent, éternuements, maux de tête) mais peut aussi être un facteur majeur d'allergies sévères et d'asthme potentiellement mortel.

Un purificateur d'air efficace résout ce problème. Mais je voulais tirer parti de l'IoT pour le rendre intelligent. Au lieu de le faire tourner en continu, j'implémente un « cerveau » (microcontrôleur) et un « capteur » pour ne l'activer que lorsque le niveau de poussière atteint un certain seuil, économisant ainsi beaucoup d'électricité ! L'état de fonctionnement sera accessible depuis mon « fenêtre de terminal » sur mon ordinateur portable ou tout client MQTT, où que je sois dans le monde.

Étape 1 : Rassembler tous les composants

Pour voir tous les composants, téléchargez la liste BOM depuis mon Dropbox ou référez-vous à la section « Composants et fournitures ».

Étape 2 : Vérifier que toutes les pièces fonctionnent

Dès réception, j'ai testé chaque composant pour m'assurer de leur bon fonctionnement.

Pour le capteur de poussière Sharp GP2Y1010AU0F, référez-vous au tutoriel de Cyrille Médard de Chardon et Christophe Trefois (câblage et code).

Pour le module relais, j'ai fait un simple test marche/arrêt.

Étape 3 : Programmation

Le code est simple. Le défi est d'utiliser AWS IoT pour communiquer les données du capteur vers n'importe quel appareil MQTT (dans mon cas, mon ordinateur portable). Voir la section Code. J'ai aussi créé un tutoriel vidéo pour AWS CLI IoT (version bêta à l'époque).

Étape 4 : Câblage

Étape 5 : Résultats

Étape 6 : Vidéo de démonstration

(Vidéo intégrée dans le projet original)

Étape 7 : Améliorations futures

Il reste beaucoup à améliorer, surtout côté « Projet IoT ». Mais mon travail me laisse peu de temps libre. Cependant, une application de « surveillance de données en temps réel » (indice : NodeJS) m'intéresse et sera ajoutée à ma liste de tâches. Restez à l'écoute !

Étape 8 : Conclusion

Ce projet a été très amusant, surtout la partie « IoT - Internet des Objets ». Les possibilités d'amélioration sont vastes. J'ai aussi apprécié apprendre à utiliser le service IoT d'AWS : configuration simple via le tableau de bord AWS IoT et sécurisation de chaque connexion par chiffrement.

Problèmes | Questions | Commentaires | Suggestions

Il y a peut-être des problèmes techniques dont je ne suis pas conscient. Vos commentaires ou messages privés sont les bienvenus, votre retour est très précieux !

Pour toute question ou difficulté à reproduire le projet, contactez-moi ou commentez ci-dessous. J'essaierai de vous aider au mieux, nous sommes là pour apprendre le hardware ensemble !

Tous commentaires et suggestions sont les bienvenus.

Code

Le projet se compose de plusieurs fichiers :

• Simple-and-Smart-Air-Purifier-System.ino – Code principal Arduino
• iot_config.h / iot_config.cpp – Configuration AWS IoT
• dust_config.h / dust_config.cpp – Configuration capteur poussière
• aws_iot_config.h – Configuration AWS (identifiants, certificats)
• LICENSE – Licence MIT

Code principal (Simple-and-Smart-Air-Purifier-System.ino)

/* Source Code for Simple and Smart Air Purifier System
   Written by Aaron Kow
   Licence: MIT Licence */
#include "iot_config.h"
#include "dust_config.h"

aws_iot_setup aws_iot;
dust_setup dust_sensor;

int measurePin = 4;
int ledPower = 12;
int relayPin = 13;
float result;

void setup() {
  pinMode(ledPower, OUTPUT);
  pinMode(relayPin, OUTPUT);
  aws_iot.config();
}

void loop() {
  // Mesure densité de poussière
  result = dust_sensor.init(measurePin, ledPower);

  // AWS IoT MQTT pour surveillance temps réel
  aws_iot.data(result);

  // Si densité > 0.25 mg/m³, allumer le filtre
  if (result > 0.25) {
    digitalWrite(relayPin, HIGH);
  } else {
    digitalWrite(relayPin, LOW);
  }
  delay(1000);
}

Configuration AWS IoT (iot_config.h / .cpp)

Gère la connexion MQTT sécurisée vers AWS IoT Core : configuration certificats, abonnement au topic « dustlevel », publication des données, callbacks.

Configuration capteur poussière (dust_config.h / .cpp)

Basé sur le travail de Cyrille Mdard de Chardon et Christophe Trefois (licence CC BY-NC-SA 3.0). Lit la tension analogique du GP2Y1010AU0F et calcule la densité de poussière en mg/m³ via la formule linéaire : dustDensity = 0.17 * calcVoltage - 0.1.

Configuration AWS (aws_iot_config.h)

Contient les paramètres de connexion AWS IoT : endpoint, port (8883), client ID, thing name, chemins vers certificats (racine, certificat, clé privée). À personnaliser avec vos propres identifiants AWS.

Licence

Licence MIT – Copyright (c) 2015 Aaron Kow. Utilisation, modification, distribution libres sous réserve d'inclure la notice de copyright.

Dépôt GitHub : Simple-and-Smart-Air-Purifier-System

Schémas

Schéma réalisé avec schematic.com :