Metriful MS430 è un sistema intelligente di monitoraggio per ambienti interni, dotato di interfaccia compatibile con I2C. Il dispositivo si presenta come una scheda con un cluster di sensori intelligenti a bassa potenza, ideale quindi per applicazioni low-power, alta precisione e accuratezza di misurazione. Il sistema utilizza un software open source ed esegue la misurazione e il monitoraggio di ben diciotto variabili ambientali, tra le quali temperatura, qualità dell'aria, livelli di luce, umidità e suono.
Introduzione
Nell'ecosistema delle applicazioni IoT (Internet of Things) e della sensoristica, l'automazione, la domotica e lo smart monitoring con sensori ambientali sono senza dubbio ambiti applicativi in costante crescita, con soluzioni sempre più affidabili e performanti per il rilevamento dei dati ambientali. La scheda Metriful MS430 consente il monitoraggio dell'ambiente interno con misurazioni di diverse grandezze, inoltre, è compatibile con sistemi host come Arduino, Raspberry Pi, ESP8266 ed ESP32, ed è adatta per sistemi a 3.3 V e 5.0 V, nel pieno rispetto della Direttiva RoHS. L'MS430 permette di configurare l'ambiente in modo automatizzato, una efficiente gestione dei sensori, unitamente alla possibilità di analizzare i dati on-board mediante algoritmi intelligenti, fornendo i dati necessari per effettuare valutazioni sulle condizioni ambientali e poterle di conseguenza ottimizzare.
CARATTERISTICHE E FUNZIONALITA' DELLA SCHEDA
Nella Figura 1 sono indicati i singoli sensori e le loro relative posizioni sulla scheda a circuito stampato MS430. Sono altresì indicate le dimensioni complessive della scheda e la posizione dei fori di montaggio. Per quanto concerne l'ingombro, fattore sempre critico per questo tipo di applicazioni, la scheda risulta molto compatta, ha infatti una dimensione complessiva di 37.5 mm x 23.4 mm x 3.1 mm.
Entrando nel dettaglio, il sistema consente:
• Monitoraggio dell'ambiente interno con misurazioni di diversi parametri ambientali
• Compatibilità con sistemi host Arduino e Raspberry Pi
• Configurazione automatizzata e gestione continua dei sensori
• Analisi dei dati on-board utilizzando algoritmi intelligenti
Figura 1. Posizionamento dei sensori sulla scheda
| Pin number | Label | Min. voltage | Max. voltage | Description |
| 1 | VIN | 3.7 | 6.0 | Power input if no 3.3 V supply is available. Leave unconnected if VDD is used. |
| 2 | VDD | 3.3 | 3.3 | Power input for 3.3 V supply. Leave unconnected if VIN is used. |
| 3 | GND | 0 | 0 | 0 V ground |
| 4 | VPU | 3.3 | 5.0 | Pull-up voltage input. Apply the host system voltage. |
| 5 | SCL | 0 | VPU | Two-wire interface (I2C compatible) clock input |
| 6 | SDA | 0 | VPU | Two-wire interface (I2C compatible) data input/output |
| 7 | LIT | 0 | VPU | Light interrupt signal output (optional) |
| 8 | SIT | 0 | VPU | Sound interrupt signal output (optional) |
| 9 | RDY | 0 | VPU | READY signal output |
| 10 | PRT | 0 | 5.0 | PPD42 particle sensor signal input (optional) |
Tabella 1. Collegamenti della scheda e tensioni nominali in condizioni di utilizzo (Fonte: Datasheet MS430)
I tipi di variabili ambientali misurate dall'MS430, su richiesta o pianificate in modo automatico, sono:
- Qualità dell'aria
- Inquinamento da composti organici volatili
- Temperatura
- Pressione dell'aria
- Umidità
- Rumore
- Bande di frequenza del suono
- Particelle d'aria (con sensore secondario)
- Illuminamento
- Livello di luce bianca
Oltre alla semplicità di collegamento a molti dispositivi, è possibile collegare l’MS430 anche a IFTTT, Home Assistant o diverse altre piattaforme cloud IoT, ed inviare in tal modo i dati a un account di archiviazione cloud Internet of Things (IoT). Il modulo sensore elettronico MS430 di Metriful risulta essere quindi altamente flessibile e ricco di funzionalità: invio di dati allo storage IoT nel cloud, visualizzazione dei dati online, utilizzo dell'interfaccia Home Assistant per attivare le automazioni domestiche, interfaccia IFTTT per ricevere avvisi e-mail, server di pagine web personalizzati per ospitare i dati ambientali.
L'hosting cloud IoT è disponibile in tutto il mondo da molti provider, alcuni dei quali offrono account gratuiti con limiti di archiviazione o accesso per scopi non commerciali. L'esempio di registrazione del cloud IoT offre una scelta di due provider, Tago.io (Tago cloud) e Thingspeak.com (Thingspeak cloud).
Figura 2. Visualizzazione di dati ambientali con il provider Tago
Con graph_web_server i dati memorizzati sull'host possono essere visualizzati su una pagina web mediante l'utilizzo di una serie di grafici creati con una libreria javascript Plotly. È possibile accedere alla pagina da altri dispositivi sulla rete domestica mediante i loro browser Internet, come alternativa locale all'utilizzo di un servizio IoT cloud. Un pulsante presente sulla pagina Web consente di scaricare i dati memorizzati come file di testo CSV, che può essere aperto con le classiche applicazioni di fogli di calcolo.
Figura 3. Visualizzazione di dati ambientali con Graph Web Server
I dati del sensore possono essere inviati anche a un'installazione di Home Assistant sulla rete domestica.
Figura 4. Schermata Home Assistant
E' possibile reperire ulteriori utili risorse per lo sviluppo del proprio progetto con Metriful sul repository GitHub: www.github.com/metriful/sensor sul quale sono descritte istruzioni dettagliate del setup dell'hardware, esempi e codice demo per iniziare subito con l'utilizzo di MS430 anche con Arduino, Raspberry Pi, ESP8266 ed ESP32.
