Parçacık Sniffer: 6 Adım (Resimlerle)

2024 Yazar: John Day | [email protected]. Son düzenleme: 2024-01-30 13:17

PM2.5 değerlendirmesine ilişkin önceki projelerle çalışırken, küçük parçacık kirliliğinin nokta kaynaklarını bulamamanın dezavantajını fark ettim. Belediyeler tarafından yapılan çoğu örnekleme ve uydu görüntüleri, bunun nereden geldiğini ve nasıl ortadan kaldırılacağını kişisel düzeyde size gerçekten söylemeyen geniş kaynaklar toplar. Honeywell cihazının kendi üfleyicisi ve giriş ve çıkış pencereleri var, ihtiyacım olan tek şey hava akışını özel olarak bu alanlara yönlendirmenin bir yoluydu - ve tabii ki zaten 3D baskılı/tasarlanmış bir köpek burnu vardı, böylece gerisi sona erdi. sadece katillerimin nereden geldiğini dikkatlice keşfetmeme izin verecek tetikli bir silah örnekleme birimi tasarlamak için.

Adım 1: Malzemelerinizi Toplayın

Honeywell HPMA'yı güvenilirliği ve ucuz fiyatı nedeniyle kullandım. ESP32 ve 8266 şarj cihazı/güçlendirici form faktörünün birleşimi de tekrar kullanılır.

1. HONEYWELL HPMA115S0-TIR PM2.5 Partikül Sensörü lazer pm2.5 hava kalitesi algılama sensörü modülü Süper toz sensörü PMS5003 $18

2. ESP32 MINI KIT Modülü WiFi+Bluetooth İnternet Geliştirme Kartı D1 MINI Yükseltilmiş tabanlı ESP8266 Tamamen işlevsel 6 $ (AliExpress)

3. ESP32 MINI KIT D1 MINI için MH-ET LIVE Pil Kalkanı tekli lityum pil şarj etme ve artırma 1 $ (AliExpress)

4. Teller ile 18650 Pil 4 $

5. IZOKEE 0.96'' I2C IIC 12864 128X64 Piksel OLED $4

6. Yeşil LED Halkalı Sağlam Metal Açma/Kapama Anahtarı - 16mm Yeşil Açma/Kapama 5 $ (Adafruit)

7. Genel 3D yazıcı (Ender 3)

8. Antrader KW4-3Z-3 Mikro Anahtar KW4 Limiti 1,00$

9. NeoPixel Ring - Entegre Sürücülü 12 x 5050 RGB LED 7,50 $

2. Adım: Tasarım ve 3D Baskı

Sniffer, HoneyWell sensöründeki yerleşik üfleyiciler, açık uçtaki burun delikleri doğrudan sensör üzerindeki giriş portlarına bağlanacak ve çıkış deliği gövdeden geçecek ve sniffer muhafazası içinde hizalanacak ve kapsüllenecek şekilde tasarlanmıştır. arka kaportadaki birden fazla delikten dışarı çıkarın. (Tanrım, patent başvurusu gibi geliyor….kötü) Büyük tutamak, büyük kapasiteli bir pilin ve elektronik aksamın geri kalanının bağlanmasına izin verir. Şarj portu, tutamak muhafazasının altında hizalanmıştır. Burun çevresindeki Neopixel halka aydınlatma, kasanın üst kısmında parlayacak şekilde tasarlanmıştır. Yapı, ana gövdenin üst kısmı şeffaf PLA'da yapılacak ve ardından tutamak için Gri PLA'ya geçirilecek ve son olarak şarj ışıklarının renginin görülmesini sağlamak için tutamak tabanı için şeffaf PLA'ya geçecek şekilde yapılır. Tetik mekanizması, tek parça olarak basılan ancak umarım serbestçe hareket eden bir çalıştırma pimi menteşesi ile düzenlenmiştir.

Tüm dosyalar Cura for ender 3 üzerinde standart ayarlarla yapılır. Hiçbir parça için destek kullanılmamıştır.

Adım 3: Kablolayın

Kablolama şeması esasen aşağıdaki kablolarla aynıdır: https://www.instructables.com/id/Bike-Analog-Pollution-Meter/ dışında servo yoktur ve bu çıkış Neopiksel halkası için veri hattı için kullanılır. Bu durumda, güç düğmesi yalnızca pilden güç yükselticiye/şarj cihazına giden gücü kontrol eder. Hidrofordan gelen 5 voltluk hat, koldaki tetik gibi çalışan limit anahtarı ile kontrol edilir. Güçlendiriciden gelen gücü hem Sensöre, hem ESP32'ye hem de Neopiksellere bağlar ve onları aynı anda açar. I2C ekranı, ESP32'den gelen 3 volttan kapatılır. Kabloları çeşitli açıklıklardan beslemeniz gerektiğinden, kablolamanın çoğu bir sonraki bölümde kol yapım aşamasındayken yapılmalıdır. İlk önce breadboard yaptığınızdan emin olun!

Adım 4: İnşa Edin

Neopiksel halkası, düz durduğundan ve ana gövdeyle olan sıkı bağlantısını tehlikeye atmayacağından emin olarak önce burun muhafazasına yapıştırılır. Üç kabloyu ana gövde üzerindeki yan bağlantı noktasından aşağıya ve tutamağa doğru yönlendirin. Neopikseller ana şeffaf muhafazayı göstermelidir. Hava Sensörü daha sonra küçük çoklu giriş delikleri burun deliklerine ve fan göbeği tel çıkış beslemesine bakacak şekilde yuvasına yerleştirilir. Kabloları arkadan dışarı ve aşağı doğru ESP32'ye lehimlenecekleri tutamak göbeğine besleyin. I2C ekranı ön kısma takılır ve çıkış kabloları koldan açılan yuvadan geçerek ana karta bağlanır. Yuvarlak kaporta daha sonra ekranın üzerine yapıştırılır. Tüm yapıştırıcılar genellikle E6000'dir, ancak superGlue LocTight da kullanılabilir. Ön burun deliği burun konisi de yerine yapıştırılmıştır. Limit anahtarı, ana açma/kapama anahtarının yanı sıra kabloları takılı ve yerine yapıştırılmıştır. Ana ESP kartı takılı ve 18650 pil takılı. Takviye kartı, şarj portunun açıklıkla dikkatlice hizalandığından emin olarak ünitenin taban plakasına güvenli bir şekilde yapıştırılmıştır. Her şey düzgün çalıştığında taban plakasına yapıştırın. Tetik anahtarı, limit anahtarı metal çubuğuna, aşağı konumda kolayca tıklatacak şekilde yapıştırılmıştır. Limit anahtarı mekanizmasına tutkal girmemesine dikkat edin.

Adım 5: Programlayın

Yazılım, bilgileri sensörden almak için seri bağlantı noktasını kullanır. I2C'yi daha kullanışlı hale getirmek için kütüphanelerle kullanmaması bu sensörle ilgili sorunlu konulardan biridir. Bisiklet koklayıcısında olduğu gibi çıkış olarak bir servo yerine bu cihaz, I2C üzerinden SSD1306 çıkışını kullanır. Neopiksel ekran, burun deliklerinde PM2.5 seviyesi için sadece 3 farklı renkli ışık soluyan oldukça geleneksel bir ışık ekranında Adafruit Neopixel Library tarafından kontrol edilir. Seviye 25'in altında ise mavi, 25 ile 80 arasında ise yeşil, 80'in üzerinde ise kırmızı renkte yanıp söner. Bu önceden ayarlanmış seviyeler programda sıfırlanabilir. Programın alt kısmındaki parlaklaştırma işlevinde bir durum ifadesinde çıktı olarak kontrol edilirler. Ekranın çıktısı için yazı tipleri ve ekran boyutları da değiştirilebilir. Sensör saniyede bir okuma yapar.

Adım 6: Kullanmak

Yani bu karantinanın ortasında olmak, dışarı çıkıp bu cihazı kullanmak biraz zor, bu yüzden içerinin ne kadar kötüye gittiğini görmek için evde YouTube videoları çekerek sıkışıp kaldım. (Normalde bunu en yakın komşu dizel kamyon egzoz deliğine veya kahve kavurma tesisinin rüzgar yönüne itiyor olurdum - evet, akciğer fonksiyonumu mahvettiğinizi biliyorum!) Cihaz, tetiğe bastıktan 4 saniye sonra güzel bir şekilde açılıyor. Hatalı bir yüksek okuma alır ve ardından 5 saniyenin üzerinde yavaş yavaş stabilize olur. Çoğu okuma, bloğun yaklaşık 1/2 mil aşağısındaki Ulusal Örnekleyici ile uyumludur. Her zamanki tost makinesi çıktı şokunu sizin için web'e koydum. Diğer video, Granola yapıyor -- yoo-- fırından çıktıktan sonra bir saatten fazla bir süre boyunca 50 ppm sızdırıyor. Burun delikleri bir süre yüksek seviyedeki kokuya tutunma eğilimindedir, bu nedenle hemen başka bir okuma yapmak için onları üfleyebilirsiniz. İki ay önce PPM2.5 ciddi bir endişe kaynağıydı, şimdi kimse hatırlamıyor. Küresel ısınma - bu çok endişe önceydi.

3D Baskı Yarışmasında İkincilik Ödülü