Prenosni števec mikro delcev PM1 PM2,5 PM10: 20 korakov (s slikami)

2024 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-30 12:05

Dandanes je onesnaženje zraka vseprisotno, še posebej v naših mestih. Velika mesta so plen vse leto, stopnja onesnaženosti pa včasih doseže (in pogosto tudi določeno) raven, ki je zelo nevarna za zdravje ljudi. Otroci so zelo občutljivi na kakovost zraka, ki ga dihajo. Ta onesnažen zrak vodi do njih, med drugimi alergijami. Zrak je onesnažen zunaj našega doma, pa tudi na ravni najpomembnejših časov, v naših domovih in avtomobilih. Kakovost zraka je na voljo na naslednjem spletnem mestu. To kitajsko spletno mesto zbira vse meritve kakovosti zraka senzorjev celotnega načina. Raven kakovosti zraka je oblikovana v skladu z indeksom AQI, ki se lahko od države do države nekoliko razlikuje. Ta dokument pojasnjuje, kako izračunati ta indeks. Ta drugi dokument je vodnik za razumevanje.

Da bi spoznali kakovost zraka, ki ga vdihujemo, kamor koli gremo in v realnem času, sem se lotil ustvarjanja prenosnega števca atmosferskih delcev (ki mu bomo kasneje rekli CPA)., ki se lahko prilegajo v žep. Ustvarjen je bil za:

• Držite v žepu.
• Imeti veliko avtonomijo delovanja.
• Bodite lahko razumljivi
• Meritve lahko shranite v računalnik.
• Za ponovno polnjenje.
• Če želite do njega dostopati s telefonom brez prisotnosti lokalnih omrežij komunikacije Wifi.
• Biti sposoben nadzorovati napravo za čiščenje zraka, če onesnaženost presega določen prag.

Značilnosti

• Dimenzije: 65 x 57 x 23 mm
• Izmerjeni delci: PM1, PM2.5 in PM10
• Avtonomija: med 3 urami in nekaj tedni, odvisno od izbranega načina delovanja.
• Litij -ionska baterija 3v7 - 680 mAh
• Mikro USB vmesnik za polnjenje in prenos podatkov.
• Spomin na 2038 meritev (680 na vrsto PMxx)
• Obdobje vzorčenja: neprekinjeno, 5min, 15min, 30min, 1h
• Izhod ukaza 3v3 glede na stopnjo onesnaženosti.
• Večbarvni LED vmesnik za lažje razumevanje
• Nadzor vmesnika v računalniku, tabličnem računalniku, telefonu (Android, iOS) prek Wi -Fi.

1. korak: Prototipi škatle

Začel sem z razmišljanjem o obliki, ki bi ji lahko dal škatlo, navdihnjeno s sodobnimi modeli predmetov.

Tukaj je nekaj vlečenih škatel.

Na koncu sem izbral najpreprostejši kovček in najmanjši: glej glavno fotografijo na tem navodilu.

2. korak: Prototipi kartic

V vseh treh prototipnih karticah imam. Toda tukaj sta vidna samo 2.

Prototipi so omogočili razvoj napajalnikov 5V in 3v3. Te je bilo težko razviti, ker sem moral najti komponente, da sem dobil moč, potrebno za zagon mikrokrmilnika WiFi (ESP8266 - 12). Elektronski polnilni del litij-ionske baterije je deloval hitreje, nato pa sem za dobro ergonomijo naprave večkrat spremenil lokacijo različnih stikal in priključkov.

3. korak: Škatla

LED diode so prozorne skozi ohišje. Odprtine za dovod zraka so na levi strani ohišja. Na desni strani najdemo:

• Gumb za izbiro načina prikaza.
• Stikalo za vklop / izklop.
• Izbirno stikalo za prenos meritev v računalnik. Omogoča preklapljanje med serijsko povezavo med ESP8266 in senzorjem delcev ali med ESP8266 in vrati mikro USB. Pozor, če ta ni dobro nameščen, komunikacija med elektronsko kartico in senzorjem ne bo več zagotovljena in CAP se ne bo mogel pravilno zagnati.
• Vtičnica za mikro USB za polnjenje baterije ali ukrepi za prenos serijskega protokola.

4. korak: Senzor

Preizkusil sem dva različna senzorja. Laserski senzor SDS011 V1.2 PM2.5 podjetja Nova Fitness Co. Ltd. (doc) s ključem za serijski vmesnik USB.

Drugi senzor (kovinsko ohišje) je PMS7003M podjetja PLANTOWER (doc).

To je tisto, ki ga uporabljam v svojem primeru. Lahko meri koncentracijo drobnih delcev manj kot 1 μm (PM1); manj kot 2,5 μm (PM2,5) in manj kot 10 μm (PM10). Načelo delovanja senzorja PSM7003M je naslednje: laser osvetljuje zračni prah. Optični senzor zajame lasersko svetlobo in ustvari električni signal, sorazmeren s hitrostjo in velikostjo prahu v zraku.

Njegove značilnosti so prikazane v tabeli značilnosti.

5. korak: Montaža

Na strani senzorja je le mesto baterije.

6. korak: Delovanje

Srce sistema je ESP8266 (tip ESP-12F). Ta mikrokrmilnik je opremljen z oddajnikom Wifi. ESP8266 je na voljo v več različicah. ESP8266 komunicira s senzorjem PMS7003 prek serijske povezave. Obnavlja vrednosti koncentracij delcev in število delcev. Nato izračuna indeks kakovosti AQI, če je način nadzora izhoda v "Samodejno" in je raven onesnaženosti v PM2,5 višja od 50 (indeks kakovosti zraka AQI PM2,5> 50), izhod je nastavljen visoko (3v3). V nasprotnem primeru je nastavljena na nizko vrednost (0v). ESP8266 je konfiguriran v Access Point -> AP (Wifi point). To pomeni, da je prepoznan kot terminal Wifi, na katerega se lahko telefon poveže. Telefon mora izbrati ta terminal Wifi in vnesti kodo APPSK (nekoliko podobno kodi WEP polja ADSL) za dostop do njega. Nato telefon vnese naslov IP za dosego. Tukaj bo 192.168.4.1. Nato se na telefonu prikaže spletna stran, iz katere se nadzoruje polje in vizualizirajo vrednosti onesnaženja. Koda APPSK, konfigurirana v programu, je "AQI_index". Kodo APPSK lahko programer spremeni, ker je v programu, naloženem v ESP8266. Naslov za nalaganje integrirane spletne strani je: "192.168.4.1".

ESP8266 meri napetost akumulatorja. Če je pod mejno napetostjo (3v2 = 0%), naprava preide v stanje pripravljenosti. Baterija je 100% pri napetosti 4v2.

ESP lahko shrani do 2038 vzorcev vrednosti koncentracije delcev PM1, PM2.5 in PM10. Približno 680 vzorcev na velikost delcev. Te meritve lahko naložite tako, da priključite kabel, opremljen s pretvornikom USB / zaporedni, in zaženete prenos prek vdelane aplikacije. Vrednosti prenesenih vzorcev se normalizirajo na naslednji način, da se prihrani pomnilniški prostor:

• PM1: (μg / cm3) / 5
• PM2,5: (μg / cm3) / 5
• PM10: (μg / cm3) / 6

Če želite najti pravo vrednost koncentracije, potem vrednost pomnožite s 5 ali 6, odvisno od primera.

7. korak: Spletni vmesnik 1/4

Oglejte si videoposnetek spletnega vmesnika

To je vmesnik, ki je na voljo po povezavi med CPA in telefonom. Omogoča vizualizacijo koncentracij mikro delcev za PM1, PM2.5 in PM10 v μg / m3. Indeks kakovosti zraka je AQI, predstavljen s številko in dobesednim izrazom, v skladu s tabelo opredelitve indeksa AQI. Obstaja tudi merilnik baterije.

Oddelek je namenjen samodejnemu nadzoru izhoda krmiljenja CPA pod imenom Konfiguracija ventilatorja. Za ":" naslova odseka se prikaže trenutni način (Samodejno, Začni, Ustavi). Na dnu bi ta izhod upravljal napravo za čiščenje zraka (ventilator = ventilator). Tako je mogoče vklopiti ali izklopiti ali pustiti avtomatski način z izklopom, ko zrak preseže indeks AQI 50.

Oddelek je namenjen merjenju "Measure config". Za ":" je prikazan trenutni način (nadaljevanje, občasno 5min, 15min, 30min, 1h, ustavitev). Tako je mogoče izvajati meritve neprekinjeno (v resnici je obdobje vzorčenja blizu 2 sekundi) ali vsakih 5, 15, 30 minut, 1 h ali ustaviti vzorčenje.

V razdelku "Način prikaza" lahko izberete, kako bodo informacije (vse tiste, ki so na voljo na spletnem vmesniku), prikazane na škatli prek večbarvnih LED. Za ":" je prikazan trenutni način (prevedeno, PM1.0, PM2.5, PM10). Vsak pritisk na "način prikaza" preklopi iz enega načina prikaza v drugega v naslednjem vrstnem redu:

• Sestavljeno
• PM1.0
• PM2,5
• PM10

8. korak: Spletni vmesnik 2/4

Pomen barve LED v načinu "Prevedeno" je naslednji: Raven baterije:

• > 30% = zelena
• > 10% in <30%: oranžna
• <10% = rdeča

Raven spomina:

• > 30% = zelena
• > 10% in <30%: oranžna
• <10% = rdeča

Krmilni izhod:

• Visoka moč: zelena
• Nizka moč: rdeča
• Samodejni način upravljanja: modra

9. korak: Spletni vmesnik 3/4

Izhod PM1.0, PM2.5 in PM10: Barva LED je takšna, ki ustreza barvni tabeli indeksa AQI. Pomen barve 10 LED v načinu "PM1.0, PM2.5, PM10" je naslednji:

• Barva LED diod predstavlja stopnjo onesnaženosti zraka, kot je navedeno v tabeli indeksa AQI. Na primer, če so LED diode rdeče, to pomeni, da je stopnja onesnaženosti škodljiva za zdravje.
• Število prižganih LED diod predstavlja vrednost indeksa AQI za zadevno barvo, kot je navedeno v tabeli indeksa AQI. Na primer, če je na 10 le ena zelena LED, je indeks 1/10 največjega zelenega indeksa, tj. 50/10 = 5. Če je 5 zelenih LED na 10, je vrednost 50 / 10x5 = 25. Če 5 svetijo vijolične LED diode, vrednost je (300-201) /10x5+201=250.5.
• Vsakič, ko pritisnete gumb, ena od 4 LED na desni utripa oranžno. Označuje, kateri način prikaza je izbran:

10. korak: Spletni vmesnik 4/4

V razdelku "Preostali podatki" je prikazan preostali pomnilniški prostor za shranjevanje meritev. Za ":" je prikazan preostali %. S pritiskom na gumb "počisti pomnilnik" se pomnilnik izbriše. S pritiskom na gumb "download" se začne prenos vzorcev v računalnik. Na koncu spletnega vmesnika se prikaže tabela indeksa AQI.

11. korak: Začnite

1. Stikalo za vklop / izklop preklopite v položaj za vklop.
2. Pojavi se mavrica LED, ki poskrbi, da vse LED delujejo…. in potem je lepo.
3. Turkizne LED svetijo ena za drugo. To omogoča inicializacijo časa senzorja delcev.
4. Prikaže se eden od načinov LED zaslona.
5. V telefonu ali računalniku izberite omrežje Wifi, ki se začne z "AQI_I3D-"
6. Vnesite kodo "AQI_index"
7. Odprite na primer Google in v naslovno vrstico vnesite: 192.168.4.1
8. Prikaže se spletna stran

Video posnetek

Korak: Prenos podatkov v računalnik

Za prenos podatkov iz škatle v računalnik morate:

1. Kabel mikro USB / serijsko povezavo (napetostna napetost 5v) priključite na USB računalnik.
2. Odprite serijski terminal v računalniku in ga konfigurirajte na naslednji način: 9600 BAUDS, 1 stop bit, parnost NONE, 1 start bit.
3. Preklopite mikro stikalo "omogoči nalaganje podatkov"
4. V vmesniku pritisnite "Prenesi"
5. Na serijskem terminalu počakajte na konec prenosa in kopirajte podatke.
6. Preklopite mikro stikalo "omogoči nalaganje podatkov" v prvotni položaj

Če se zdi, da SKP ne deluje, je možno, da stikalo ni znova nameščeno.

Korak: Pripravljenost med fazo vzorčenja

V načinih vzorčenja 5min, 15min, 30min in 1h CAP samodejno preide v stanje spanja po odvzemu merilnega vzorca in se zbudi šele 5, 15, 30 ali 60 minut kasneje. Avtonomija SKP se tako izjemno poveča.

Korak 14: Ponastavite na tovarniški način

V primeru, da ima SKP nekaj težav pri delovanju, je mogoče ponastaviti vse parametre delovanja in zanesljivo znova zagnati SKP. Za to:

1. Izklopite pokrovček Ostanite na gumbu Prižgite pokrovček.
2. Pojavi se mavrica LED
3. Turkizni LED trak se pojavi v manj kot sekundi
4. Izklopite CAP
5. SKP je zdaj ponastavljen.

Korak 15: Program pod Arduinom

Na voljo je tukaj

Za programiranje kartice je potrebno:

1. Odprite Arduino v računalniku
2. Konfigurirajte Arduino za ploščo ESP8266
3. Priključite mikro USB / zaporedni kabel UBS (3v3) med kartico in računalnikom
4. Preklopite gumb SW3 na "prgm"
5. Ostanite pri gumbu "SW1"
6. Vklopite napravo -> Naprava vstopi v način programiranja
7. Sprostitev "SW1"
8. Pod Arduino začnite programirati
9. Po koncu programiranja preklopite "SW3" na "SW3"
10. Izklopite in znova zaženite napravo

Korak 16: Električni diagrami

17. korak: PCB

18. korak: Nomenklatura

Tukaj je

19. korak: Naredite sami

Če želite to narediti, brez skrbi, predlagam več kompletov, odvisno od proračuna, ki ga želite dati

Obiščite mojo spletno stran (na voljo je francoska različica)

20. korak: in še več…

Naslednji korak je, da napravo povežete z ionizatorjem. Tako, da je zrak onesnažen, naprava zažene ionizator. Ionizator omogoča, da drobne delce spustite na tla. Ustvarja negativne elektrone, ki se povezujejo z okoliškim plinom in prahom ter njihov pozitivni električni naboj spreminjajo v negativni naboj. Ker ima zemlja in večina predmetov pozitiven naboj, se negativno nabiti delci, ki jih nanese ionizator, pritegnejo in se nanje prilepijo. Tako se zrak očisti. Ionizacija zraka ima tudi veliko drugih koristi za zdravje. Danes ionizator deluje. Ta predstavitev bo tema prihajajočega bloga.