Milžiniškas analoginis CO2 matuoklis: 6 žingsniai (su nuotraukomis)

2024 Autorius: John Day | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2024-01-30 10:46

Sekite daugiau autoriaus:

Dabartinėje atmosferoje virš kalno Havajuose yra apie 400 ppm anglies dioksido. Šis skaičius yra nepaprastai svarbus visiems, gyvenantiems planetų paviršiuje. Dabar mus supa arba šio nerimo paneigėjai, arba tie, kurie suspaudžia rankas susijaudinusio nerimo pliūpsnyje. Tačiau šį skaičių ir tūkstančius skaičių, sekančių jį naujienose, sunku iš tikrųjų suvokti kasdien. Koks CO2 kiekis aplink mane? Kaip galiu susieti šią idėją apie atmosferoje esančias dujas, dėl kurių planetos perkaitimas? Tiems, kurie domisi, aš sukūriau milžinišką analoginį CO2 matuoklį, kuris 4 pėdų ilgio adatos pagalba pagyvins bet kurios mokyklos kambario ar muziejaus diskusiją apie tai, kaip matuojamas CO2 ir kaip galite tapti šios dujų analizės dalimi.

Iš mano darbo analizuojant dujų mišinius snorkeliuose: https://www.instructables.com/id/CO2-Measurement-in-Snorkels/ ir milžiniškų potvynių laikrodžių gamybos malonumas: https://www.instructables.com/ id/ „Giant-Tide-Clock“/ Aš pakeičiau CO2 jutiklį ir tvirtą servo mechanizmą, kad ant sienos būtų sumontuotas analoginis CO2 matuoklis, labai tiksliai vaizduojantis dabartinį CO2 lygį ore. Didžioji dalis konstrukcijos yra atspausdinta 3D formatu, taip pat suteikia tikslią skaitmeninę išvestį iš „Adafruit“plunksnų E rašalo ekrano. Jutiklio korpuso oro uostymo ragas yra nuostabus STL failas iš: „iiime“pakeiskite 3 colių spiralinių garsiakalbių dėžutės dydį, kuris iš pradžių buvo padarytas „Nautilus“garsiakalbių korpusams. Jis veikia iš įkraunamų baterijų arba 5 voltų sieninių karpų ir visus jūsų duomenis įrašys į pridėtą SD kortelės laikiklį.

1 žingsnis: surinkite savo medžiagas

Statybinės medžiagos nėra pigios, tačiau padidina rodmenų tikslumą.

1. „Adafruit“2,13 colių trijų spalvų „eInk“/ „ePaper“ekranas „FeatherWing“-raudona juoda balta-už tai galite naudoti labai pigų TFT už 3,00 USD, bet jis nebūtų rodomas taip gerai saulės šviesoje. Šio sukraunamo ekrano trūkumas yra kad lėtai atsinaujina.

2. „Adafruit Feather 32u4 Adalogger“- šio įrenginio MO versija su jutikliu neveikia gerai. Galite apsieiti su pigesniu 32u4 paprastu įrenginiu be SD kortelės lizdo, tačiau tai palengvina, jei norite įrašyti visus savo duomenis.

3. Tvirtas metalinis įjungimo/išjungimo jungiklis su mėlynu LED žiedu - 16 mm mėlynas įjungimas/išjungimas

4.10, 000 ppm MH-Z16 NDIR CO2 jutiklis su I2C/UART 5V/3.3V sąsaja „Arduino“/„Raspeberry Pi by Sandbox Electronics“-tikrai puiki šios įmonės patirtis be problemų, įsitikinkite, kad laikotės nurodymų, kaip įjungti 3 voltų išėjimą- jis veikia tik 5 voltais

5. Standartinis stebulės velenas ServoBlock ™ (24T Spline) ServoCity - dar viena puiki kompanija! (Aš negaunu jokios naudos iš šių įmonių patvirtinimų)

6. Standartinis „HiTec Digital Servo“, kuris tinka aukščiau.

7. 6,00 colių aliuminio kanalas-„Servo City“

2 žingsnis: 3D spausdinkite komponentus

Visi komponentai lengvai spausdinami naudojant PLA bet kuriame 3D spausdintuve. Mano naudojamas pigus „Creality CR10“turi pakankamai plačią išvesties bazę, kad būtų galima užtikrinti didelį rago ir galinės plokštės dydį. Tai užtruko kelias valandas, tačiau problemų nekilo. Spausdinkite su palaikymu. Tada ragas buvo purškiamas tais tekstūruotais dažais, kurie suteikia galutiniam produktui tą smėlio pojūtį ir padengia smulkias 3D spausdinimo linijas. Galinė plokštė buvo sukurta „Fusion 360“, kad lengvai tilptų į „Feather E“rašalo ekrano langą. Kiti failai skirti rodyklės strypo tvirtinimo laikiklio varžtui ir korpusui, kuriame yra rodyklės apačios atsvarai.

3 žingsnis: sukurkite

Konstrukcija yra gana paprasta. Servocity sistema leidžia greitai surinkti servo mechanizmą prie atraminės konstrukcijos. Priedai, skirti pritvirtinti priekinį ragą su galine plokšte, kurioje yra visa elektronika, yra pagaminti iš dviejų sulenktų jungčių plokščių, kurios yra priklijuotos prie plokštės galo E6000. Kita jungties plokštė tęsiasi iš galo, kad būtų galima tvirtai pritvirtinti prie 90 laipsnių sieninės jungties. Naudojamą rodyklę galima padaryti iš esmės bet kokio ilgio-mano dydis buvo apie 4 pėdos. Aš naudojau ilgą važiuojamosios dalies žymeklį, kurį galite rasti didelėje dėžutėje už mažiau nei 5 USD. Jie pagaminti iš stiklo pluošto ir yra gražūs bei lengvi pagal savo ilgį. Esant servo situacijai, net jei yra pavarų dėžės atrama, turite atsargiai atsverti svorį ir tiksliai jį sukoncentruoti į laikiklį. Mano atsvara buvo pagaminta su poveržlėmis, uždarytomis 3D spausdintame korpuse, o po to sandariai supjaustyta poliaus galu epoksidiniu būdu. Įsitikinkite, kad servo sistema toleruoja šią masę ir atsvarą, išbandydama-servo sistema turėtų nustoti verkšlenti, kai pasiekia savo vietą programinėje įrangoje. Jei jis ir toliau skundžiasi ir juda, greičiausiai turite problemų.

4 žingsnis: viela/surinkimas

Prijungimo schema pateikta aukščiau. Pagal šį scenarijų servo kaištis prijungtas prie 11 kaiščio. E popieriaus ekranas užima nemažai kaiščių ant plunksnos, todėl netyčia jų nenaudokite. Įsitikinkite, kad SDA, SCL poros yra tinkamai prijungtos. Maitinimas atliekamas per 5 voltų sieninę karpą (2 A) arba „Lipo“bateriją. Sieninė karpa nukreipiama per įjungimo/išjungimo jungiklį, sumontuotą rago viršuje, kuris tada maitina plunksnų kompiuterį, servo ir jutiklį 5 voltais. Taip pat lygiagrečiai prie rago galo pritvirtinau keletą mėlynų šviesos diodų, kad tunelio gale būtų šiek tiek šviesos. (Tai nėra prijungimo schemoje.) CO2 lazerio jutiklis yra sumontuotas šalia rago angos, kad galėtumėte įpūsti į jį arba tiekti kitus oro mišinius iki jo burnos. Skaitmeninė plokštė taip pat yra sumontuota rago viduje, o maitinimo jungtys yra tiesiogiai prijungtos prie jungiklio. Įžeminimo laidas, maitinimo laidai ir SDA, SCL linijos išvedamos iš plokštės galo į plunksnų plokštę. „Adalogger Feather/ E“popieriaus ekranas yra sumontuotas plokštelės gale. Išbandžius visas jungtis, ragas per naktį užsandarinamas ant galinės plokštės klijais E6000.

5 žingsnis: užprogramuokite

Tikrai paprasta programa su „Arduino IDE“. Įtraukite įvairias prijungtų mašinų bibliotekas: NDIR_I2C.h (įtraukta į „Sandbox Electronics“svetainę), „Adafruit_EPD.h“, skirta gražiam elektroninio popieriaus ekranui paleisti, „Servo.h“-standartinei servo bibliotekai. Apibrėžkite kaiščius, būtinus ekranui. Nustatykite servo išvesties kaištį. Pritvirtinkite servo ir jutiklį. Ciklo funkcija tiesiog nuskaito jutiklį ir perduoda jį į servo sistemą su žemėlapio/apribojimo funkcija. Vienintelė sudėtinga dalis yra jūsų servo diapazono apribojimas, kad jis nesitrenktų į laikiklio šonus. Man patiko idėja apie galinį laikiklio tvirtinimą prie servo/rodyklės, uždengtą tarp priekinės plokštės ir galinės sienelės laikiklio, tačiau ji taip pat turi tam tikrų apribojimų. Naudokite standartinę šlavimo pavyzdį, kad išbandytumėte servo kampo ribas ir apribotumėte jas žemėlapio funkcijoje. Pabaigoje esantys teiginiai turi apriboti servo greitį, kad ilgosios rodyklės rankos atsvaros impulsas nesunaikintų skulptūros.

6 žingsnis: naudokite

Prietaisas lengvai pritvirtinamas prie bet kurio sienos paviršiaus, naudojant kelis varžtus. Jis nesveria tiek daug ir, nes taip lėtai juda, tikrai nesisukinėja. Pirmajame GIFF matote, kad jis yra nepaprastai jautrus CO2 net jūsų kvėpavimo metu. Įkvėpimas į rago galą padidina galimą CO2 lygį iki 4%, kuris būtų 40 000 ppm. Jutiklis išsijungia nuo 10 000, o jūs galite tai išspręsti programuodami lazdelės judesį-ty išvestį padaryti logaritminę arba pakeisti judėjimo ciklą greitesniais svyravimais. Su juo galima lengvai atlikti kitus eksperimentus, įskaitant įdėjimą į mažą uždarą kambarį su daugybe žmonių (bažnyčios rūsyje, kai pasisekė) arba lauke ant vėjo šlaito. Mažiausia, ką gavau, buvo apie 410, o vakar buvo 50 mylių per valandą vėjas. Galimas šios priemonės panaudojimas būtų supažindinti žmones su CO2 stebėsenos koncepcija ir jos svarba - ne kokiu nors abstrakčiu kiekiu, į kurį kalba kalbančios galvos, bet tuo, ką iš tikrųjų galime išmatuoti savo klasėse ar muziejuose.

Neatsispirkite norui būti šios baisios problemos sprendimo dalimi nei išsilavinimu, nei kalbėjimu.