Nešiojamas mikro dalelių skaitiklis PM1 PM2.5 PM10: 20 žingsnių (su nuotraukomis)

2024 Autorius: John Day | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2024-01-30 10:47

Šiais laikais oro tarša yra visur ir ypač mūsų miestuose. Dideli miestai yra grobiai ištisus metus, o taršos lygis kartais pasiekia (ir dažnai tam tikrą) lygį, labai pavojingą žmonių sveikatai. Vaikai yra labai jautrūs kvėpuojamo oro kokybei. Šis užterštas oras veda prie jų, be kitų alergijos problemų. Oras yra užterštas ne tik mūsų namuose, bet ir svarbiausiais laikais, mūsų namuose ir automobiliuose. Oro kokybės lygį galima rasti šioje svetainėje. Ši kinų svetainė renka visus viso režimo jutiklių oro kokybės matavimus. Oro kokybės lygis suformuotas pagal AQI indeksą, kuris skirtingose šalyse gali šiek tiek skirtis. Šiame dokumente paaiškinta, kaip apskaičiuoti šį indeksą. Šis kitas dokumentas yra supratimo vadovas.

Kad žinotume kvėpuojamo oro kokybę, kad ir kur eitume, ir realiu laiku, ėmiausi kurti nešiojamą atmosferos dalelių skaitiklį (kurį vėliau pavadinsime CPA)., gali tilpti į kišenę. Jis buvo sukurtas:

• Laikykite kišenėje.
• Turėkite didelę veiklos autonomiją.
• Būkite lengvai suprantami
• Galite išsaugoti matavimus kompiuteryje.
• Kad būtų įkraunama.
• Kad galėtumėte jį pasiekti naudodami savo telefoną be vietinių „Wi -Fi“ryšio tinklų.
• Gebėti valdyti oro valymo įrenginį, jei tarša viršija tam tikrą ribą.

Charakteristikos

• Dydis: 65x57x23mm
• Išmatuotos dalelės: PM1, PM2.5 ir PM10
• Autonomija: nuo 3 valandų iki kelių savaičių, priklausomai nuo pasirinkto darbo režimo.
• Ličio jonų baterija 3v7 - 680 mAh
• „Micro USB“sąsaja įkrovimui ir duomenų perdavimui.
• 2038 matavimų atmintis (680 kiekvieno tipo PMxx)
• Mėginių ėmimo laikotarpis: nuolatinis, 5 min., 15 min., 30 min., 1 val
• 3v3 komandų išvestis pagal taršos lygį.
• Įvairiaspalvė LED sąsaja, kad būtų lengviau suprasti
• Valdykite sąsają asmeniniame kompiuteryje, planšetiniame kompiuteryje, telefone („Android“, „iOS“) per „Wifi“.

1 žingsnis: dėžutės prototipai

Pradėjau galvoti apie formą, kurią galėčiau suteikti dėžutei, įkvėptą šiuolaikinio objektų dizaino.

Štai keletas nupieštų dėžių.

Galų gale aš pasirinkau paprasčiausią dėklą ir mažiausią: žiūrėkite pagrindinę nuotrauką šioje instrukcijoje.

2 žingsnis: kortelių prototipai

Turiu visas 3 prototipines korteles. Bet čia matomi tik 2.

Prototipai leido sukurti 5V ir 3v3 maitinimo šaltinius. Tai buvo sunku sukurti, nes turėjau rasti komponentų, kad gaučiau galią, reikalingą „WiFi“mikrovaldikliui paleisti (ESP8266 - 12). Ličio jonų akumuliatoriaus elektroninė įkrovimo dalis veikė greičiau. Po to kelis kartus pakeičiau įvairių jungiklių ir jungčių vietą, kad būtų užtikrinta gera prietaiso ergonomika.

3 žingsnis: dėžutė

Šviesos diodai matomi skaidriai per korpusą. Oro įleidimo angos yra kairėje korpuso pusėje. Dešinėje pusėje randame:

• Rodymo režimo pasirinkimo mygtukas.
• Įjungimo / išjungimo jungiklis.
• Pasirinkimo jungiklis, skirtas matavimams perkelti į kompiuterį. Tai leidžia perjungti nuosekliąją jungtį tarp ESP8266 ir dalelių jutiklio arba tarp ESP8266 ir mikro USB prievado. Dėmesio, jei ši vieta nėra gerai išdėstyta, ryšys tarp elektroninės kortelės ir jutiklio nebebus užtikrintas ir BŽŪP nepavyks tinkamai pradėti.
• „Micro USB“lizdas akumuliatoriui įkrauti arba nuoseklaus protokolo perdavimo priemonės.

4 žingsnis: jutiklis

Aš išbandžiau du skirtingus jutiklius. SDS011 V1.2 PM2.5 lazerinis jutiklis iš „Nova Fitness Co. Ltd.“(doc) su USB serijinės sąsajos raktu.

Kitas jutiklis (metalinis korpusas) yra PMS7003M iš PLANTOWER (doc).

Tai aš naudoju savo atveju. Jis gali išmatuoti smulkių dalelių, mažesnių nei 1μm (PM1), koncentraciją; mažiau nei 2,5 μm (PM2,5) ir mažiau nei 10μm (PM10). PSM7003M jutiklio veikimo principas yra toks: lazeris apšviečia oro dulkes. Optinis jutiklis fiksuoja lazerio šviesą ir sukuria elektrinį signalą, proporcingą ore esančių dulkių greičiui ir dydžiui.

Jo charakteristikos parodytos charakteristikų lentelėje.

5 žingsnis: montavimas

Jutiklio šone yra tik baterijos vieta.

6 žingsnis: veikimas

Sistemos esmė yra ESP8266 (tipas ESP-12F). Šiame mikrovaldiklyje yra „Wifi“siųstuvas. ESP8266 galima įsigyti keliais variantais. ESP8266 palaiko ryšį su PMS7003 jutikliu per nuosekliąją nuorodą. Jis atkuria dalelių koncentracijos vertes ir dalelių skaičių. Tada jis apskaičiuoja AQI kokybės indeksą, jei išvesties valdymo režimas yra „automatinis“ir PM2.5 taršos lygis yra didesnis nei 50 (oro kokybės indeksas AQI PM2.5> 50), išvestis nustatyta aukšta (3v3). Priešingu atveju jis nustatytas žemai (0v). ESP8266 sukonfigūruotas prieigos taške -> AP („Wifi point“). Tai yra, jis atpažįstamas kaip „Wifi“terminalas, prie kurio telefonas gali prisijungti. Telefonas turi pasirinkti šį „Wifi“terminalą ir įvesti kodą APPSK (šiek tiek panašus į ADSL dėžutės WEP kodą), kad jį pasiektų. Tada telefonas įveda IP adresą, kurį reikia pasiekti. Čia bus 192.168.4.1. Tada telefone rodomas tinklalapis, iš kurio valdomas langelis ir vizualizuojamos taršos vertės. Programoje sukonfigūruotas APPSK kodas yra „AQI_index“. Programuotojas gali keisti APPSK kodą, nes jis yra programoje, įkeltoje į ESP8266. Integruoto tinklalapio įkėlimo adresas yra: "192.168.4.1".

ESP8266 matuoja akumuliatoriaus įtampą. Jei ji yra žemesnė už ribinę įtampą (3v2 = 0%), prietaisas perjungiamas į budėjimo režimą. Baterija yra 100%, kai įtampa yra 4v2.

ESP gali saugoti iki 2038 PM1, PM2.5 ir PM10 dalelių koncentracijos vertės mėginių. Apie 680 mėginių iš dalelių dydžio. Šiuos matavimus galima atsisiųsti prijungus kabelį su USB / serijos keitikliu ir pradėjus perdavimą naudojant įterptąją programą. Siekiant sutaupyti vietos atmintyje, perduotų mėginių vertės normalizuojamos taip:

• KD1: (μg / cm3) / 5
• KD2,5: (μg / cm3) / 5
• KD10: (μg / cm3) / 6

Norėdami rasti tinkamą koncentracijos vertę, padauginkite ją iš 5 arba 6, priklausomai nuo atvejo.

7 žingsnis: žiniatinklio sąsaja 1/4

Žiūrėkite vaizdo įrašą apie žiniatinklio sąsają

Tai sąsaja, pasiekiama prijungus CPA ir telefoną. Tai leidžia vizualizuoti PM1, PM2.5 ir PM10 mikrodalelių koncentracijos vertes μg / m3. Pagal AQI indekso apibrėžimo lentelę oro kokybės indeksas yra AQI, vaizduojamas skaičiumi ir tiesiogine išraiška. Taip pat yra akumuliatoriaus matuoklis.

Skyrius skirtas automatiniam CPA valdymo išvesties valdymui, pavadinimu „Ventiliatoriaus konfigūracija“. Po skyriaus pavadinimo „:“rodomas dabartinis režimas (Automatinis, Pradėti, Sustabdyti). Pagrinde ši išvestis valdytų oro valymo įrenginį (ventiliatorius = ventiliatorius). Taigi, kai oras viršija 50 AQI indeksą, jį galima įjungti arba išjungti arba palikti automatiniu režimu, kai kelionė vyksta.

Skyrius skirtas „Matavimo konfigūracijos“matavimui. Po „:“rodomas dabartinis režimas (tęsinys, periodinis 5 min., 15 min., 30 min., 1 val., Sustojimas). Taigi galima atlikti matavimus nepertraukiamai (iš tikrųjų mėginių ėmimo laikotarpis yra beveik 2 sekundės) arba kas 5, 15, 30 min., 1 valandą arba sustabdyti mėginių ėmimą.

Skyriuje „Rodymo režimas“galima pasirinkti, kaip informacija (visa informacija, pasiekiama žiniatinklio sąsajoje) bus rodoma dėžutėje per įvairiaspalvius šviesos diodus. Po „:“nurodomas dabartinis režimas (kompiliuotas, PM1.0, PM2.5, PM10). Kiekvienas mygtukas „Rodymo režimas“perjungiamas iš vieno ekrano režimo į kitą tokia tvarka:

• Sudaryta
• PM1.0
• PM2.5
• PM10

8 veiksmas: žiniatinklio sąsaja 2/4

Šviesos diodo spalvos reikšmė „kompiliuotame“režime yra tokia: Baterijos lygis:

• > 30% = žalia
• > 10% ir <30%: oranžinė
• <10% = raudona

Atminties lygis:

• > 30% = žalia
• > 10% ir <30%: oranžinė
• <10% = raudona

Valdymo išvestis:

• Didelis išėjimas: žalia
• Mažas išėjimas: raudonas
• Automatinis valdymo režimas: mėlynas

9 veiksmas: žiniatinklio sąsaja 3/4

Išvestis PM1.0, PM2.5 ir PM10: šviesos diodo spalva atitinka AQI indekso spalvų lentelę. 10 šviesos diodų spalvos reikšmė režimu „PM1.0, PM2.5, PM10“yra tokia:

• Šviesos diodų spalva atspindi oro taršos lygį, nurodytą AQI indekso lentelėje. Pavyzdžiui, jei šviesos diodai yra raudoni, tai reiškia, kad taršos lygis kenkia sveikatai.
• Šviesos diodų skaičius rodo atitinkamos spalvos AQI indekso vertę, kaip nurodyta AQI indekso lentelėje. Pvz., Jei ant 10 yra tik vienas žalias šviesos diodas, indeksas yra 1/10 didžiausio žaliojo indekso, ty 50/10 = 5. Jei 5 žalios šviesos diodai šviečia 10, vertė yra 50 / 10x5 = 25. Jei 5 dega purpuriniai šviesos diodai, vertė yra (300-201) /10x5+201=250,5.
• Kiekvieną kartą paspaudus mygtuką, vienas iš 4 šviesos diodų dešinėje mirksi oranžine spalva. Tai rodo pasirinktą ekrano režimą:

10 veiksmas: žiniatinklio sąsaja 4/4

Skyriuje „Likusieji duomenys“nurodoma likusi atminties vieta matavimams išsaugoti. Po „:“nurodomas likęs %. Paspaudus mygtuką „išvalyti atmintį“, atmintis ištrinama. Paspaudus mygtuką „atsisiųsti“, mėginiai pradedami perkelti į kompiuterį. Žiniatinklio sąsajos pabaigoje rodoma AQI indekso lentelė.

11 veiksmas: pradžia

1. Įjunkite / išjunkite jungiklį į įjungimo padėtį.
2. Rodoma vaivorykštė šviesos diodų, kad įsitikintų, jog visi šviesos diodai veikia…. o tada grazu.
3. Turkio spalvos šviesos diodai užsidega vienas po kito. Tai leidžia dalelių jutikliui paleisti laiką.
4. Pasirodo vienas iš LED ekrano režimų.
5. Telefone ar kompiuteryje pasirinkite „Wifi“tinklą, prasidedantį „AQI_I3D-“
6. Įveskite kodą „AQI_index“
7. Atidarykite, pavyzdžiui, „Google“ir adreso juostoje įveskite: 192.168.4.1
8. Rodomas tinklalapis

Vaizdo įrašas

12 veiksmas: duomenų perkėlimas į kompiuterį

Norėdami perkelti duomenis iš dėžutės į kompiuterį, turite:

1. Prijunkite mikro USB kabelį / nuosekliąją jungtį (5 V įtampos lygis) prie USB kompiuterio.
2. Kompiuteryje atidarykite nuoseklųjį terminalą ir sukonfigūruokite jį taip: 9600 BAUDS, 1 stop bit, parity NONE, 1 start bit.
3. Perjunkite mikro jungiklį „įgalinti duomenų įkėlimą“
4. Sąsajoje paspauskite „Atsisiųsti“
5. Serijiniame terminale palaukite perdavimo pabaigos ir nukopijuokite duomenis.
6. Perjunkite mikro jungiklį „įgalinti duomenų įkėlimą“į pradinę padėtį

Jei atrodo, kad BŽŪP neveikia, gali būti, kad jungiklis nebus grąžintas į vietą.

13 veiksmas: budėjimo režimas tarp mėginių ėmimo fazės

5 minučių, 15 minučių, 30 minučių ir 1 valandos mėginių ėmimo režimais CAP automatiškai užmiega, paėmęs matavimo mėginį, ir atsibunda tik po 5, 15, 30 ar 60 minučių. Taigi BŽŪP autonomija labai padidėjo.

14 veiksmas: iš naujo nustatykite gamyklinį režimą

Tuo atveju, kai BŽŪP turi tam tikrų veikimo problemų, galima iš naujo nustatyti visus veikimo parametrus ir patikimai iš naujo paleisti BŽŪP. Už tai:

1. Išjunkite BŽŪP Laikykite nuspaudę mygtuką Uždegkite BŽŪP.
2. Pasirodo LED vaivorykštė
3. Turkio spalvos LED juostelė pasirodo mažiau nei per sekundę
4. Išjunkite BŽŪP
5. Dabar BŽŪP iš naujo nustatyta.

15 žingsnis: programa pagal „Arduino“

Yra čia

Norėdami užprogramuoti kortelę, turite:

1. Kompiuteryje atidarykite „Arduino“
2. Konfigūruokite „Arduino“ESP8266 plokštėje
3. Prijunkite UBS mikro USB / nuoseklųjį kabelį (3v3) tarp kortelės ir kompiuterio
4. Perjunkite SW3 mygtuką į „prgm“
5. Laikykitės „SW1“mygtuko
6. Įjunkite įrenginį -> Įrenginys įjungia programavimo režimą
7. „SW1“išleidimas
8. Valdydami „Arduino“, pradėkite programuoti
9. Baigę programavimą, perjunkite „SW3“į „SW3“
10. Išjunkite ir iš naujo paleiskite įrenginį

16 žingsnis: elektros schemos

17 žingsnis: PCB

18 žingsnis: nomenklatūra

Štai jis

19 žingsnis: darykite tai patys

Jūs norite tai padaryti, nesijaudinkite, siūlau kelis galimus rinkinius, priklausomai nuo biudžeto, kurį norite sudėti

Apsilankykite mano svetainėje (galima prancūzų kalba)

20 žingsnis: ir dar daugiau …

Kitas žingsnis yra susieti prietaisą su jonizatoriumi. Kad oras būtų užterštas, prietaisas paleidžia jonizatorių, jonizatorius leidžia kažkaip nuleisti smulkias daleles ant žemės. Jis generuoja neigiamus elektronus, susijusius su aplinkinėmis dujomis ir dulkėmis, paversdamas jų teigiamą elektros krūvį į neigiamą krūvį. Kadangi žemė ir dauguma objektų turi teigiamą krūvį, jonizatoriaus neigiamai įkrautos dalelės traukia ir prilimpa prie jų. Taigi oras išvalomas. Oro jonizacija taip pat turi daug kitų naudos sveikatai. Šiandien jonizatorius veikia. Šis pristatymas bus būsimo tinklaraščio tema.