Sniffer cząstek: 6 kroków (ze zdjęciami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-30 11:28

Pracując z wcześniejszymi projektami nad oceną PM2,5 zauważyłem, że mankamentem jest brak możliwości zlokalizowania punktowych źródeł zanieczyszczeń drobnocząsteczkowych. Większość próbek wykonywanych przez gminy i zdjęcia satelitarne zbiera szerokie źródła, które tak naprawdę nie mówią na poziomie osobistym, skąd to pochodzi i jak je wyeliminować. Urządzenie Honeywell ma własną dmuchawę oraz okna wejściowe i wyjściowe, jedyne, czego potrzebowałem, to sposób ukierunkowania przepływu powietrza specjalnie do tych obszarów – i oczywiście miałem już wydrukowany/zaprojektowany w 3D nos psa, który mogłem założyć na koniec, więc reszta była tylko po to, aby zaprojektować jednostkę próbkującą broń z wyzwalaczem, która pozwoliłaby mi dokładnie zbadać, skąd pochodzą moi zabójcy.

Krok 1: Zbierz swoje materiały

Użyłem Honeywell HPMA ze względu na jego niezawodność i niską cenę. Kombinacja ESP32 i 8266 ładowarka/wzmacniacz jest również używana ponownie.

1. HONEYWELL HPMA115S0-TIR PM2.5 czujnik cząstek laserowy moduł czujnika wykrywania jakości powietrza pm2.5 Super czujnik kurzu PMS5003 $18

2. Moduł ESP32 MINI KIT WiFi + płytka rozwojowa Internetu Bluetooth D1 MINI ulepszona na podstawie ESP8266 w pełni funkcjonalny 6 usd (AliExpress)

3. Osłona baterii na żywo MH-ET dla ESP32 MINI KIT D1 MINI pojedyncza bateria litowa do ładowania i doładowania $1 (AliExpress)

4. 18650 Bateria z przewodami 4 USD

5. IZOKEE 0,96 '' I2C IIC 12864 128X64 pikseli OLED 4 zł

6. Wytrzymały metalowy włącznik/wyłącznik z zielonym pierścieniem LED – zielony włącznik/wyłącznik 16 mm 5 USD (Adafruit)

7. Ogólna drukarka 3D (Ender 3)

8. Mikroprzełącznik Antrader KW4-3Z-3 Limit KW4 1,00 USD

9. Pierścień NeoPixel - 12 x 5050 RGB LED ze zintegrowanymi sterownikami 7,50 USD

Krok 2: Projekt i druk 3D

Wykrywacz jest zaprojektowany tak, aby wbudowane dmuchawy w czujniku HoneyWell były wyrównane i zamknięte w obudowie wykrywacza tak, że nozdrza na otwartym końcu łączą się bezpośrednio z portami wejściowymi czujnika, a wylotowy otwór wentylacyjny przechodzi przez obudowę i przez wiele otworów w tylnej osłonie. (Jeez brzmi jak zgłoszenie patentowe….źle) Pokaźny uchwyt pozwala na podłączenie baterii o dużej pojemności i reszty elektroniki. Port ładowania jest wyrównany w dolnej części obudowy uchwytu. Oświetlenie pierścieniowe Neopixel wokół nosa jest zaprojektowane tak, aby świecić przez obudowę na górze. Konstrukcja jest wykonana tak, że górna część głównej obudowy jest wykonana z przezroczystego PLA, a następnie zmieniono na szary PLA dla uchwytu i wreszcie przezroczysty PLA dla podstawy uchwytu, aby umożliwić zobaczenie koloru lampek ładowania. Mechanizm spustowy jest wyposażony w działający zawias kołkowy, który jest wydrukowany jako jeden element, ale miejmy nadzieję, że porusza się swobodnie.

Wszystkie pliki są wykonywane ze standardowymi ustawieniami na Cura dla ender 3. Żadnej części nie użyto podpór.

Krok 3: Podłącz to

Schemat okablowania jest zasadniczo taki sam jak okablowanie dla: https://www.instructables.com/id/Bike-Analog-Pollution-Meter/ z wyjątkiem tego, że nie ma serwa i że wyjście jest używane do linii danych dla pierścienia Neopixel. W takim przypadku przycisk zasilania steruje tylko zasilaniem z akumulatora do wzmacniacza mocy/ładowarki. Linia 5 V ze wzmacniacza jest kontrolowana przez wyłącznik krańcowy w uchwycie, który działa jak spust. Łączy zasilanie z boostera zarówno z Sensorem, ESP32, jak i Neopikselami, włączając je jednocześnie. Ekran I2C jest zasilany z 3 woltów z ESP32. Większość okablowania musi być wykonana, gdy uchwyt jest w trakcie budowy w następnej sekcji, ponieważ musisz przeprowadzić przewody przez różne otwory. Upewnij się, że najpierw to zrobiłeś!

Krok 4: Zbuduj to

Pierścień Neopixel jest najpierw przyklejany do obudowy nosa, dzięki czemu leży płasko i nie narusza jego ciasnego połączenia z korpusem. Poprowadź trzy przewody przez boczny otwór w korpusie głównym i w dół do uchwytu. Neopiksele powinny wskazywać główną przezroczystą obudowę. Czujnik powietrza jest następnie umieszczany w obudowie z małymi licznymi otworami wentylacyjnymi skierowanymi w stronę otworów nozdrzy, a rdzeń wentylatora skierowany do tyłu w kierunku podawania drutu. Wyprowadź przewody z tyłu iw dół do rdzenia uchwytu, gdzie zostaną przylutowane do ESP32. Ekran I2C jest przymocowany do przedniej części, a jego przewody wyjściowe przechodzą przez otwór w gnieździe przez uchwyt i są podłączone do płyty głównej. Okrągła osłona jest następnie przyklejana do ekranu. Wszystkie kleje to zazwyczaj E6000, chociaż można również użyć superGlue LocTight. Stożek przedniego nozdrza jest również przyklejony. Wyłącznik krańcowy jest podłączony i przyklejony na miejscu, podobnie jak główny włącznik/wyłącznik. Główna płyta ESP jest zamontowana i zainstalowana jest bateria 18650. Płyta doładowania jest bezpiecznie przyklejona do płyty podstawy urządzenia, upewniając się, że port ładowania jest dokładnie wyrównany z otworem. Przyklej na płycie podstawy, gdy wszystko działa poprawnie. Przełącznik spustowy jest przyklejony do metalowego pręta wyłącznika krańcowego w taki sposób, że z łatwością klika go w dolnej pozycji. Uważaj, aby klej nie dostał się do mechanizmu wyłącznika krańcowego.

Krok 5: Zaprogramuj to

Oprogramowanie wykorzystuje port szeregowy do importowania informacji z czujnika. Jednym z problematycznych problemów z tym czujnikiem jest to, że nie używa on I2C z bibliotekami, aby był wygodniejszy. Zamiast serwa jako wyjścia, jak w snifferze rowerowym, ten instrument wykorzystuje wyjście SSD1306 przez I2C. Wyświetlacz Neopixel jest sterowany przez bibliotekę Adafruit Neopixel Library w dość konwencjonalnym wyświetlaczu świetlnym, który emituje tylko 3 różne kolorowe światła dla poziomu PM2,5 w nozdrzach. Jeśli poziom jest niższy niż 25, miga na niebiesko, na zielono, jeśli od 25 do 80 i na czerwono, jeśli przekracza 80. Te wstępnie ustawione poziomy można zresetować w programie. Są one sterowane jako dane wyjściowe w instrukcji przypadku w funkcji rozjaśniania na dole programu. Można również przełączać czcionki wyjściowe ekranu i rozmiary ekranu. Czujnik wykonuje odczyt raz na sekundę.

Krok 6: Korzystanie z niego

Więc będąc w środku tej kwarantanny, jest trochę trudno wydostać się dużo i używać tego urządzenia, więc utknąłem robiąc filmy z YouTube w domu, aby zobaczyć, jak źle się dzieje. (Normalnie wypychałbym to w dół otworu wydechowego ciężarówki z silnikiem wysokoprężnym najbliższego sąsiada lub pod wiatr od palarni kawy – tak, wiem, że pieprzysz się z moją funkcją płuc!) Urządzenie uruchamia się ładnie w ciągu 4 sekund od naciśnięcia spustu. Dostaje błędnie wysoki odczyt, a następnie powoli stabilizuje się w ciągu 5 sekund. Większość odczytów dobrze pasuje do National Sampler około pół mili w dół bloku. Zwykły szok wydajności tostera, który umieściłem dla Ciebie w sieci. Drugi film przedstawia Granolę – yow – wyciekała 50 ppm przez ponad godzinę po wyjściu z piekarnika. Nozdrza mają tendencję do utrzymywania wysokiego poziomu zapachu przez chwilę, więc możesz je zdmuchnąć, aby natychmiast wykonać kolejny odczyt. Dwa miesiące temu PPM2.5 był poważnym problemem, teraz nikt o tym nie pamięta. Globalne ocieplenie – to było tyle zmartwień temu.

II nagroda w konkursie Druk 3D