Analizator cząstek słonecznych: 5 kroków (ze zdjęciami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-30 11:29

Byłem niedawno na konferencji w Fairbanks na Alasce, gdzie lokalna firma węglowa (Usibelli Coal Mine) sponsorowała innowatorów, którzy zastanawiali się nad sposobami poprawy jakości powietrza. Oczywiście ironiczne, ale też naprawdę świetne. Wygląda na to, że nie są to badania sponsorowane przez firmy tytoniowe w celu wykazania, że ich produkt jest dobry dla ciebie, ani obecne zbiory płatnych „naukowców”, którzy zaprzeczają zmianom klimatu lub ewolucji, ale sposób radzenia sobie z niefortunną kombinacją czynników, które sprawiają, że Fairbanks powietrze jest mniej niż idealne w zimie, gdy inwersja termiczna, niskie temperatury, samochody i ogrzewanie domów drewnem powodują, że liczba cząstek stałych przekracza limity EPA. Ten gulasz nie jest dobry dla twojego zdrowia - najlepszym miejscem do rozpoczęcia, jeśli jesteś tym zainteresowany, jest Wikipedia:

Jeśli spojrzysz daleko w tym artykule, zobaczysz mapę Stanów Zjednoczonych i obszarów przekraczających limity EPA, które obejmują niewielką część Alaski – Fairbanks. Być może nie jest to jedyne miejsce, w którym zimą powietrze może być złe. Zbocze północne, gdzie wydobycie ropy i gazu wiąże się ze spalaniem dużej ilości węglowodorów, zostało zbadane. Dziwnie jest myśleć o tych maleńkich, dziewiczych wioskach w Arktyce, które cierpią z powodu powietrza, które częściej występuje w miejskich Chinach. Ale co z tym zrobić? Innowacyjnym pomysłem jest zainteresowanie większej liczby osób problemem, który robi ta lokalna spółka węglowa. Mój projekt polega na uczynieniu tych urządzeń monitorujących łatwiejszymi do użytku domowego - tanie, zasilane energią słoneczną, aplikacja na telefon do wyświetlania i przyjazna dla oczu.

Krok 1: Zbierz swoje zapasy

1. Najbardziej oczywistym osiągnięciem jest ta duża muszla na zdjęciu! Na szczęście są one dostępne w wielu sklepach z wyposażeniem domu lub w Internecie za mniej niż 20 USD (lub wydrukuj… https://www.instructables.com/id/Giant-Analog-CO2-Meter/) kształt do zbierania wiatru i zasłaniania pracy próbnika cząstek i komputera oraz ochrony konstrukcji z podsłuchem przed deszczem, śniegiem i innymi rzeczami.

2 ogniwa słoneczne - ALLPOWERS 2,5 W 5 V / 500 mAh Mini epoksydowane ogniwo słoneczne 8,00 USD

3. Moduł ładujący TP4056 z ochroną akumulatora 18650 BMS 5 V Micro USB 1A -- prawie 0 USD

4. Pióro Adafruit ESP32 - 19 USD

5. Ogólna bateria Lipo 18650 $3

6. Adafruit (PID 2030 PowerBoost 1000 Basic - 5V USB Boost @ 1000mA od 1.8V+ to coś jest świetne, ponieważ ma pin enable, którego potrzebujesz 10 USD

7. Adafruit TPL5111 Low Power Timer Breakout - genialne małe urządzenie do pomiaru czasu 6,00 USD

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

Krok 2: Podłącz to

Okablowanie jest bardzo proste. Diagram Fritzing zawiera wszystkie szczegóły. Jednostka Honeywell ma wiele przewodów wychodzących z tylnego złącza, ale ta karta informacyjna powinna pomóc, jeśli potrzebujesz więcej informacji:

Jest to połączenie UART z ESP32, które ma dwa porty szeregowe i powinno być podłączone do pinów RX i TX na płytce rozwojowej. Zasilanie musi pochodzić z jednostki wspomagającej, która pobiera napięcie akumulatora lipo do 5 V dla czujnika. Logika na wyjściu czujnika wynosi 3 V, więc nie musisz się z tym bawić. Cudowna mała jednostka czasowa od Adafruit (nie dostaję pieniędzy od żadnego producenta…) TPL5111 wykorzystuje piny enable zarówno na jednostce Boost, jak i na płycie ESP32, aby włączać urządzenie co dwie godziny. Można to regulować za pomocą malutkiego rezystora zmiennego na płytce od co sekundę do dwóch godzin. Można to również zastąpić stałym rezystorem - wykres można znaleźć na stronie internetowej Adafruit. TPL ma w sobie dziwactwo, które wymaga odciążenia za każdym razem, gdy zmienisz ten odczyt Ohma, aby uzyskać nowy czas. Okablowanie wymaga stałego zasilania tego timera. Zasilanie energią słoneczną i ładowanie baterii odbywa się za pomocą TP 4056, wystarczy podłączyć ogniwo słoneczne do strony wejściowej. Przełącznik suwakowy jest również fajny między baterią a wejściem TP, aby całkowicie wyłączyć urządzenie.

Krok 3: Zbuduj to

Naprawdę prosta konstrukcja na tę wycieczkę. Powłoka tworzy obudowę całego urządzenia - wodoodporna i dobra stacja gromadzenia powietrza! Upewnij się, że przyklejasz na gorąco wszystkie przewody do ich punktów mocowania na różnych płytach, aby były trudniejsze w obsłudze. Jednostka Honeywell została przymocowana do wnętrza skorupy za pomocą grubej taśmy dwustronnej z poziomu zewnętrznego - w przeciwnym razie reszta stosu została po prostu wrzucona do obudowy skorupy, gdzie trzymała ją grawitacja. Wspornik wieszaka jest przyklejony z tyłu za pomocą silikonu lub kleju marki Goop. Panel słoneczny jest przypięty do przedniej części ogniwa za pomocą uchwytu go-pro, który jest przyjemny, dzięki czemu można dostosować kąt do słońca, gdy wisi. Panel słoneczny został przyklejony Goopem do mocowania.

Krok 4: Zaprogramuj to

Oto repozytorium oprogramowania:

Istnieje biblioteka dla tego urządzenia Honeywell i wydawało się, że działa dobrze po podłączeniu do komputera, ale gdy tylko była na sterowaniu baterią, nie powiodło się. Więc program po prostu rozbiera komunikację UART, aby uzyskać dane i sprawdzić je sumarycznie. Aby uzyskać dane z urządzenia i na telefon, potrzebne są usługi aplikacji Blynk. Jeśli nie używałeś Blynk wcześniej, jest to martwy, prosty system IOT, który wymaga minimalnego programowania i działa wiecznie bez problemów. Miałem kilka systemów Blynk IOT działających od lat na telefonach z doświadczeniem Non Tech bez żadnych problemów. System wymaga pobrania aplikacji Blynk i założenia konta – do tej pory wszystko za darmo. Musisz skonfigurować nowy program w telefonie, który zapyta, jakiego systemu używasz (ESP 32) i dostarczy klucz, który możesz wysłać do siebie e-mailem podczas konfigurowania kodu. Następnie musisz skonfigurować super wykres z trzema danymi wejściowymi z wirtualnych pinów V4 Poziom baterii, V5 PM 2,5 i V6 PM10. Na stronie Blynk znajduje się wiele samouczków, które mogą Cię przez to omówić, ale jest to bardzo proste. Pozostałe zmiany w programie to wprowadzenie nazwy sieci Wi-Fi i hasła. Oprogramowanie najpierw włącza sampler i czeka dziesięć sekund na dane cząstek, a jeśli wszystko jest w porządku, wysyła je do serwera Blynk, który następnie wysyła je do telefonu. Kod DONEPIN podnosi poziom pinu w TPL5111, aby wszystko uśpiło się z zegarem włączenia. Napięcie akumulatora jest pobierane z pinu A13.

Krok 5: Korzystanie z niego

Zawieś to urządzenie w miejscu, w którym świeci słońce i na tyle blisko, aby odbierało sygnał Wi-Fi, aby komunikować się z serwerem Blynk. Istnieje zaskakująca liczba czynników, które powodują powstawanie małych cząstek. Toast! (https://www.instructables.com/id/Toast-Talker/) Kto wiedział? Wydaje mi się, że najnowsze badania wskazują, że cząstki tostów dostają się do mózgu i powodują depresję.

www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/30719959 Cóż, magia statystyki umożliwia publikację wielu korelacji, ale przyczynowość jest nieco trudniejsza do udowodnienia. To zgrabne urządzenie przynajmniej pozwoli ci śledzić taniec cząstek w twoim życiu, o który nigdy wcześniej się nie martwisz. Ładowanie baterii słonecznej wymaga dobrego, stałego dopływu słońca, co powinno również pomóc w depresji.