Czujnik jakości powietrza DIY + obudowa z nadrukiem 3D: 6 kroków

2025 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2025-01-23 15:03

Ten przewodnik zawiera wszystkie informacje potrzebne do stworzenia bardzo wydajnego, kieszonkowego czujnika.

Krok 1: Ustalanie wymagań

Aby w pełni wykorzystać nasz czujnik jakości powietrza do samodzielnego montażu, potrzebujemy:

• Kieszonkowy
• Zasilanie bateryjne
• Mieć w zestawie obwód ładowania
• Podłączony do USB
• Połączony z Wi-Fi i Bluetooth
• Czytelny dzięki dołączonemu ekranowi OLED
• Poniżej 100 USD

Chcemy, aby nasz kieszonkowy czujnik był w stanie mierzyć:

• Temperatura
• Nacisk
• Wilgotność
• Poziomy CO2, które wpływają na funkcjonowanie mózgu
• Poziomy TVOC (jakości powietrza) pomagające zachować bezpieczeństwo wokół drukarki 3D

Krok 2: Zbieranie materiałów

Do tego projektu będziesz potrzebować kilku komponentów. Całkowity koszt wynosi 82,57 USD w momencie pisania

• 1 x Rzecz Plus - ESP32 WROOM (https://www.sparkfun.com/products/14689)
• 1 x bateria litowo-jonowa - 2 Ah (https://www.sparkfun.com/products/13855)
• 1 x Micro OLED Breakout (https://www.sparkfun.com/products/14532)
• 1 x Ochrona środowiska Combo Breakout - CCS811/BME280 (https://www.sparkfun.com/products/14348)
• 1 x Wsporniki Plastikowe 4-40; 3/8" (https://www.sparkfun.com/products/10461)
• 1 x śruba - łeb krzyżakowy 4-40; 1/4" (https://www.sparkfun.com/products/10453)
• 2 x kabel Qwiic - 50mm (https://www.sparkfun.com/products/14426)

Będziesz także potrzebował:

• Drukarka 3D, ja używałem drukarki 3D MonoPrice Mini Delta (https://www.monoprice.com/product?p_id=21666)
• Filament do drukarki 3D, użyłem PLA
• Śrubokręt z łbem Philips
• Złom plastikowy arkusz do przezroczystej płyty czołowej
• Większe śruby do mocowania przezroczystej płyty czołowej

Krok 3: Drukowanie 3D obudowy

Normalnie musiałbyś zaprojektować własną obudowę wydrukowaną w 3D. Na szczęście opublikowałem pliki do drukowania 3D na Thingiverse: https://www.thingiverse.com/thing:3545884. W sumie dotarcie do ostatecznego projektu zajęło 4 iteracje.

Do wydrukowania projektu użyłem następujących ustawień:

• Wysokość warstwy 0,2 mm
• 20% wypełnienia
• Brak warstwy adhezyjnej łóżka

Krok 4: Montaż

Najpierw przymocuj wsporniki do 6 małych otworów montażowych w obudowie.

Po drugie, włóż baterię między wsporniki. Zmieści się pod płytkami drukowanymi.

Po trzecie, wkręć elektronikę. Jeśli zastosowano odpowiednie wsporniki, port USB powinien idealnie pasować do otworu w obudowie.

Po czwarte, połącz ze sobą elektronikę. Po podłączeniu baterii do mikrokontrolera użyj kabli QWIIC, aby połączyć szeregowo czujnik i wyświetlacz.

Na koniec wytnij mały arkusz plastiku na przezroczystą płytę czołową. Wywierć otwory, aby dopasować dwa większe otwory montażowe w obudowie, a następnie przymocuj ją dłuższymi śrubami.

Krok 5: Programowanie

Zamiast programować od podstaw, proponuję pobrać mój kod z repozytorium, do którego link znajduje się poniżej.

Repozytorium:

Obecnie kod:

• Odczytuje dane z każdego czujnika
• Oblicza tempo zmian
• Wyświetla dane na wyświetlaczu OLED
• Łączy się z WiFi i wyświetla dane na wygenerowanej stronie internetowej (na adresie IP wyświetlanym na ekranie)

Aby zaprogramować mikrokontroler, musisz:

1. Pobierz Arduino IDE (https://www.arduino.cc/en/Main/Software)
2. Skonfiguruj sterowniki Arduino IDE i USB (https://learn.sparkfun.com/tutorials/esp32-thing-p…)
3. Pobierz biblioteki dla czujnika i OLED za pomocą menedżera bibliotek Arduino IDE
4. Zapisz swój SSID WiFi i hasło w "preferencjach" plansz

Krok 6: Przyszłe ulepszenia

Oto kilka pomysłów na ulepszenie projektu:

1. Użyj Wi-Fi, aby przesłać dane do ThingSpeak lub innej usługi, aby je wykreślić
2. Zmierz napięcie baterii i wyświetl pozostały czas
3. Użyj Wi-Fi, aby pobrać informacje o pogodzie, wiadomości i wszystko, co wyświetli inteligentny zegarek
4. Dodaj alarm, jeśli poziomy CO2 są zbyt wysokie
5. Dodaj alarm, jeśli poziomy TVOC są zbyt wysokie

Uwaga: nr 4 byłby naprawdę świetnym sposobem na zachowanie bezpieczeństwa w zamkniętych przestrzeniach, a nr 5 jest bardzo przydatny dla użytkowników drukarek 3D, takich jak ja!