Анализатор частиц: 6 шагов (с изображениями)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:49

Работая над предыдущими проектами по оценке PM2,5, я заметил недостаток невозможности определить местонахождение точечных источников загрязнения мелкими частицами. Большая часть выборок, сделанных муниципалитетами, и спутниковых изображений собирают из обширных источников, которые на самом деле не говорят вам на личном уровне, откуда это исходит и как его устранить. Устройство Honeywell имеет собственный вентилятор, а также входные и выходные окна. Все, что мне нужно, это способ направить воздушный поток специально в эти области - и, конечно же, у меня уже был напечатанный на 3D-принтере / разработанный нос собаки, чтобы надеть его конец, так что остальное было просто чтобы спроектировать прибор для отбора проб из оружия со спусковым крючком, который позволил бы мне тщательно исследовать, откуда пришли мои убийцы.

Шаг 1. Соберите материалы

Я использовал Honeywell HPMA из-за его надежности и дешевизны. Комбинация ESP32 и форм-фактора зарядного устройства / усилителя 8266 также используется снова.

1. HONEYWELL HPMA115S0-TIR PM2.5 Датчик частиц лазерный PM2.5 Модуль датчика обнаружения качества воздуха Датчик супер пыли PMS5003 $ 18

2. ESP32 MINI KIT Модуль WiFi + Bluetooth Интернет-совет по развитию D1 MINI обновленный на базе ESP8266 Полностью функциональный $ 6 (AliExpress)

3. MH-ET LIVE Battery Shield для ESP32 MINI KIT D1 MINI для зарядки и ускорения одной литиевой батареи 1 доллар США (AliExpress)

4. Аккумулятор 18650 с проводами 4 $

5. IZOKEE 0,96-дюймовый I2C IIC 12864 128X64 Pixel OLED $ 4.

6. Прочный металлический переключатель вкл. / Выкл. С зеленым светодиодным кольцом - 16 мм, зеленый вкл. / Выкл. 5 долларов США (Adafruit)

7. Стандартный 3D-принтер (Ender 3)

8. Предел микропереключателя Antrader KW4-3Z-3 KW4 $ 1,00

9. Кольцо NeoPixel - светодиод 12 x 5050 RGB со встроенными драйверами 7,50 долл. США

Шаг 2: Дизайн и 3D-печать

Сниффер спроектирован таким образом, что встроенные нагнетатели в датчике HoneyWell выровнены и заключены в корпус анализатора таким образом, что ноздри на открытом конце соединяются непосредственно с входными портами на датчике, а выходное отверстие проходит через корпус и через несколько отверстий в задней части кожуха. (Боже, звучит как патентная заявка….плохо) Прочная ручка позволяет подключать батарею большой емкости и остальную электронику. Порт зарядки выровнен в нижней части корпуса ручки. Кольцо Neopixel вокруг носа просвечивает сквозь корпус сверху. Сборка сделана так, что верхняя часть основного корпуса выполнена из прозрачного PLA, затем переключена на серый PLA для ручки и, наконец, на прозрачный PLA для основания ручки, чтобы можно было видеть цвет индикаторов зарядки. Спусковой механизм снабжен шарниром с рабочим штифтом, который напечатан как одно целое, но, надеюсь, перемещается свободно.

Все файлы сделаны со стандартными настройками на Cura для ender 3. Никакие опоры не использовались ни для одной из частей.

Шаг 3: Подключите его

Схема подключения по существу такая же, как и для подключения: https://www.instructables.com/id/Bike-Analog-Pollution-Meter/, за исключением того, что сервопривод отсутствует и этот выход используется для линии передачи данных для кольца Neopixel.. В этом случае кнопка питания управляет только питанием от аккумулятора к усилителю мощности / зарядному устройству. Линия 5 В от усилителя управляется концевым выключателем на рукоятке, который работает как спусковой крючок. Он подключает питание от усилителя к датчику, ESP32 и Neopixels, запитывая их одновременно. Экран I2C запитан от 3 вольт от ESP32. Большая часть проводки должна быть сделана, пока ручка находится в стадии строительства в следующем разделе, так как вы должны пропустить провода через множество отверстий. Сначала убедитесь, что вы установили его на макет!

Шаг 4: Создайте это

Кольцо Neopixel сначала приклеивается к корпусу носа, чтобы убедиться, что оно лежит ровно и не нарушает его плотное соединение с основным корпусом. Пропустите три провода через боковой порт на основном корпусе и вниз в ручку. Neopixels должен указывать на основной прозрачный корпус. Затем датчик воздуха помещается в его корпус так, чтобы несколько небольших входных отверстий были обращены к отверстиям ноздрей, а сердечник вентилятора был обращен назад к выходному каналу подачи проволоки. Выведите провода сзади и вниз в сердечник ручки, где они будут припаяны к ESP32. Экран I2C прикреплен к передней части, а его выходные провода проходят через прорезь через ручку и подключаются к основной плате. Затем на экран приклеивается круглый кожух. Весь клей обычно E6000, хотя также можно использовать суперклей LocTight. Передний носовой обтекатель ноздри также приклеен на место. Концевой выключатель подключен и приклеен к месту, как и главный выключатель. Установлена основная плата ESP и установлена батарея 18650. Плата наддува надежно приклеена к опорной плите устройства, следя за тем, чтобы порт зарядки был аккуратно совмещен с отверстием. Приклейте опорную пластину, когда все работает правильно. Курковый выключатель приклеен к металлической планке концевого выключателя таким образом, что он легко щелкает в нижнем положении. Осторожно, чтобы клей не попал в механизм концевого выключателя.

Шаг 5: запрограммируйте

Программное обеспечение использует последовательный порт для импорта информации с датчика. Одна из проблемных проблем этого датчика заключается в том, что он не использует I2C с библиотеками, чтобы сделать его более удобным. Вместо выхода сервопривода, как в анализаторе велосипеда, этот прибор использует выход SSD1306 через I2C. Дисплей Neopixel управляется библиотекой Adafruit Neopixel Library на довольно обычном световом дисплее, который просто выдыхает 3 разных цветных огня для уровня PM2,5 в ноздрях. Если уровень меньше 25, он мигает синим, зеленым, если между 25 и 80, и красным, если больше 80. Эти предустановленные уровни можно сбросить в программе. Они контролируются как вывод в операторе case в функции brighten внизу программы. Шрифты для вывода экрана и размеры экрана также можно переключать. Датчик снимает показания один раз в секунду.

Шаг 6: Использование

Так что, находясь в середине этого карантина, немного сложно выбраться и использовать это устройство, поэтому я застрял, снимая видео на YouTube по всему дому, чтобы посмотреть, насколько плохо оно попадает внутри. (Обычно я бы не засунул это в выхлопное отверстие ближайшего соседнего дизельного грузовика или с подветренной стороны от завода по обжарке кофе - да, я знаю, что вы делаете с моими легкими!) Устройство отлично загружается в течение 4 секунд после нажатия на спусковой крючок. Он получает ошибочно высокое значение, а затем медленно, в течение 5 секунд, стабилизируется. Большинство показаний хорошо соответствуют данным National Sampler примерно на 1/2 мили вниз по кварталу. Обычный шок от производительности тостера я разместил для вас в Интернете. Другое видео - это приготовление мюсли - ой - оно просочилось на 50 частей на миллион в течение более часа после выхода из духовки. Ноздри, как правило, задерживают запах высокого уровня на некоторое время, поэтому вы можете выдуть их, чтобы немедленно снять еще одно показание. Два месяца назад PPM2.5 вызывал серьезную озабоченность, теперь о нем никто не помнит. Глобальное потепление - это было так много опасений назад.

Второй приз в конкурсе 3D-печати