Kaunta ya Chembe ndogo za Kubebea PM1 PM2.5 PM10: Hatua 20 (na Picha)

2024 Mwandishi: John Day | [email protected]. Mwisho uliobadilishwa: 2024-01-30 12:52

Siku hizi, uchafuzi wa hewa uko kila mahali na haswa katika miji yetu. Miji mikubwa ni mawindo mwaka mzima na viwango vya uchafuzi wa mazingira wakati mwingine hufikia (na mara nyingi kwa viwango fulani) hatari sana kwa afya ya binadamu. Watoto ni nyeti sana kwa ubora wa hewa wanayopumua. Hewa hii iliyochafuliwa inawaongoza, miongoni mwa shida zingine za mzio. Hewa imechafuliwa nje ya nyumba yetu, lakini pia katika viwango vya nyakati muhimu zaidi, ndani ya nyumba zetu na magari. Kiwango cha ubora wa hewa kinapatikana kwenye wavuti ifuatayo. Tovuti hii ya Wachina inakusanya vipimo vyote vya hali ya hewa ya sensorer ya hali nzima. Ngazi ya ubora wa hewa imeundwa kulingana na faharisi ya AQI, ambayo inaweza kutofautiana kidogo kutoka nchi moja hadi nyingine. Hati hii inaelezea jinsi ya kuhesabu faharisi hii. Hati hii nyingine ni mwongozo wa kuelewa.

Ili kujua ubora wa hewa tunayopumua, popote tunapoenda na kwa wakati halisi, nilianza kuunda kaunta ya chembe ya anga inayoweza kubebeka (ambayo tutaiita CPA baadaye)., inayoweza kutoshea mfukoni. Iliundwa kwa:

• Shikilia mfukoni.
• Kuwa na uhuru mkubwa wa operesheni.
• Kuwa rahisi kuelewa
• Inaweza kuokoa vipimo kwenye PC.
• Ili kuchajiwa tena.
• Ili kuweza kuipata na simu yako bila uwepo wa mitandao ya ndani ya mawasiliano ya Wifi.
• Kuwa na uwezo wa kudhibiti kifaa cha utakaso wa hewa ikiwa uchafuzi wa mazingira unazidi kizingiti fulani.

Tabia

• Ukubwa: 65x57x23mm
• Chembe zilizopimwa: PM1, PM2.5 na PM10
• Uhuru: kati ya masaa 3 na wiki kadhaa kulingana na hali ya uendeshaji iliyochaguliwa.
• Lithiamu-ion betri 3v7 - 680 mAh
• Micro interface ya USB ya kuchaji na kuhamisha data.
• Kumbukumbu ya vipimo 2038 (680 kwa kila aina ya PMxx)
• Kipindi cha sampuli: kuendelea, 5min, 15min, 30min, 1h
• Pato la amri 3v3 kulingana na kiwango cha uchafuzi wa mazingira.
• Aina nyingi za kiolesura cha LED kwa urahisi wa kuelewa
• Dhibiti interface kwenye PC, kompyuta kibao, simu (Android, iOS) kupitia Wifi.

Hatua ya 1: Protoksi za Sanduku

Nilianza kwa kufikiria juu ya sura ambayo ningeweza kutoa sanduku, iliyoongozwa na muundo wa kisasa wa vitu.

Hapa kuna masanduku yaliyochorwa.

Mwishowe, nilichagua kesi rahisi zaidi kutengeneza na ndogo zaidi: angalia picha kuu kwenye hii inayoweza kufundishwa.

Hatua ya 2: Protoksi za Kadi

Nina katika kadi zote 3 za mfano. Lakini ni 2 tu zinaonekana hapa.

Prototypes zimefanya uwezekano wa kukuza umeme wa 5V na 3v3. Hizi zilikuwa ngumu kukuza kwa sababu ilibidi nipate vifaa kupata nguvu inayohitajika ili kuanza kudhibiti microcontroller ya WiFi (ESP8266 - 12). Sehemu ya kuchaji ya elektroniki ya betri ya Lithium-ion ilikuwa haraka kufanya kazi. Baadaye, nilibadilisha mara kadhaa eneo la swichi na viunganisho anuwai vya ergonomics nzuri ya kifaa.

Hatua ya 3: Sanduku

LED zinaonekana kwa uwazi kupitia makazi. Vituo vya hewa viko upande wa kushoto wa kesi hiyo. Upande wa kulia tunapata:

• Kitufe cha kuchagua hali ya kuonyesha.
• Kitufe cha kuwasha / kuzima.
• Kubadilisha uteuzi wa kuhamisha vipimo kwa PC. Inaruhusu kugeuza kati ya kiunga cha serial kati ya ESP8266 na sensor ya chembe au kati ya ESP8266 na bandari ndogo ya USB. Tahadhari, ikiwa hii haijawekwa vizuri, mawasiliano kati ya kadi ya elektroniki na sensa haitahakikishiwa tena na CAP haitaweza kuanza kwa usahihi.
• Tundu ndogo la USB la kuchaji betri au hatua za uhamishaji wa itifaki ya serial.

Hatua ya 4: Sensor

Nilijaribu sensorer mbili tofauti. Sensor ya Laser ya SDS011 V1.2 PM2.5 kutoka Nova Fitness Co Ltd. (doc) na ufunguo wa usb serial interface.

Sensorer nyingine (kesi ya chuma) ni PMS7003M kutoka PLANTOWER (doc).

Huyu ndiye ninayetumia katika kesi yangu. Inaweza kupima mkusanyiko wa chembe nzuri chini ya 1μm (PM1); chini ya 2.5μm (PM2.5) na chini ya 10μm (PM10). Kanuni ya utendaji wa sensorer ya PSM7003M ni kama ifuatavyo: laser inaangazia vumbi la hewa. Sensor ya macho inachukua taa ya laser na hutoa ishara ya umeme sawia na kiwango na saizi ya vumbi hewani.

Tabia zake zinaonyeshwa kwenye jedwali la tabia.

Hatua ya 5: Kuweka

Kuna mahali tu pa betri upande wa sensor.

Hatua ya 6: Operesheni

Moyo wa mfumo ni ESP8266 (aina ESP-12F). Mdhibiti mdogo huyu ana vifaa vya kusambaza Wifi. ESP8266 inapatikana katika anuwai kadhaa. ESP8266 inawasiliana na sensa ya PMS7003 kupitia kiunga cha serial. Inarudisha maadili ya mkusanyiko wa chembe na idadi ya chembe. Halafu, inahesabu fahirisi ya ubora wa AQI, Ikiwa hali ya udhibiti wa pato iko "Moja kwa moja" na kiwango cha uchafuzi wa mazingira katika PM2.5 ni cha juu kuliko 50 (indexe ya ubora wa hewa AQI PM2.5> 50), pato limewekwa juu (3v3). Vinginevyo, imewekwa chini (0v). ESP8266 imeundwa katika Access Point -> AP (Wifi point). Hiyo ni, ni kutambuliwa kama wifi terminal ambayo simu inaweza kuunganisha. Simu inapaswa kuchagua kituo hiki cha Wifi na ingiza msimbo APPSK (kama nambari ya WEP ya sanduku la ADSL) kuipata. Kisha, simu huingiza anwani ya IP kufikia. Hapa itakuwa 192.168.4.1. Halafu, ukurasa wa wavuti huonyeshwa kwenye simu, ambayo mtu hudhibiti sanduku na kuibua maadili ya uchafuzi. Nambari ya APPSK iliyosanidiwa katika programu ni "AQI_index". Nambari ya APPSK inaweza kubadilishwa na programu kwa sababu iko kwenye programu iliyopakiwa kwenye ESP8266. Anwani ya kupakia ukurasa wa wavuti uliojumuishwa ni: "192.168.4.1".

ESP8266 hupima voltage ya betri. Ikiwa iko chini ya kiwango cha chini cha voltage (3v2 = 0%), kifaa kinawekwa kwa kusubiri. Betri ni 100% wakati voltage ni 4v2.

ESP inaweza kuhifadhi hadi sampuli 2038 za PM1, PM2.5 na PM10 thamani ya mkusanyiko wa chembe. Karibu sampuli 680 kwa saizi ya chembe. Vipimo hivi vinaweza kupakuliwa kwa kuunganisha kebo iliyo na kibadilishaji cha USB / Serial na kuzindua uhamishaji kupitia programu iliyoingia. Thamani za sampuli zilizohamishwa ni za kawaida kama ifuatavyo ili kuhifadhi nafasi ya kumbukumbu:

• PM1: (μg / cm3) / 5
• PM2.5: (μg / cm3) / 5
• PM10: (μg / cm3) / 6

Ili kupata thamani ya mkusanyiko sahihi, kisha zidisha thamani kwa 5 au 6 kulingana na kesi.

Hatua ya 7: Kiolesura cha Wavuti 1/4

Tazama video ya kiolesura cha wavuti

Ni kiolesura kinachopatikana baada ya unganisho kati ya CPA na simu. Inaruhusu kuibua viwango vya mkusanyiko wa microparticle kwa PM1, PM2.5 na PM10, katika μg / m3. Faharisi ya ubora wa hewa ni AQI, inayowakilishwa na idadi na usemi halisi, kulingana na jedwali la ufafanuzi wa fahirisi ya AQI. Kuna pia kipimo cha betri.

Sehemu imewekwa kwa udhibiti wa moja kwa moja wa pato la udhibiti wa CPA, chini ya jina la Usanidi wa Shabiki. Baada ya ":" ya kichwa cha sehemu, hali ya sasa inaonyeshwa (Moja kwa moja, Anza, Acha). Kwa msingi, pato hili lingeweza kudhibiti kifaa cha utakaso wa hewa (shabiki = shabiki). Kwa hivyo inawezekana kulazimisha kuzima au kuzima, au kuiacha katika hali ya moja kwa moja na safari wakati hewa inazidi faharisi ya AQI ya 50.

Sehemu imewekwa kwa kipimo cha "Pima usanidi". Baada ya ":" imeonyeshwa hali ya sasa (inaendelea, mara kwa mara 5min, 15min, 30min, 1h, simama). Kwa hivyo inawezekana kuchukua vipimo kwa kuendelea (kwa kweli kipindi cha sampuli ni karibu sekunde 2), au kila 5, 15, 30 min, 1h, au kuacha sampuli.

Sehemu ya "Njia ya Kuonyesha" inaruhusu kuchagua jinsi habari (zote zinazopatikana kwenye kiolesura cha wavuti) zitaonyeshwa kwenye sanduku kupitia LED za rangi nyingi. Baada ya ":" imeonyeshwa hali ya sasa (Imekusanywa, PM1.0, PM2.5, PM10). Kila vyombo vya habari vya "Njia ya Kuonyesha" hubadilisha kutoka hali moja ya kuonyesha hadi nyingine kwa mpangilio ufuatao:

• Imekusanywa
• PM1.0
• PM2.5
• PM10

Hatua ya 8: Interface 2/4

Maana ya rangi ya LED katika hali ya "Imekusanywa" ni kama ifuatavyo: Kiwango cha betri:

• > 30% = kijani
• > 10% na <30%: machungwa
• <10% = nyekundu

Kiwango cha kumbukumbu:

• > 30% = kijani
• > 10% na <30%: machungwa
• <10% = nyekundu

Pato la kudhibiti:

• Pato kubwa: kijani
• Pato la chini: nyekundu
• Njia ya kudhibiti moja kwa moja: bluu

Hatua ya 9: Kiolesura cha Wavuti 3/4

Pato PM1.0, PM2.5 na PM10: Rangi ya LED ni ile inayolingana na meza ya rangi ya faharisi ya AQI. Maana ya rangi ya LED 10 katika "PM1.0, PM2.5, PM10" ni kama ifuatavyo:

• Rangi ya LED inawakilisha kiwango cha uchafuzi wa hewa kama inavyoonyeshwa kwenye jedwali la fahirisi ya AQI. Kwa mfano, ikiwa LED ni nyekundu, inamaanisha kuwa kiwango cha uchafuzi wa mazingira ni mbaya kwa afya.
• Idadi ya taa zilizowashwa zinaonyesha thamani ya fahirisi ya AQI kwa rangi inayohusika, kama inavyoonyeshwa kwenye jedwali la faharisi ya AQI. Kwa mfano, ikiwa kuna LED moja tu ya kijani kwenye 10, faharisi ni 1/10 ya kiwango cha juu cha fahirisi ya kijani, yaani 50/10 = 5. Ikiwa taa 5 za kijani mnamo 10, thamani ni 50 / 10x5 = 25. Ikiwa 5 LED za zambarau zimewashwa, thamani ni (300-201) /10x5+201=250.5.
• Kila wakati kitufe cha kushinikiza kinabanwa, moja ya LED 4 zilizo upande wa kulia zinaangaza rangi ya machungwa. Inaonyesha ni ipi hali ya kuonyesha iliyochaguliwa:

Hatua ya 10: Interface Web 4/4

Sehemu ya "Data iliyobaki" inaonyesha nafasi ya kumbukumbu iliyobaki ya kuokoa vipimo. Baada ya ":" imeonyeshwa% iliyobaki. Kubonyeza kitufe cha "kumbukumbu wazi" kunafuta kumbukumbu. Kubonyeza kitufe cha "kupakua" huanza kuhamisha sampuli kwenye PC. Mwisho wa kiolesura cha wavuti, jedwali la faharisi ya AQI huonyeshwa.

Hatua ya 11: Kuanza

1. Badilisha swichi ya On / Off kwa nafasi ya On.
2. Upinde wa mvua wa LED unaonekana kuhakikisha kuwa LED zote zinafanya kazi…. na kisha ni nzuri.
3. LED za turquoise huangaza moja baada ya nyingine. Hii inaruhusu wakati wa sensorer chembe kuanza.
4. Njia moja ya kuonyesha ya LED inaonekana.
5. Kwenye simu au PC, chagua mtandao wa Wifi ukianza na "AQI_I3D-"
6. Ingiza nambari "AQI_index"
7. Fungua kwa mfano Google na andika kwenye upau wa anwani: 192.168.4.1
8. Ukurasa wa wavuti umeonyeshwa

Video

Hatua ya 12: Uhamisho wa Takwimu kwa PC

Ili kuhamisha data kutoka kwenye sanduku kwenda kwa PC lazima:

1. Unganisha kebo ndogo ya USB / kiunga cha serial (kiwango cha voltage 5v) kwa PC ya USB.
2. Fungua terminal ya serial kwenye PC na uisanidi kama ifuatavyo: 9600 BAUDS, 1 stop bit, parity NO, 1 start bit.
3. Badilisha swichi ndogo "wezesha upakiaji wa data"
4. Kwenye kiolesura, bonyeza "Pakua"
5. Kwenye terminal ya serial, subiri mwisho wa uhamisho na unakili data.
6. Badilisha swichi ndogo "wezesha upakiaji wa data" kwenye nafasi ya asili

Ikiwa CAP inaonekana haifanyi kazi, inawezekana kwamba swichi hairejeshwi mahali pake.

Hatua ya 13: Kusubiri kati ya Awamu ya Sampuli

Katika moduli za sampuli za 5min, 15min, 30min, na 1h, CAP hulala moja kwa moja baada ya kuchukua sampuli yake ya kipimo na haitoi hadi dakika 5, 15, 30, au 60 baadaye. Uhuru wa CAP umeongezeka sana.

Hatua ya 14: Rudisha kwenye Hali ya Kiwanda

Katika kesi ambapo CAP ina shida kadhaa za kufanya kazi, inawezekana kuweka upya vigezo vyote vya uendeshaji na kuanza tena CAP kwa uaminifu. Kwa hiyo:

1. Zima Sura ya Kukaa kwenye kitufe cha kushinikiza Washa CAP.
2. Upinde wa mvua wa LED unaonekana
3. Kamba ya LED ya turquoise inaonekana chini ya sekunde
4. Zima SURA
5. CAP sasa imewekwa upya.

Hatua ya 15: Mpango Chini ya Arduino

Inapatikana hapa

Kupanga kadi ni muhimu:

1. Fungua Arduino kwenye PC
2. Sanidi Arduino kwa bodi ya ESP8266
3. Unganisha UBS Micro USB / Cable Serial (3v3) kati ya kadi na PC
4. Geuza kitufe cha SW3 kuwa "prgm"
5. Kaa kwenye kitufe cha "SW1"
6. Washa kifaa -> Kifaa kinaingia kwenye hali ya programu
7. Inatoa "SW1"
8. Chini ya Arduino, anza programu
9. Baada ya kumaliza programu, badilisha "SW3" hadi "SW3"
10. Zima na uanze tena kifaa

Hatua ya 16: Michoro ya Umeme

Hatua ya 17: PCB

Hatua ya 18: Nomenclature

Hapa ndio

Hatua ya 19: Fanya mwenyewe

Unataka kuifanya, hakuna wasiwasi, napendekeza vifaa kadhaa iwezekanavyo kulingana na bajeti unayotaka kuweka

Tembelea tovuti yangu (toleo la Kifaransa linapatikana)

Hatua ya 20: Na Zaidi…

Hatua inayofuata ni kuhusisha kifaa na ionizer. Ili hewa inachafuliwa, kifaa huanza ionizer, ionizer inaruhusu kwa namna fulani kuacha chembe nzuri juu ya ardhi. Inazalisha elektroni hasi zinazohusiana na gesi na vumbi vinavyozunguka, na kugeuza malipo yao mazuri ya umeme kuwa malipo hasi. Kama ardhi na vitu vingi vina malipo mazuri, chembe zilizochajiwa vibaya na ionizer zinavutiwa na kushikamana nazo. Hewa inasafishwa hivyo. Ionization ya hewa pia ni faida zingine nyingi za kiafya. Leo, ionizer inafanya kazi. Uwasilishaji huu utakuwa mada ya blogi inayokuja.