Ауаның ластануын анықтау + Ауаны сүзу: 4 қадам

2024 Автор: John Day | [email protected]. Соңғы өзгертілген: 2024-01-30 10:24

Швейцария халықаралық мектебінің оқушылары (Аристобулус Лам, Виктор Сим, Натан Розенцвейг және Деклан Логес) MakerBay қызметкерлерімен ауаның ластануын өлшеудің және ауаны сүзу тиімділігінің кешенді жүйесін шығару үшін жұмыс жасады. Бұл біріктірілген жүйе бір мезгілде сүзілген және сүзілмеген ауа сапасын бақылауға мүмкіндік береді. Деректер тиімділік коэффициентіне түрлендіріледі және графигі болады. Бұл жоба 15 жастан асқан адамдарға ұсынылады, бірақ кіші жастағы адамдар ток соғу қаупі мен бағдарламалаудың қиындығын ескеруі керек.

Неліктен мұны істеу керек:

Біздің ойымызша, атмосфералық ауаның ластануын бақылау үшін деректерді беруге көптеген мотивация бар (бұл Smartcitizen веб -сайтында егжей -тегжейлі түсіндірілген, сонымен қатар біз сіздің айналаңызда ауаның қаншалықты ластанғанын білу сіздің денсаулығыңыз үшін ештеңе жасамайды деп ойлаймыз. Біз әрекет етуіміз керек деп ойлаймыз, сондықтан біз сенсорлар мен ауа сүзгісін жасадық.

Жабдықтар

• Үлкен картон
• 2x ДК желдеткіштері
• Ауа сүзгілерінің бірнеше түрлері
• 2 жарықдиодты шамдар
• 2x Smartcitizen стартер жиынтығы (мұнда сатып алыңыз)
• 2x резисторлар
• 1 электр қосқышы
• Jupyter Notebook, Matplotlib және Python жұмыс істей алатын 1 компьютер
• Сонымен қатар сіз алғыңыз келетін басқа әшекейлер !!!

1 -қадам: SCK сенсорын орнату

Сізде SCK екі сенсоры бар екеніне көз жеткізіңіз. Біріншісін таңдап, оны батареяға немесе компьютерге қосыңыз. Содан кейін орнату сайтына өтіп, нұсқауларды орындаңыз. Басқа сенсор үшін де солай жасаңыз. Оларды атауға тура келгенде, сүзгіден өтпеген және сүзілген ауа сенсоры үшін оларды сәйкесінше А және В деп атаңыз. Осыдан кейін екеуін де бір тіркелгіге тіркеңіз және деректерді алу үшін тіркелгіге кіргеніңізге көз жеткізіңіз.

Сенсорлардың жұмыс істейтінін осы платформаға кіріп, сенсорлардың атын іздеу арқылы тексеріңіз. Ол минут сайын деректерді үздіксіз жіберетініне көз жеткізіңіз.

2 -қадам: корпустың дизайны

Жоғарыда аталған картонды қолданыңыз және оны алдыңызға қойыңыз. Барлық өлшемдер біздің соңғы прототипімізге сәйкес болады. Бір жағынан 12,5 см өлшеп, картонды кесіңіз. Содан кейін желдеткішті картонға салыңыз да, желдеткішті картонды орау үшін қолдана бастаңыз. Толық квадрат жасағаннан кейін нүктені маркермен белгілеңіз. Кесу үшін қайшыны қолданыңыз. Мұны басқа желдеткіш үшін қайталаңыз.

3 -қадам: Жанкүйерлерге қуат

Біз ауа тазартқышты қосатын және өшіретін қосқыш жасадық. Коммутатордың қалай жұмыс істейтінін түсіндіру үшін диаграмманы сілтеме ретінде пайдалануға болады. Диаграмманың сол жағынан бастап, бізде қауіпсіз пайдалану үшін кернеуді 12 вольтке дейін төмендететін 220 вольтты айнымалы токтан тұрақты ток түрлендіргіші бар. Бұл құрылғы болмаса, қуат көзінен келетін электр энергиясын пайдалану біз үшін тым қауіпті болады. Вольт айтарлықтай төмендегеннен кейін бізде 2 светодиод бар, олар 2 жарықдиодты шамға және қосқышқа қосылады. Сымдарды жарықдиодты шамдарға дәнекерлеу керек, осылайша олар бір -біріне қосылған. Схема аяқталғаннан кейін және жарық диодты шамдардың екеуі де тексерілгеннен кейін желдеткішке екі сымды да қосыңыз: бір оң және бір теріс. Орнату аяқталғаннан кейін ашаны розеткаға салыңыз. Мұны істегеннен кейін, «қосу» жарық диоды жануы керек. Коммутаторды төңкергеннен кейін «желдеткіш қосулы» жарықдиодты шам жанып, желдеткіш жұмыс істей бастайды.

4 -қадам: кодтау

15+ үшін ұсынылады

Бұл бағдарламаны Виктор Сим жасаған. Бұл бағдарлама ақылды азамат сенсорының деректерін ақылды азамат веб -сайтының әзірлеуші API -сінен алуға және тиімділік мәнін есептеуге мүмкіндік береді. Мен қолданған бағдарлама Python 3 -те жазылады. Мен кодты Mac OS -пен жабдықталған Macbook эфирінде Jupyter жазу кітапшасына жаздым (10.14.6 нұсқасы).

Бұл бағдарламаға не қажет: Matplotlib Numpy Pandas JSON CSV Python 3 IDE

1 -қадам: Қажетті кітапханаларды импорттау Сізге API -ге кіруді сұрау және API URL -мекенжайын ашу үшін urllib.request inorder қажет болады. Файлды оңай өңдеуге болатын csv файлына түрлендіру үшін сізге csv қажет болады. Api кіретін JSON -ды оқу үшін сізге JSON қажет болады. Мәліметтер шеңберін оңай талдау үшін сізге панда қажет болады. Matplotlib деректерді интуитивті графикте көрсету үшін қажет.

2-қадам: Smart-Citizen API-ге кіруді сұраңыз: Бұл код API-ден деректерді сұрайды. Тәжірибе бойынша, жауап алу үшін сұрауды бастау үшін тақырыптарды қою өте маңызды. Сұралған екі URL -мекен -жай келесідей пішімделеді: ақылды азамат API -ге сілтеме жасау, құрылғылар туралы ақпарат алу, белгілі бір құрылғының идентификаторын тексеру, сенсор идентификаторына 87 (PM 2.5 сенсоры) сілтеме жасау және әр минут сайын деректерді тіркеу. Содан кейін ол API -ге кіруді сұрайды.

3 -қадам: Деректерді ашу және талдау:

Бұл жолдар деректерді оқиды, содан кейін деректерді «әдемі басып шығаруға» қояды. Бұл деректерді оқуды жеңілдетеді және осылайша ақауларды жоюды жеңілдетеді.

4 -қадам: Деректерді CSV файлына түрлендіру: Бұл код жолдарында pandas кітапханасы деректерді оқиды және оны оңай басқаруға болатын csv түріне түрлендіреді. Содан кейін CSV файлы data_csv айнымалысы астында сақталады.

5 -қадам: CSV деректерін сіңімді етіп жасаңыз: CSV бағандары енді қажет емес индекстік жол үшін «елемеу», жазу уақыты үшін «уақыт» және PM 2.5 концентрациясының «мәні» деп аталады. Барлық қиғаш сызықтар мен мәндер графикке оңай түсуі үшін жойылады.

6 -қадам: Мән бағанының орташа мәнін табыңыз:

Бұл жолдар мәндер бағанының орташа мәнін табады, содан кейін оларды оңай салу үшін мәндерді тізімге енгізеді.

7 -қадам: Салыстыру үшін қосымша деректерді жасау: Салыстыру үшін В сенсоры үшін кодты 1 -ден 6 -ға дейін қайталаңыз

8 -қадам: Деректерді сызу:

Сызық сенсордың екеуін де құрады және айырмашылықты көрсетеді

9 -қадам: тиімділікті табу:

Тиімділікті бастапқы орташа және кейінгі орташа мәнмен есептеуге болады, содан кейін бастапқы орташаға бөлуге болады. Мұны пайызбен есептеуге болады.

ТОЛЫҚ: Сіз шығыс ретінде пайыз бен графикті алуыңыз керек. Сіздің шығысыңыз төмендегі суретке ұқсас болуы керек: