Портативті микро бөлшектердің есептегіші PM1 PM2.5 PM10: 20 қадам (суреттермен)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Соңғы өзгертілген: 2024-01-30 10:25

Қазіргі уақытта атмосфералық ауаның ластануы біздің қалаларда жиі кездеседі. Ірі қалалар жыл бойы жыртқыш болып табылады, кейде ластану деңгейі адам денсаулығына өте қауіпті деңгейге жетеді. Балалар тыныс алатын ауаның сапасына өте сезімтал. Бұл ластанған ауа басқа аллергиялық проблемалармен қатар оларға әкеледі. Ауа біздің үйден тыс жерде, сонымен қатар ең маңызды уақытта, біздің үйлер мен көліктерде ластанады. Ауа сапасы келесі сайтта қол жетімді. Бұл қытайлық сайт барлық режим сенсорларының ауа сапасының барлық өлшемдерін жинайды. Ауа сапасының деңгейі AQI индексіне сәйкес пішімделеді, ол бір елден екіншісіне аздап өзгеруі мүмкін. Бұл құжат бұл көрсеткішті қалай есептеу керектігін түсіндіреді. Бұл басқа құжат түсінуге арналған нұсқаулық болып табылады.

Біз тыныс алатын ауаның сапасын білу үшін, қайда барсақ та, нақты уақытта мен портативті атмосфералық бөлшектердің есептегішін құруға кірістім (оны кейін CPA деп атаймыз)., қалтаға сыйып кетуі мүмкін. Ол үшін құрылды:

• Қалтада ұстаңыз.
• Үлкен жұмыс автономиясына ие болыңыз.
• Түсінуге оңай болыңыз
• Өлшеуді компьютерде сақтай алады.
• Қайта зарядталатын болу үшін.
• Wi -Fi байланысының жергілікті желілерінсіз телефонмен оған қол жеткізу.
• Егер ластану белгілі бір шекті мәннен асып кетсе, ауа тазарту құрылғысын басқара білу.

Сипаттамасы

• Өлшемі: 65x57x23 мм
• Өлшенген бөлшектер: PM1, PM2.5 және PM10
• Автономия: таңдалған жұмыс режиміне байланысты 3 сағаттан бірнеше аптаға дейін.
• Литий -ионды аккумулятор 3v7 - 680 мАч
• Зарядтауға және деректерді беруге арналған шағын USB интерфейсі.
• 2038 өлшемдерінің жады (PMxx түріне 680)
• Іріктеу кезеңі: үздіксіз, 5мин, 15мин, 30мин, 1с
• 3v3 командалық шығарылымы ластану деңгейіне сәйкес.
• Түсінікті болу үшін түрлі түсті жарықдиодты интерфейс
• Wifi арқылы компьютерде, планшетте, телефонда (Android, iOS) басқару интерфейсі.

1 -қадам: қораптың прототиптері

Мен заттардың заманауи дизайнынан шабыттандырылған қорапты беруге болатын пішін туралы ойлана бастадым.

Міне бірнеше сызылған қораптар.

Ақырында мен қарапайым және кіші корпусты таңдадым: осы нұсқаулықтағы негізгі суретті қараңыз.

2 -қадам: картаның прототиптері

Менде барлық 3 прототип картасы бар. Бірақ мұнда тек 2 адам көрінеді.

Прототиптер 5В және 3v3 қуат көздерін жасауға мүмкіндік берді. Бұларды әзірлеу қиын болды, себебі мен WiFi микроконтроллерін іске қосу үшін қажетті қуат алу үшін компоненттерді табуым керек болды (ESP8266 - 12). Литий-ионды аккумулятордың электронды зарядтау бөлігі тез жұмыс істеді, содан кейін мен құрылғының жақсы эргономикасы үшін әр түрлі қосқыштар мен қосқыштардың орнын бірнеше рет өзгерттім.

3 -қадам: қорап

Жарық диодтары корпус арқылы мөлдірлікпен көрінеді. Ауа кірістері корпустың сол жағында орналасқан. Оң жақта біз табамыз:

• Дисплей режимін таңдау батырмасы.
• Қосу / өшіру қосқышы.
• Өлшеуді компьютерге ауыстыруға арналған таңдау қосқышы. Ол ESP8266 мен бөлшектер датчигі арасындағы сериялық байланыс немесе ESP8266 мен микро USB порты арасында ауысуға мүмкіндік береді. Назар аударыңыз, егер бұл дұрыс орналаспаса, электронды карта мен сенсор арасындағы байланыс бұдан былай қамтамасыз етілмейді және CAP дұрыс басталмайды.
• Батареяны қайта зарядтауға арналған микро USB ұясы немесе сериялық протоколды беру шаралары.

4 -қадам: сенсор

Мен екі түрлі сенсорды сынап көрдім. SDS011 V1.2 PM2.5 лазерлік сенсор Nova Fitness Co. Ltd. (doc) USB сериялық интерфейс кілті бар.

Басқа сенсор (металл корпус) - PLANTOWER -ден PMS7003M (doc).

Бұл менің жағдайда қолданатын әдіс. Ол ұсақ бөлшектердің концентрациясын 1 мкм -ден (PM1) төмен өлшеуге қабілетті; 2,5 мкм -ден аз (РМ2,5) және 10 мкм -ден аз (РМ10). PSM7003M датчигінің жұмыс принципі келесідей: лазер ауаның шаңын жарықтандырады. Оптикалық сенсор лазер сәулесін түсіреді және ауадағы шаңның мөлшеріне және пропорционалды электр сигналын шығарады.

Оның сипаттамалары кестеде көрсетілген.

5 -қадам: монтаждау

Тек сенсордың жағында батареяның орны бар.

6 -қадам: операция

Жүйенің жүрегі-ESP8266 (ESP-12F түрі). Бұл микроконтроллер Wifi таратқышымен жабдықталған. ESP8266 бірнеше нұсқада қол жетімді. ESP8266 PMS7003 сенсорымен сериялық байланыс арқылы байланысады. Ол бөлшектердің концентрациясы мен бөлшектер санын қалпына келтіреді. Содан кейін ол AQI сапасының индексін есептейді, егер шығуды бақылау режимі «Автоматты» болса және PM2.5 -тегі ластану деңгейі 50 -ден жоғары болса (AQI PM2.5> 50 ауа сапасының индексі), шығыс жоғары орнатылған (3v3). Әйтпесе, ол төмен (0v) орнатылады. ESP8266 кіру нүктесінде -> кіру нүктесінде (Wifi нүктесі) конфигурацияланған. Яғни, ол телефон қосыла алатын Wi -Fi терминалы ретінде танылады. Телефон осы Wifi терминалын таңдап, оған кіру үшін APPSK кодын (ADSL қорабының WEP коды сияқты) енгізуі керек. Содан кейін телефон IP -мекен -жайға жетеді. Бұл жерде 192.168.4.1 болады. Содан кейін телефонда веб -бет пайда болады, оның біреуі қорапты басқарады және ластану мәндерін бейнелейді. Бағдарламада конфигурацияланған APPSK коды - «AQI_index». APPSK кодын бағдарламашы өзгерте алады, себебі ол ESP8266 жүктелген бағдарламада бар. Біріктірілген веб -бетті жүктеу мекенжайы: «192.168.4.1».

ESP8266 батарея кернеуін өлшейді. Егер ол шекті кернеуден төмен болса (3v2 = 0%), құрылғы күту режиміне қойылады. Батарея кернеуі 4v2 болғанда 100% болады.

ESP бөлшектер концентрациясының PM1, PM2.5 және PM10 мәндерінің 2038 үлгісін сақтай алады. Бөлшектердің өлшеміне шамамен 680 үлгі. Бұл өлшеулерді USB / сериялық түрлендіргішпен жабдықталған кабельді қосу және ендірілген қосымша арқылы тасымалдауды бастау арқылы жүктеуге болады. Жад орнын үнемдеу үшін тасымалданатын үлгілердің мәндері келесідей қалыпқа келтіріледі:

• PM1: (мкг / см3) / 5
• PM2.5: (мкг / см3) / 5
• PM10: (мкг / см3) / 6

Дұрыс концентрация мәнін табу үшін жағдайға байланысты мәнді 5 немесе 6 -ға көбейтіңіз.

7 -қадам: веб -интерфейс 1/4

Веб -интерфейстің бейнесін қараңыз

Бұл CPA мен телефонды қосқаннан кейін қол жетімді интерфейс. Микробөлшектердің PM1, PM2.5 және PM10 үшін микрограмм / м3 концентрациясының мәндерін визуализациялауға мүмкіндік береді. AQI индексінің анықтамалық кестесіне сәйкес ауа сапасының индексі AQI болып табылады, ол цифрмен және тура өрнекпен беріледі. Сонымен қатар батарея көрсеткіші бар.

Бөлім желдеткіштің конфигурациясы деп аталатын CPA басқару шығысын автоматты түрде басқаруға арналған. Бөлім атауының «:» белгісінен кейін ағымдағы режим көрсетіледі (Автоматты, Іске қосу, Тоқтату). Негізінде бұл шығыс ауаны тазартатын құрылғыны басқарады (желдеткіш = желдеткіш). Ауа AQI индексі 50 -ден асқан кезде оны қосуға немесе өшіруге немесе оны автоматты режимде қалдыруға болады.

Бөлім «Өлшем конфигурациясы» өлшеміне арналған. «:» Белгісінен кейін ағымдағы режим көрсетіледі (жалғасы, мерзімді 5мин, 15мин, 30мин, 1сағ, тоқтау). Өлшеуді үздіксіз жүргізуге болады (іс жүзінде іріктеу кезеңі 2 секундқа жақын) немесе әр 5, 15, 30 мин, 1 сағ. Немесе іріктеуді тоқтату.

«Дисплей режимі» бөлімі ақпараттың (веб -интерфейсте барлардың барлығы) түрлі -түсті жарықдиодты шамдар арқылы қорапта қалай көрсетілетінін таңдауға мүмкіндік береді. «:» Белгісінен кейін ағымдағы режим көрсетіледі (Құрастырылған, PM1.0, PM2.5, PM10). «Дисплей режимін» әр басу келесі тәртіпте бір дисплей режимінен екіншісіне ауысады:

• Құрастырылған
• PM1.0
• PM2.5
• PM10

8 -қадам: веб -интерфейс 2/4

«Құрастырылған» режиміндегі жарықдиодты түстің мәні келесідей: Батарея деңгейі:

• > 30% = жасыл
• > 10% және <30%: қызғылт сары
• <10% = қызыл

Есте сақтау деңгейі:

• > 30% = жасыл
• > 10% және <30%: қызғылт сары
• <10% = қызыл

Басқару шығысы:

• Жоғары өнімділік: жасыл
• Шығу деңгейі төмен: қызыл
• Автоматты басқару режимі: көк

9 -қадам: веб -интерфейс 3/4

PM1.0, PM2.5 және PM10 шығысы: ЖШД түсі AQI индексінің түс кестесіне сәйкес келеді. «PM1.0, PM2.5, PM10» режиміндегі 10 жарықдиодты түстің мағынасы келесідей:

• Жарық диодтарының түсі AQI индексінің кестесінде көрсетілген ауаның ластану деңгейін көрсетеді. Мысалы, егер светодиодтар қызыл болса, бұл ластану деңгейі денсаулыққа зиянды екенін білдіреді.
• Жарықдиодты шамдардың саны AQI индексінің кестесінде көрсетілгендей AQI индексінің мәнін білдіреді. Мысалы, егер 10 -да бір ғана жасыл жарық диоды болса, индекс максималды жасыл көрсеткіштің 1/10 бөлігін құрайды, яғни 50/10 = 5. Егер 5 жасыл жарық диоды 10 -да болса, мән 50 / 10x5 = 25. Егер 5 күлгін жарық диодтары жанып тұрады, мәні (300-201) /10x5+201=250.5.
• Түйме басылған сайын, оң жақтағы 4 жарық диодының бірі қызғылт сары болып жыпылықтайды. Ол таңдалған дисплей режимі екенін көрсетеді:

10 -қадам: веб -интерфейс 4/4

«Деректердің қалуы» бөлімі өлшемдерді сақтау үшін жадта қалған бос орынды көрсетеді. «:» Белгісінен кейін қалған %көрсетіледі. «Жадты тазарту» түймесін басу жадты өшіреді. «Жүктеу» түймесін басу үлгілерді дербес компьютерге жіберуді бастайды. Веб -интерфейстің соңында AQI индексінің кестесі көрсетіледі.

11 -қадам: Жұмысты бастау

1. Қосу / Өшіру қосқышын Қосу күйіне ауыстырыңыз.
2. Жарықдиодты кемпірқосақ барлық жарық диодтардың жұмыс істейтініне көз жеткізу үшін пайда болады. сосын әдемі.
3. Көгілдір диодтар бірінен соң бірі жанады. Бұл бөлшектер сенсорының инициализациясына мүмкіндік береді.
4. Жарықдиодты дисплей режимдерінің бірі пайда болады.
5. Телефонда немесе компьютерде «AQI_I3D-» деп басталатын Wifi желісін таңдаңыз.
6. «AQI_index» кодын енгізіңіз
7. Мысалы Google ашыңыз және мекенжай жолағына теріңіз: 192.168.4.1
8. Веб -бет көрсетіледі

Бейне

12 -қадам: Деректерді компьютерге тасымалдау

Деректерді қораптан компьютерге тасымалдау үшін сізге:

1. USB ДК -ге микро USB кабелін / сериялық сілтемені (5В кернеу деңгейі) қосыңыз.
2. Компьютерде сериялық терминалды ашыңыз және оны келесідей конфигурациялаңыз: 9600 BAUDS, 1 тоқтату биті, NONE паритеті, 1 бастау биті.
3. «Деректерді жүктеуді қосу» микро қосқышын ауыстырыңыз
4. Интерфейсте «Жүктеу» түймесін басыңыз.
5. Сериялық терминалда тасымалдаудың аяқталуын күтіңіз және деректерді көшіріңіз.
6. «Деректерді жүктеуді қосу» микро қосқышын бастапқы күйге ауыстырыңыз

Егер CAP жұмыс істемейтін болып көрінсе, коммутатор орнына қойылмауы мүмкін.

13 -қадам: іріктеу кезеңінің арасындағы күту

5 мин, 15 мин, 30 мин және 1 с. Іріктеу режимдерінде CAP өлшеу үлгісін алғаннан кейін автоматты түрде ұйқыға кетеді және 5, 15, 30 немесе 60 минуттан кейін оянбайды. САҚ дербестігі айтарлықтай жоғарылайды.

14 -қадам: зауыттық режимге қайтарыңыз

Егер CAP кейбір жұмыс ақаулары бар болса, барлық жұмыс параметрлерін қалпына келтіруге және CAP сенімді қайта қосуға болады. Ол үшін:

1. CAP сөндіріңіз CAP пернесін басыңыз.
2. Жарық диодты кемпірқосақ пайда болады
3. Көгілдір жарықдиодты жолақ бір секундтан аз уақыт ішінде пайда болады
4. CAP өшіру
5. CAP енді қалпына келтіріледі.

15 -қадам: Arduino астындағы бағдарлама

Мұнда қол жетімді

Картаны бағдарламалау үшін қажет:

1. Компьютерде Arduino ашыңыз
2. Arduino -ны ESP8266 тақтасы үшін конфигурациялаңыз
3. UBS Micro USB / Serial Cable (3v3) картасы мен компьютердің арасына қосыңыз
4. SW3 түймесін «prgm» күйіне ауыстырыңыз
5. «SW1» батырмасында болыңыз
6. Құрылғыны қосыңыз -> Құрылғы бағдарламалау режиміне өтеді
7. «SW1» шығарылымы
8. Arduino астында бағдарламалауды бастаңыз
9. Бағдарламалау аяқталғаннан кейін «SW3» -ті «SW3» -ке ауыстырыңыз.
10. Құрылғыны өшіріп, қайта қосыңыз

16 -қадам: Электрлік диаграммалар

17 -қадам: ПХД

18 -қадам: Номенклатура

Мінеки

19 -қадам: мұны өзіңіз жасаңыз

Сіз мұны істегіңіз келеді, уайымдамаңыз, мен сіз қалайтын бюджетке байланысты бірнеше жиынтықтарды ұсынамын

Менің веб -сайтқа кіріңіз (француз нұсқасы бар)

20 -қадам: және тағы басқалар …

Келесі қадам - құрылғыны ионизатормен байланыстыру. Ауа ластануы үшін құрылғы ионизаторды іске қосады, ионизатор ұсақ бөлшектерді жерге тастауға мүмкіндік береді. Ол теріс электрондарды шығарады, олар қоршаған газ мен шаңмен байланысады, олардың оң электр зарядын теріс зарядқа айналдырады. Жер мен көптеген заттар оң зарядқа ие болғандықтан, ионизатордың теріс зарядталған бөлшектері тартылып, оларға жабысады. Осылайша ауа тазартылады. Ауаның иондалуы денсаулыққа көптеген пайдалы. Бүгінде ионизатор жұмыс істейді. Бұл презентация алдағы блогтың тақырыбы болады.