გიგანტური ანალოგური CO2 მეტრი: 6 ნაბიჯი (სურათებით)

2024 ავტორი: John Day | [email protected]. ბოლოს შეცვლილი: 2024-01-30 10:17

დაიცავით მეტი ავტორის მიერ:

ჰავაის მთის ზემოთ არსებული ატმოსფერო შეიცავს დაახლოებით 400 ppm ნახშირბადის დიოქსიდს. ეს რიცხვი ძალზე მნიშვნელოვანია ყველასთვის, ვინც პლანეტების ზედაპირზე ცხოვრობს. ჩვენ ახლა გარშემორტყმული ვართ ან ამ შეშფოთების უარმყოფელებით, ან მათ, ვინც ხელებს იჭერს აღგზნებული შეშფოთების აურზაურში. მაგრამ ეს რიცხვი და ათასობით რიცხვი, რომელიც მას სიახლეებში მოყვება, ძნელია ყოველდღიურად მართლაც გასაგები იყოს. რა არის CO2 ოდენობა ჩემ გარშემო? როგორ შემიძლია დავუკავშირო ატმოსფეროში არსებული აირების წარმოდგენა პლანეტის გადახურებას? დაინტერესებულთათვის მე ავაშენე გიგანტური ანალოგური CO2 მრიცხველი, რომელიც 4 ფუტის სიგრძის ნემსის დახმარებით გაცოცხლებს ნებისმიერი სკოლის ოთახის ან მუზეუმის დისკუსიას იმის შესახებ, თუ როგორ იზომება CO2 და როგორ შეიძლება გახდეთ ამ გაზის ანალიზის ნაწილი.

სნორკელში გაზის ნარევების გაანალიზებით: https://www.instructables.com/id/CO2-Measurement-in-Snorkels/ და გიგანტური ტალღის საათების წარმოების გართობა: https://www.instructables.com/ id/ Giant-Tide-Clock/ მე გადავაყენე CO2 სენსორი და მყარი servo მექანიზმი, რათა გავაკეთო კედელზე დასაყენებელი ანალოგური CO2 მეტრი, რომელიც ძალიან ზუსტად ასახავს CO2– ის ამჟამინდელ დონეს ჰაერში. ნაგებობის უმეტესი ნაწილი 3D დაბეჭდილია და ის ასევე გთავაზობთ ზუსტ ციფრულ გამომუშავებას ადაფრუტის ბუმბულის E - მელნის ჩვენებიდან. სენსორის შიგთავსის საჰაერო სუნი არის მშვენიერი STL ფაილი: შეცვალეთ ზომა 3 დიუმიანი სპირალური სპიკერი ყუთში, რომელიც თავდაპირველად გაკეთდა Nautilus სპიკერის გარსაცმებისათვის. ის მუშაობს მრავალჯერადი დატენვის ბატარეებზე ან კედლის მეჭეჭებზე 5 ვოლტზე და ჩაწერს თქვენს ყველა მონაცემს ჩართულ SD ბარათის მფლობელს.

ნაბიჯი 1: შეაგროვეთ თქვენი მასალები

სამშენებლო მასალები არ არის იაფი, მაგრამ ამატებს კითხვის საბოლოო სიზუსტეს.

1. Adafruit 2.13 Tri-Color eInk / ePaper Display FeatherWing-წითელი შავი თეთრი-შეგიძლიათ გამოიყენოთ ძალიან იაფი TFT ამისთვის 3.00 დოლარად, მაგრამ ის არ გამოჩნდება მზის სინათლეზე. ნაკლოვანება ამ დასადგმელ ეკრანზე არის რომ ნელა განახლდება.

2. Adafruit Feather 32u4 Adalogger - ამ მოწყობილობის MO ვერსია სენსორთან კარგად არ მუშაობს. თქვენ შეგიძლიათ გაუმკლავდეთ უფრო იაფი 32u4 უბრალო ერთეულს SD ბარათის სლოტის გარეშე, მაგრამ ეს გაადვილებს იმ შემთხვევაში, თუ გსურთ თქვენი ყველა მონაცემის ჩაწერა.

3. Rugged Metal On/Off Switch with Blue LED Ring - 16 მმ Blue On/Off

4.10, 000ppm MH-Z16 NDIR CO2 სენსორი I2C/UART 5V/3.3V ინტერფეისით Arduino/Raspeberry Pi by Sandbox Electronics-ამ კომპანიასთან მართლაც დიდი უბედურებაა, დარწმუნდით, რომ მიჰყევით ინსტრუქციას 3 ვოლტიანი გამომუშავების ჩართვის მიზნით- ის მუშაობს მხოლოდ 5 ვოლტზე

5. Standard Hub Shaft ServoBlock ™ (24T Spline) ServoCity - კიდევ ერთი დიდი კომპანია! (მე არ ვღებულობ სარგებელს ამ კომპანიების მოწონებიდან)

6 სტანდარტული HiTec ციფრული სერვო, რომელიც შეესაბამება ზემოთ.

7. 6.00”ალუმინის არხი-სერვო ქალაქი

ნაბიჯი 2: კომპონენტების 3D ბეჭდვა

კომპონენტები ადვილად იბეჭდება PLA– ით ნებისმიერ 3D პრინტერზე. იაფი Creality CR10, რომელიც მე გამოვიყენე, აქვს საკმაოდ ფართო გამომავალი ბაზა, რათა შესაძლებელი იყოს რქისა და ზურგის ფირფიტის დიდი ზომები. რამდენიმე საათი დასჭირდა, მაგრამ არანაირი პრობლემა არ შეექმნა. ბეჭდვა მხარდაჭერით. შემდეგ რქას ასხურებდნენ ტექსტურირებული საღებავით, რომელიც აძლევს ქვიშიან შეგრძნებას საბოლოო პროდუქტს და ფარავს 3D ბეჭდვის წვრილ ხაზებს. უკანა ფირფიტა შეიქმნა Fusion 360– ში, რათა ადვილად მოერგოს Feather E მელნის დისპლეის ფანჯარას. სხვა ფაილები არის ხრახნიანი სამონტაჟო დამჭერისთვის მაჩვენებლის როდისთვის და იმ შემთხვევისთვის, რომელიც ინახავს საწინააღმდეგო წონას მაჩვენებლის ბოლოში.

ნაბიჯი 3: ააშენეთ იგი

მშენებლობა საკმაოდ მარტივია. Servocity სისტემა საშუალებას გაძლევთ სწრაფად შეიკრიბოთ servo მექანიზმი დამხმარე სტრუქტურაში. მიმაგრება წინა რქის უკანა ფირფიტაზე, რომელიც მოიცავს ყველა ელექტრონიკას, დამზადებულია ორი მოხრილი შემაერთებელი ფირფიტით, რომლებიც E6000 წებოვანია ფირფიტის უკანა მხარეს. კიდევ ერთი შემაერთებელი ფირფიტა ვრცელდება უკანა მხარეს, რათა მოხდეს მყარი მონტაჟი 90 გრადუსიანი კედლის კონექტორზე. ის მაჩვენებელი, რომელსაც მე ვიყენებ, შეიძლება იყოს ნებისმიერი სიგრძის-ჩემი იყო დაახლოებით 4 ფუტის ზომის. მე გამოვიყენე გრძელი სავალი ნაწილის მარკერი, რომელიც შეგიძლიათ იხილოთ დიდ ყუთში 5 დოლარად. ისინი დამზადებულია ბოჭკოვანი შუშისგან და ლამაზი და მსუბუქია მათი სიგრძისთვის. სერვოს სიტუაციაში, თუნდაც გადაცემათა კოლოფის მხარდაჭერით, თქვენ ფრთხილად უნდა გაწონასწორდეთ წონაზე და ზუსტად მოათავსოთ იგი მთაზე. ჩემი საპირისპირო წონა გაკეთდა სამრეცხაოებით, რომელიც მოთავსებულია 3D ბეჭდვით კორპუსში და შემდეგ დალუქულია ეპოქსიდურ ბოძზე. დარწმუნდით, რომ სერვო მოითმენს ამ წონას და საპირწონედ გამოცდილებას მისი მცდელობით-სერვომ უნდა შეწყვიტოს ყვირილი მას შემდეგ რაც მიაღწია პროგრამულ პოზიციას. თუ ის განაგრძობს წუწუნს და გადაადგილებას, დიდი ალბათობით გაქვთ პრობლემა.

ნაბიჯი 4: მავთული/შეკრება

გაყვანილობის სქემა მოცემულია ზემოთ. ამ სცენარში servo pin უკავშირდება პინ 11 -ს. E ქაღალდის ეკრანი იკავებს საკმაოდ ბევრ ბუმბულს, ასე რომ შემთხვევით ნუ გამოიყენებთ მათ. დარწმუნდით, რომ SDA, SCL წყვილი ერთმანეთთან სწორად არის დაკავშირებული. ელექტროენერგია ხდება 5 ვოლტიანი კედლის მეჭეჭის (2 A) ან ლიპო ბატარეის საშუალებით. კედლის მეჭეჭის გადატანა ხდება რქის თავზე დამონტაჟებული ჩართვის/გამორთვის გადამრთველის საშუალებით, რომელიც შემდეგ აძლიერებს ბუმბულის კომპიუტერს, სერვოსა და სენსორს, ყველა 5 ვოლტს. მე ასევე დავამატე ლურჯი LED– ების სერია რქის ბოლოს პარალელურად, რათა უზრუნველყოთ სინათლე გვირაბის ბოლოს. (ეს არ არის გაყვანილობის დიაგრამაში.) CO2– ის ლაზერული სენსორი დამონტაჟებულია რქის გახსნის მახლობლად, ასე რომ თქვენ შეგიძლიათ ჩააფრქვიოთ მასში ან მიაწოდოთ სხვა ჰაერის ნარევები მის პირამდე. მისთვის ციფრული დაფა ასევე დამონტაჟებულია რქის შიგნით და დენის კავშირი ხდება უშუალოდ გადამრთველთან. მიწის მავთული, დენის მავთულები და SDA, SCL ხაზები ფირფიტის უკანა მხარეს მიემართება ბუმბულის დაფაზე. Adalogger Feather/ E ქაღალდის ჩვენების დასტა დამონტაჟებულია ფირფიტის უკანა მხარეს. ყველა კავშირის შემოწმების შემდეგ რქა დალუქულია უკანა ფირფიტაზე E6000 წებოთი ღამით.

ნაბიჯი 5: პროგრამირება

მართლაც მარტივი პროგრამა Arduino IDE– ით. ჩართეთ სხვადასხვა ბიბლიოთეკა თანდართული მანქანებისთვის: NDIR_I2C.h (შედის Sandbox Electronics ვებსაიტზე), "Adafruit_EPD.h" ლამაზი ელექტრონული ქაღალდის ეკრანის გასაშვებად, Servo.h სტანდარტული სერვო ბიბლიოთეკისთვის. განსაზღვრეთ ჩვენებისათვის საჭირო ქინძისთავები. განსაზღვრეთ pin servo გამომავალი. მიამაგრეთ სერვო და სენსორი. მარყუჟის ფუნქცია უბრალოდ კითხულობს სენსორს და აწვდის მას სერვოზე რუქის/შეზღუდვის ფუნქციით. ერთადერთი სახიფათო ნაწილია თქვენი სერვო დიაპაზონის შეზღუდვა, რათა ის არ მოხვდეს მთაზე. მე მომეწონა იდეა უკანა მთაზე სერვო/მაჩვენებელზე, რომელიც მოთავსებულია სახის ფირფიტასა და უკანა კედლის საყრდენს შორის, მაგრამ მას ასევე აქვს გარკვეული შეზღუდვები. გამოიყენეთ სტანდარტული მაგალითის გაწმენდის ფუნქცია სერვოზე კუთხის ლიმიტების შესამოწმებლად და მათი შეზღუდვისთვის რუქის ფუნქციაში. დასასრულს ნათქვამია სერვოს სიჩქარის შეზღუდვა, ასე რომ გრძელი მაჩვენებლის მკლავის საწინააღმდეგო წონის იმპულსი არ ანადგურებს ქანდაკებას.

ნაბიჯი 6: გამოიყენეთ იგი

მოწყობილობა ადვილად დამონტაჟებულია კედლის ნებისმიერ ზედაპირზე რამდენიმე ხრახნით. ის არ იწონის იმდენად და რადგანაც მისი ასეთი ნელი მოძრაობა ნამდვილად არ ბრუნავს დიდად. პირველ GIFF– ში თქვენ ხედავთ, რომ ის წარმოუდგენლად მგრძნობიარეა CO2– ზე თქვენს სუნთქვაშიც კი. რქის ბოლოში ჩასუნთქვა ზრდის CO2– ის პოტენციურ დონეს 4% –მდე, რაც იქნება 40 000 ppm. სენსორი 10 000-ზე გადის და თქვენ შეგიძლიათ გაუმკლავდეთ მას კვერთხის მოძრაობის პროგრამირებაში-ანუ გააკეთეთ გამომავალი ლოგარითმული ან შეცვალოთ მოძრაობის ციკლი უფრო სწრაფი საქანელებით. სხვა ექსპერიმენტების ჩატარება მარტივად შეიძლება, მათ შორის ჩადება პატარა ოთახში, სადაც უამრავი ადამიანია (ეკლესიის სარდაფი ქოთანში იღბლის დროს) ან გარეთ, ქარიშხალი გორაკის ფერდობზე. ყველაზე დაბალი მე მივიღე დაახლოებით 410 და ეს იყო 50 mph ქარიშხალი გუშინ. ამ ინსტრუმენტის პოტენციური გამოყენება იქნება ხალხის გაცნობა CO2 მონიტორინგის კონცეფციისა და მისი მნიშვნელობის შესახებ - არა რაღაც აბსტრაქტული რაოდენობა, რომელსაც მიმართავენ მოლაპარაკე თავები, არამედ ის, რისი გაზომვაც ჩვენ შეგვიძლია რეალურად ჩვენს საკლასო ოთახებში ან მუზეუმებში.

ნუ შეეწინააღმდეგებით იმ სურვილს, რომ იყოთ ამ საშინელი პრობლემის გადაწყვეტის ნაწილი, არც განათლებით, არც ხმამაღლა.