პორტატული მიკრო ნაწილაკების მრიცხველი PM1 PM2.5 PM10: 20 ნაბიჯი (სურათებით)

2024 ავტორი: John Day | [email protected]. ბოლოს შეცვლილი: 2024-01-30 10:18

დღესდღეობით ჰაერის დაბინძურება ყოვლისმომცველია და განსაკუთრებით ჩვენს ქალაქებში. დიდი ქალაქები მტაცებელია მთელი წლის განმავლობაში, დაბინძურების დონე ზოგჯერ აღწევს (და ხშირად გარკვეულწილად) ძალიან საშიშია ადამიანის ჯანმრთელობისთვის. ბავშვები უკიდურესად მგრძნობიარენი არიან ჰაერის ხარისხით, რომელსაც ისინი სუნთქავენ. ეს დაბინძურებული ჰაერი იწვევს მათ, სხვა ალერგიულ პრობლემებთან ერთად. ჰაერი დაბინძურებულია ჩვენი სახლის გარეთ, მაგრამ ასევე ყველაზე მნიშვნელოვანი დროის დონეზე, ჩვენი სახლებისა და მანქანების შიგნით. ჰაერის ხარისხის დონე ხელმისაწვდომია შემდეგ საიტზე. ეს ჩინური საიტი აგროვებს მთელი რეჟიმის სენსორების ჰაერის ხარისხის ყველა გაზომვას. ჰაერის ხარისხის დონე ფორმატირებულია AQI ინდექსის მიხედვით, რომელიც შეიძლება ოდნავ განსხვავდებოდეს ერთი ქვეყნიდან მეორეზე. ეს დოკუმენტი განმარტავს, თუ როგორ გამოვთვალოთ ეს ინდექსი. ეს სხვა დოკუმენტი არის გაგების სახელმძღვანელო.

იმისათვის, რომ ვიცოდეთ ჰაერის ხარისხი, რომელსაც ჩვენ ვსუნთქავთ, სადაც არ უნდა წავიდეთ და რეალურ დროში, მე დავიწყე პორტატული ატმოსფერული ნაწილაკების მრიცხველის შექმნა (რომელსაც ჩვენ მოგვიანებით CPA- ს ვუწოდებთ)., შეუძლია ჯიბეში მოთავსდეს. ის შეიქმნა:

• დაიჭირე ჯიბეში.
• აქვს მუშაობის დიდი ავტონომია.
• იყავი ადვილად გასაგები
• შეგიძლიათ შეინახოთ გაზომვები კომპიუტერზე.
• დასატენად რომ იყოს.
• შეძლოთ მასზე წვდომა თქვენი ტელეფონით Wifi კომუნიკაციის ადგილობრივი ქსელების არსებობის გარეშე.
• შეძლებს ჰაერის გამწმენდის მოწყობილობის გაკონტროლებას, თუ დაბინძურება აღემატება გარკვეულ ზღვარს.

მახასიათებლები

• ზომა: 65x57x23 მმ
• გაზომილი ნაწილაკები: PM1, PM2.5 და PM10
• ავტონომია: 3 საათიდან რამდენიმე კვირამდე, არჩეული ოპერაციული რეჟიმიდან გამომდინარე.
• ლითიუმ -იონური ბატარეა 3v7 - 680 mAh
• მიკრო USB ინტერფეისი დატენვისა და მონაცემთა გადაცემისათვის.
• 2038 გაზომვის მეხსიერება (680 PMXx ტიპისთვის)
• შერჩევის პერიოდი: უწყვეტი, 5 წთ, 15 წთ, 30 წთ, 1 სთ
• 3v3 ბრძანება გამოდის დაბინძურების დონის მიხედვით.
• მრავალფუნქციური LED ინტერფეისი გასაგებად
• კონტროლის ინტერფეისი კომპიუტერზე, ტაბლეტზე, ტელეფონზე (Android, iOS) Wifi– ს საშუალებით.

ნაბიჯი 1: ყუთის პროტოტიპები

დავიწყე იმაზე ფიქრით, რა ფორმით შემეძლო ყუთის მიცემა, შთაგონებული ობიექტების თანამედროვე დიზაინით.

აქ არის რამოდენიმე დახატული ყუთი.

საბოლოო ჯამში, მე ავირჩიე უმარტივესი საქმის გასაკეთებლად და ყველაზე პატარა: იხილეთ მთავარი ფოტო ამ ინსტრუქციით.

ნაბიჯი 2: ბარათის პროტოტიპები

მე მაქვს სამივე პროტოტიპის ბარათი. მაგრამ აქ მხოლოდ 2 ჩანს.

პროტოტიპებმა შესაძლებელი გახადა 5V და 3v3 კვების წყაროების განვითარება. მათი განვითარება რთული იყო, რადგან მე მომიწია კომპონენტების პოვნა, რათა მიმეღო ძალა, რომელიც საჭირო იყო WiFi მიკროკონტროლის დასაწყებად (ESP8266 - 12). ლითიუმ-იონური ბატარეის ელექტრონული დატენვის ნაწილი უფრო სწრაფად მუშაობდა. ამის შემდეგ, რამდენჯერმე შევცვალე სხვადასხვა კონცენტრატორების და კონექტორების მდებარეობა მოწყობილობის კარგი ერგონომიკისათვის.

ნაბიჯი 3: ყუთი

LED- ები გამჭვირვალედ ჩანს საცხოვრებლის მეშვეობით. საჰაერო შესასვლელი არის საქმის მარცხენა მხარეს. მარჯვენა მხარეს ვხვდებით:

• ჩვენების რეჟიმის შერჩევის ღილაკი.
• ჩართვის / გამორთვის გადამრთველი.
• შერჩევის შეცვლა გაზომვების კომპიუტერზე გადასატანად. ის საშუალებას გაძლევთ გადართოთ სერიულ კავშირს ESP8266 და ნაწილაკების სენსორს შორის ან ESP8266 და მიკრო USB პორტს შორის. ყურადღება, თუ ეს არ არის კარგად განლაგებული, ელექტრონულ ბარათსა და სენსორს შორის კომუნიკაცია აღარ იქნება გარანტირებული და CAP ვერ შეძლებს სწორად დაწყებას.
• მიკრო USB ბუდე ბატარეის დასატენად ან სერიული პროტოკოლის გადაცემის ზომები.

ნაბიჯი 4: სენსორი

ორი განსხვავებული სენსორი გამოვცადე. SDS011 V1.2 PM2.5 ლაზერული სენსორი Nova Fitness Co. Ltd. (doc) usb სერიული ინტერფეისის გასაღებით.

სხვა სენსორი (მეტალის საქმე) არის PMS7003M PLANTOWER– დან (დოკუმენტი).

ეს არის ის, რასაც ჩემს შემთხვევაში ვიყენებ. მას შეუძლია შეაფასოს 1μm– ზე ნაკლები PM ნაწილაკების კონცენტრაცია (PM1); არანაკლებ 2.5μm (PM2.5) და 10μm ნაკლები (PM10). PSM7003M სენსორის მუშაობის პრინციპი ასეთია: ლაზერი ანათებს ჰაერის მტვერს. ოპტიკური სენსორი იჭერს ლაზერულ შუქს და წარმოქმნის ელექტრო სიგნალს ჰაერში მტვრის სიჩქარისა და ზომის პროპორციულად.

მისი მახასიათებლები ნაჩვენებია მახასიათებლების ცხრილში.

ნაბიჯი 5: მონტაჟი

სენსორის გვერდით არის მხოლოდ ბატარეის ადგილი.

ნაბიჯი 6: ოპერაცია

სისტემის გული არის ESP8266 (ტიპი ESP-12F). ეს მიკროკონტროლი აღჭურვილია Wifi გადამცემით. ESP8266 ხელმისაწვდომია რამდენიმე ვარიაციით. ESP8266 უკავშირდება PMS7003 სენსორს სერიული ბმულის საშუალებით. ის აღადგენს ნაწილაკების კონცენტრაციის მნიშვნელობებს და ნაწილაკების რაოდენობას. შემდეგ, ის გამოითვლის ხარისხის AQI ინდექსს, თუ გამომავალი კონტროლის რეჟიმი არის "ავტომატური" და PM2.5 დაბინძურების დონე 50 -ზე მაღალია (ჰაერის ხარისხის ინდექსი AQI PM2.5> 50), გამომავალი დაყენებულია მაღალი (3v3). წინააღმდეგ შემთხვევაში, ის დაბალია (0v). ESP8266 კონფიგურებულია წვდომის წერტილში -> AP (Wifi წერტილი). ანუ ის აღიარებულია როგორც Wifi ტერმინალი, რომელთანაც ტელეფონს შეუძლია დაკავშირება. ტელეფონმა უნდა შეარჩიოს ეს Wifi ტერმინალი და შეიყვანოს კოდი APPSK (ცოტა ADSL ყუთის WEP კოდის მსგავსი) მასზე წვდომისათვის. შემდეგ, ტელეფონი შედის IP მისამართის მისაღწევად. აქ იქნება 192.168.4.1. შემდეგ, ვებ გვერდი ნაჩვენებია ტელეფონში, საიდანაც ერთი აკონტროლებს ყუთს და ვიზუალურად ასახავს დაბინძურების მნიშვნელობებს. პროგრამაში კონფიგურირებული APPSK კოდია "AQI_index". APPSK კოდი შეიძლება შეიცვალოს პროგრამისტმა, რადგან ის შეიცავს ESP8266 პროგრამაში ჩატვირთულ პროგრამას. ინტეგრირებული ვებ გვერდის ჩატვირთვის მისამართია: "192.168.4.1".

ESP8266 ზომავს ბატარეის ძაბვას. თუ ის არის მისი ზღვრული ძაბვის ქვემოთ (3v2 = 0%), მოწყობილობა მოთავსებულია ლოდინის რეჟიმში. ბატარეა არის 100% როდესაც ძაბვა 4v2.

ESP– ს შეუძლია შეინახოს 2038 - მდე PM1, PM2.5 და PM10 ნაწილაკების კონცენტრაციის მნიშვნელობა. დაახლოებით 680 ნიმუში თითო ნაწილაკის ზომაზე. ამ გაზომვების ჩამოტვირთვა შესაძლებელია USB / სერიული გადამყვანით აღჭურვილი კაბელის შეერთებით და გადაცემის დაწყებით ჩართული პროგრამის საშუალებით. გადატანილი ნიმუშების მნიშვნელობები ნორმალიზდება შემდეგნაირად მეხსიერების სივრცის დაზოგვის მიზნით:

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

კონცენტრაციის სწორი მნიშვნელობის საპოვნელად, მაშინ გაამრავლეთ მნიშვნელობა შემთხვევის მიხედვით 5 ან 6 -ით.

ნაბიჯი 7: ვებ ინტერფეისი 1/4

ნახეთ ვებ ინტერფეისის ვიდეო

ეს არის ინტერფეისი, რომელიც ხელმისაწვდომია CPA- სა და ტელეფონს შორის კავშირის შემდეგ. ის იძლევა ვიზუალურად მიკრონაწილაკების კონცენტრაციის მნიშვნელობების PM1, PM2.5 და PM10, μg / m3. ჰაერის ხარისხის ინდექსი არის AQI, წარმოდგენილია რიცხვით და პირდაპირი მნიშვნელობით, AQI ინდექსის განსაზღვრის ცხრილის მიხედვით. ასევე არის ბატარეის მაჩვენებელი.

განყოფილება ეძღვნება CPA კონტროლის გამომუშავების ავტომატურ კონტროლს, გულშემატკივართა კონფიგურაციის სახელით. განყოფილების სათაურის ":" შემდეგ ნაჩვენებია მიმდინარე რეჟიმი (ავტომატური, დაწყება, გაჩერება). ბაზაზე, ეს გამომავალი გააკონტროლებს ჰაერის გამწმენდის მოწყობილობას (ვენტილატორი = ვენტილატორი). ამრიგად, შესაძლებელია იძულებით ჩართვა ან გამორთვა, ან მისი ავტომატურ რეჟიმში დატოვება მოგზაურობისას, როდესაც ჰაერი აღემატება AQI ინდექსს 50 -ს.

განყოფილება ეძღვნება "გაზომეთ კონფიგურაციის" გაზომვას. ":" - ის შემდეგ მითითებულია მიმდინარე რეჟიმი (გაგრძელება, პერიოდული 5 წთ, 15 წთ, 30 წთ, 1 სთ, გაჩერება). ამრიგად, შესაძლებელია გაზომვების განუწყვეტლივ ჩატარება (ფაქტობრივად, შერჩევის პერიოდი ახლოსაა 2 წამთან), ან ყოველ 5, 15, 30 წუთში, 1 სთ -ში, ან შეწყვიტოს შერჩევა.

განყოფილება "ჩვენების რეჟიმი" საშუალებას გაძლევთ აირჩიოთ, თუ როგორ იქნება ნაჩვენები ინფორმაცია (ყველა ის, რაც ვებ ინტერფეისზეა განთავსებული) ყუთში მრავალფერიანი LED- ების საშუალებით. ":" - ის შემდეგ მითითებულია მიმდინარე რეჟიმი (შედგენილი, PM1.0, PM2.5, PM10). "ჩვენების რეჟიმის" თითოეული დაჭერა გადადის ერთი ჩვენების რეჟიმში მეორეზე შემდეგი თანმიმდევრობით:

• შედგენილია
• PM1.0
• PM2.5
• PM10

ნაბიჯი 8: ვებ ინტერფეისი 2/4

"შედგენილი" რეჟიმში LED ფერის მნიშვნელობა შემდეგია: ბატარეის დონე:

• > 30% = მწვანე
• > 10% და <30%: ფორთოხალი
• <10% = წითელი

მეხსიერების დონე:

• > 30% = მწვანე
• > 10% და <30%: ფორთოხალი
• <10% = წითელი

კონტროლის გამომუშავება:

• მაღალი გამომუშავება: მწვანე
• დაბალი გამომავალი: წითელი
• ავტომატური კონტროლის რეჟიმი: ლურჯი

ნაბიჯი 9: ვებ ინტერფეისი 3/4

გამოსავალი PM1.0, PM2.5 და PM10: LED- ის ფერი არის ის, რაც შეესაბამება AQI ინდექსის ფერის ცხრილს. 10 LED- ის ფერის მნიშვნელობა "PM1.0, PM2.5, PM10" რეჟიმში არის შემდეგი:

• LED- ების ფერი წარმოადგენს ჰაერის დაბინძურების დონეს, როგორც ეს მითითებულია AQI ინდექსის ცხრილში. მაგალითად, თუ LED- ები წითელია, ეს ნიშნავს, რომ დაბინძურების დონე ჯანმრთელობისთვის ცუდია.
• განათებული LED- ების რაოდენობა წარმოადგენს AQI ინდექსის მნიშვნელობას ამ ფერისთვის, როგორც ეს მითითებულია AQI ინდექსის ცხრილში. მაგალითად, თუ 10 -ზე არის მხოლოდ ერთი მწვანე LED, ინდექსი არის მაქსიმალური მწვანე ინდექსის 1/10, ანუ 50/10 = 5. თუ 5 მწვანე LED 10 -ზე, მნიშვნელობა არის 50 / 10x5 = 25. თუ 5 მეწამული LED- ები განათებულია, მნიშვნელობა არის (300-201) /10x5+201=250.5.
• ყოველ ჯერზე, როდესაც დააჭირეთ ღილაკს, მარჯვენა 4 LED- იდან ერთი ციმციმდება ნარინჯისფერში. ის მიუთითებს რომელია ჩვენების არჩეული რეჟიმი:

ნაბიჯი 10: ვებ ინტერფეისი 4/4

"მონაცემები რჩება" განყოფილებაში მითითებულია მეხსიერების დარჩენილი სივრცე გაზომვების შესანახად. ":" - ის შემდეგ მითითებულია დარჩენილი %. "გასუფთავებული მეხსიერების" ღილაკზე დაჭერით ხდება მეხსიერების წაშლა. "ჩამოტვირთვის" ღილაკის დაჭერით იწყება ნიმუშების კომპიუტერზე გადატანა. ვებ ინტერფეისის ბოლოს ნაჩვენებია AQI ინდექსის ცხრილი.

ნაბიჯი 11: დაწყება

1. ჩართეთ / გამორთეთ გადამრთველი ჩართულ პოზიციაზე.
2. LED- ების ცისარტყელა გამოჩნდება, რომ დარწმუნდეს, რომ ყველა LED მუშაობს … და შემდეგ ლამაზია
3. ფირუზის LED- ები ერთმანეთის მიყოლებით ანათებს. ეს საშუალებას აძლევს ნაწილაკების სენსორის დროის ინიციალიზაციას.
4. ჩნდება LED ჩვენების ერთ -ერთი რეჟიმი.
5. ტელეფონზე ან კომპიუტერზე აირჩიეთ Wifi ქსელი დაწყებული "AQI_I3D-"-ით
6. შეიყვანეთ კოდი "AQI_index"
7. გახსენით მაგალითად Google და ჩაწერეთ მისამართების ზოლში: 192.168.4.1
8. ვებ გვერდი ნაჩვენებია

Ვიდეო

ნაბიჯი 12: მონაცემთა გადაცემა კომპიუტერზე

მონაცემების ყუთიდან კომპიუტერზე გადასატანად თქვენ უნდა:

1. შეაერთეთ მიკრო USB კაბელი / სერიული ბმული (5 ვ ძაბვის დონე) USB კომპიუტერთან.
2. გახსენით სერიული ტერმინალი კომპიუტერზე და დააკონფიგურირეთ ის შემდეგნაირად: 9600 BAUDS, 1 stop bit, 1 parity NONE, 1 start bit.
3. შეცვალეთ მიკრო გადამრთველი "მონაცემთა ატვირთვის ჩართვა"
4. ინტერფეისზე დააჭირეთ ღილაკს "ჩამოტვირთვა"
5. სერიულ ტერმინალზე დაელოდეთ გადაცემის დასრულებას და დააკოპირეთ მონაცემები.
6. გადართეთ მიკრო გადამრთველი "მონაცემების ატვირთვის ჩართვა" საწყის პოზიციაზე

თუ CAP არ მუშაობს, შესაძლებელია, რომ გადამრთველი არ დაუბრუნდეს თავის ადგილს.

ნაბიჯი 13: ლოდინი შერჩევის ფაზას შორის

შერჩევის 5 წთ, 15 წთ, 30 წთ და 1 სთ რეჟიმში, CAP ავტომატურად იძინებს გაზომვის ნიმუშის აღების შემდეგ და არ იღვიძებს 5, 15, 30 ან 60 წუთის შემდეგ. ამრიგად, CAP– ის ავტონომია უკიდურესად გაიზარდა.

ნაბიჯი 14: გადატვირთეთ ქარხნის რეჟიმში

იმ შემთხვევაში, როდესაც CAP– ს აქვს გარკვეული ოპერაციული პრობლემები, შესაძლებელია ყველა ოპერაციული პარამეტრის გადატვირთვა და CAP– ის საიმედოდ გადატვირთვა. ამისათვის:

1. გამორთეთ CAP იყავით ღილაკზე Light CAP.
2. ჩნდება LED– ის ცისარტყელა
3. ფირუზის LED ზოლები ჩნდება წამზე ნაკლებ დროში
4. გამორთეთ CAP
5. CAP ახლა გადატვირთულია.

ნაბიჯი 15: პროგრამა არდუინოს ქვეშ

აქ არის შესაძლებელი

ბარათის დასაპროგრამებლად აუცილებელია:

1. გახსენით Arduino კომპიუტერზე
2. Arduino- ს კონფიგურაცია ESP8266 დაფისთვის
3. შეაერთეთ UBS მიკრო USB / სერიული კაბელი (3v3) ბარათსა და კომპიუტერს შორის
4. გადართეთ SW3 ღილაკი "prgm" - ზე
5. დარჩით ღილაკზე "SW1"
6. ჩართეთ მოწყობილობა -> მოწყობილობა გადადის პროგრამირების რეჟიმში
7. გამოდის "SW1"
8. არდუინოს ქვეშ დაიწყეთ პროგრამირება
9. პროგრამირების დასრულების შემდეგ გადართეთ "SW3" "SW3" - ზე
10. გამორთეთ და გადატვირთეთ მოწყობილობა

ნაბიჯი 16: ელექტრო დიაგრამები

ნაბიჯი 17: PCB

ნაბიჯი 18: ნომენკლატურა

Აქ არის

ნაბიჯი 19: გააკეთე ეს შენ თვითონ

თქვენ გინდათ ამის გაკეთება, არ ინერვიულოთ, მე გთავაზობთ რამდენიმე კომპლექტს, რაც დამოკიდებულია ბიუჯეტზე, რომლის დაყენებაც გსურთ

ეწვიეთ ჩემს ვებსაიტს (ხელმისაწვდომია ფრანგული ვერსია)

ნაბიჯი 20: და მეტი…

შემდეგი ნაბიჯი არის მოწყობილობის დაკავშირება იონიზატორთან. ისე, რომ ჰაერი დაბინძურებულია, მოწყობილობა იწყებს იონიზატორს, იონიზატორი საშუალებას აძლევს როგორმე დაყაროს წვრილი ნაწილაკები ადგილზე. ის წარმოქმნის უარყოფით ელექტრონებს, რომლებიც აკავშირებენ მიმდებარე გაზსა და მტვერს, დადებით პოზიტიურ ელექტრულ მუხტს უარყოფით მუხტად აქცევს. როგორც მიწას, ასევე ობიექტების უმეტესობას აქვს დადებითი მუხტი, იონიზატორის მიერ უარყოფითად დამუხტული ნაწილაკები იზიდავს და ეკვრის მათ. ამრიგად, ჰაერი გაწმენდილია. ჰაერის იონიზაცია ასევე ჯანმრთელობის მრავალი სხვა სარგებელია. დღეს იონიზატორი მუშაობს. ეს პრეზენტაცია იქნება მომავალი ბლოგის საგანი.