Portativ Mikro hissəciklər sayğacı PM1 PM2.5 PM10: 20 addım (şəkillərlə)

2024 Müəllif: John Day | [email protected]. Son dəyişdirildi: 2024-01-30 07:46

İndiki vaxtda hava çirkliliyi hər yerdə var və xüsusilə şəhərlərimizdə. Böyük şəhərlər bütün il yırtıcıdır, bəzən çirklənmə səviyyəsi insan sağlamlığı üçün çox təhlükəli həddə çatır. Uşaqlar nəfəs aldıqları havanın keyfiyyətinə son dərəcə həssasdırlar. Bu çirkli hava digər allergiya problemlərinin yanında onlara yol açır. Hava evimizin xaricində, həm də evlərimizin və avtomobillərimizin içərisində ən vacib vaxtlarda çirklənir. Hava keyfiyyəti səviyyəsi aşağıdakı saytda mövcuddur. Bu Çin saytı bütün rejim sensorlarının bütün hava keyfiyyəti ölçmələrini toplayır. Hava keyfiyyəti səviyyəsi bir ölkədən digərinə bir qədər fərqli ola biləcək bir AQI indeksinə görə formatlanır. Bu sənəd bu indeksin necə hesablanacağını izah edir. Bu digər sənəd anlayış bələdçisidir.

Nəfəs aldığımız havanın keyfiyyətini bilmək üçün hara getsək və real vaxtda portativ atmosfer hissəcik sayğacını yaratmağa başladım (bunu daha sonra CPA adlandıracağıq)., cibinə sığa bilir. Bunun üçün yaradılmışdır:

• Cibində tut.
• Böyük bir əməliyyat müstəqilliyinə sahib olun.
• Anlamaq asan olsun
• Ölçmələri kompüterdə saxlaya bilərsiniz.
• Yenidən doldurulmaq üçün.
• Yerli Wifi rabitə şəbəkələri olmadan telefonunuzla daxil ola bilmək.
• Çirklənmə müəyyən bir həddi keçərsə, hava təmizləyici qurğunu idarə edə bilmək.

Xüsusiyyətlər

• Ölçüsü: 65x57x23mm
• Ölçülmüş hissəciklər: PM1, PM2.5 və PM10
• Müstəqillik: seçilmiş iş rejimindən asılı olaraq 3 saatdan bir neçə həftəyə qədər.
• Lityum -ion batareya 3v7 - 680 mAh
• Şarj və məlumat ötürülməsi üçün mikro USB interfeysi.
• 2038 ölçmə yaddaşı (hər növ PMxx üçün 680)
• Nümunə götürmə müddəti: davamlı, 5 dəq, 15 dəq, 30 dəq, 1 saat
• Çirklənmə səviyyəsinə görə 3v3 komanda çıxışı.
• Anlamaq asanlığı üçün çox rəngli LED interfeysi
• PC, planşet, telefonda (Android, iOS) Wifi vasitəsilə idarəetmə interfeysi.

Addım 1: Qutunun Prototipləri

Müasir əşyaların dizaynından ilham alaraq qutuya verə biləcəyim şəkli düşünməklə başladım.

Budur bir neçə çəkilmiş qutu.

Sonda ən sadə və ən kiçik işi seçdim: bu təlimatdakı əsas fotoya baxın.

Addım 2: Kart Prototipləri

Hər 3 prototip kartım var. Ancaq burada yalnız 2 -si görünür.

Prototiplər 5V və 3v3 enerji təchizatını inkişaf etdirməyə imkan verdi. Bunları inkişaf etdirmək çətindi, çünki WiFi mikrokontrolörünü işə salmaq üçün lazım olan gücü əldə etmək üçün komponentləri tapmalı oldum (ESP8266 - 12). Lityum-ion batareyanın elektron doldurma hissəsinin işləməsi daha sürətli idi, sonra cihazın yaxşı erqonomikası üçün müxtəlif açarların və bağlayıcıların yerini bir neçə dəfə dəyişdim.

Addım 3: Qutu

LEDlər korpusdan şəffaflıqla görünür. Hava girişləri qutunun sol tərəfindədir. Sağ tərəfdə tapırıq:

• Ekran rejiminin seçilməsi düyməsi.
• Açma / söndürmə açarı.
• Ölçmələri PC -yə köçürmək üçün seçim açarı. ESP8266 ilə hissəcik sensoru arasında və ya ESP8266 ilə mikro USB portu arasında ardıcıl keçid arasında keçid etməyə imkan verir. Diqqət, əgər bu yer yaxşı yerləşməsə, elektron kartla sensor arasındakı əlaqə artıq təmin edilməyəcək və CAP düzgün başlaya bilməyəcək.
• Batareyanı doldurmaq üçün mikro USB yuvası və ya serial protokol köçürmə tədbirləri.

Addım 4: Sensor

İki fərqli sensoru sınadım. Nova Fitness Co. Ltd -dən SDS011 V1.2 PM2.5 Lazer sensoru (doc) usb seriyalı interfeys açarı ilə.

Digər sensor (metal qutu) PLANTOWER -dən PMS7003M -dir (doc).

Mənim vəziyyətimdə istifadə etdiyim budur. 1μm -dən (PM1) kiçik zərrəciklərin konsentrasiyasını ölçə bilir; 2.5μm -dən az (PM2.5) və 10μm -dən az (PM10). PSM7003M sensorunun işləmə prinsipi belədir: lazer havanın tozunu işıqlandırır. Optik sensor, lazer işığını tutur və havadakı tozun sürətinə və ölçüsünə mütənasib bir elektrik siqnalı yaradır.

Onun xüsusiyyətləri xarakterik cədvəldə göstərilmişdir.

Addım 5: Montaj

Sensorun yan tərəfində yalnız batareyanın yeri var.

Addım 6: Əməliyyat

Sistemin ürəyi ESP8266 (ESP-12F tipli) dir. Bu mikro nəzarətçi Wifi ötürücü ilə təchiz edilmişdir. ESP8266 bir neçə variantda mövcuddur. ESP8266, PMS7003 sensoru ilə ardıcıl əlaqə vasitəsi ilə əlaqə qurur. Hissəciklərin konsentrasiyası və hissəciklərin sayını bərpa edir. Daha sonra AQI keyfiyyət indeksini hesablayır, Çıxışa nəzarət rejimi "Avtomatik" dirsə və PM2.5 -də çirklənmə səviyyəsi 50 -dən yüksəkdirsə (havanın keyfiyyət indeksi AQI PM2.5> 50), çıxış yüksək olaraq təyin olunur (3v3). Əks təqdirdə, aşağı (0v) təyin olunur. ESP8266, Giriş nöqtəsi -> AP (Wifi nöqtəsi) bölməsində qurulmuşdur. Yəni telefonun qoşula biləcəyi Wifi terminalı olaraq tanınır. Telefon bu Wifi terminalını seçməli və ona daxil olmaq üçün APPSK kodunu (bir az ADSL qutusunun WEP kodu kimi) daxil etməlidir. Sonra telefon çatmaq üçün IP ünvanına daxil olur. Burada 192.168.4.1 olacaq. Sonra veb səhifəsi telefonda göstərilir, oradan qutunu idarə edir və çirklənmə dəyərlərini görselleştirir. Proqramda konfiqurasiya edilmiş APPSK kodu "AQI_index" dir. APPSK kodu ESP8266 -da yüklənmiş proqramda olduğu üçün proqramçı tərəfindən dəyişdirilə bilər. İnteqrasiya edilmiş veb səhifəni yükləmək üçün ünvan: "192.168.4.1".

ESP8266 batareyanın gərginliyini ölçür. Limit gərginliyindən aşağıdırsa (3v2 = 0%), cihaz gözləmə rejiminə keçir. Gərginlik 4v2 olduqda batareya 100% -dir.

ESP, PM1, PM2.5 və PM10 hissəcik konsentrasiyası dəyərinin 2038 nümunəsini saxlaya bilər. Hər hissəcik ölçüsü üçün təxminən 680 nümunə. Bu ölçüləri USB / Serial çeviricisi ilə təchiz edilmiş bir kabel bağlayaraq və quraşdırılmış tətbiq vasitəsi ilə köçürməyə başlayaraq yükləyə bilərsiniz. Yaddaş sahəsinə qənaət etmək üçün köçürülmüş nümunələrin dəyərləri aşağıdakı kimi normallaşdırılır:

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

Doğru konsentrasiya dəyərini tapmaq üçün, vəziyyətdən asılı olaraq dəyəri 5 və ya 6 ilə vurun.

Addım 7: Veb İnterfeysi 1/4

Veb interfeysinin videosuna baxın

CPA ilə telefon arasındakı əlaqədən sonra mövcud olan interfeysdir. PM1, PM2.5 və PM10 üçün mikro hissəciklərin konsentrasiyası dəyərlərini μg / m3 olaraq görselleştirmeye imkan verir. Hava keyfiyyəti indeksi, AQI indeksinin tərif cədvəlinə görə, rəqəm və hərfi ifadə ilə ifadə olunan AQI -dir. Batareya ölçmə cihazı da var.

Bir bölmə, Fan Konfiqurasiyası adı altında CPA nəzarətinin çıxışının avtomatik idarə olunmasına həsr edilmişdir. Bölmə başlığının ":" işarəsindən sonra cari rejim göstərilir (Avtomatik, Başlat, Dur). Bazada bu çıxış hava təmizləyici qurğunu idarə edəcək (fan = fan). Hava 50 AQI indeksini keçdikdə onu məcbur etmək və ya söndürmək və ya səfərlə avtomatik rejimdə buraxmaq mümkündür.

Bir bölmə "Ölçü konfiqurasiyası" ölçüsünə həsr edilmişdir. ":" İşarəsindən sonra cari rejim göstərilir (davamı, dövri 5 dəqiqə, 15 dəqiqə, 30 dəqiqə, 1 saat, dayan). Ölçmələri davamlı olaraq aparmaq mümkündür (əslində nümunə götürmə müddəti 2 saniyəyə yaxındır) və ya hər 5, 15, 30 dəqiqə, 1 saat və ya nümunəni götürməyi dayandırmaq.

"Ekran rejimi" bölməsi, məlumatların (veb interfeysində olanların hamısı) rəngli LEDlər vasitəsilə qutuda necə görünəcəyini seçməyə imkan verir. ":" İşarəsindən sonra cari rejim göstərilir (Kompilyasiya edilmiş, PM1.0, PM2.5, PM10). "Ekran Modu" düyməsinə hər dəfə basmaq aşağıdakı ardıcıllıqla bir ekran rejimindən digərinə keçir:

• Tərtib edildi
• PM1.0
• PM2.5
• PM10

Addım 8: Web İnterfeysi 2/4

"Kompilyasiya" rejimində LED rənginin mənası belədir: Batareya səviyyəsi:

• > 30% = yaşıl
• > 10% və <30%: narıncı
• <10% = qırmızı

Yaddaş səviyyəsi:

• > 30% = yaşıl
• > 10% və <30%: narıncı
• <10% = qırmızı

Nəzarət çıxışı:

• Yüksək çıxış: yaşıl
• Aşağı çıxış: qırmızı
• Avtomatik idarəetmə rejimi: mavi

Addım 9: Veb interfeysi 3/4

Çıxış PM1.0, PM2.5 və PM10: LED -in rəngi AQI indeksinin rəng cədvəlinə uyğundur. "PM1.0, PM2.5, PM10" rejimində 10 LED -in rənginin mənası belədir:

• LED -lərin rəngi AQI indeksi cədvəlində göstərildiyi kimi hava çirkliliyinin səviyyəsini ifadə edir. Məsələn, LEDlər qırmızıdırsa, bu, çirklənmə səviyyəsinin sağlamlıq üçün pis olduğunu göstərir.
• Yanan LED -lərin sayı, AQI indeksinin cədvəlində göstərildiyi kimi sözügedən rəng üçün AQI indeksinin dəyərini əks etdirir. Məsələn, 10 -da yalnız bir yaşıl LED varsa, indeks maksimum yaşıl indeksin 1/10 hissəsidir, yəni 50/10 = 5. 10 -da 5 yaşıl LED varsa, dəyər 50 / 10x5 = 25 -dir. bənövşəyi LEDlər yanır, dəyəri (300-201) /10x5+201=250.5-dir.
• Hər dəfə düyməyə basıldıqda, sağdakı 4 LEDdən biri narıncı rəngdə yanıb -sönür. Seçilmiş ekran rejiminin hansı olduğunu göstərir:

Addım 10: Veb İnterfeysi 4/4

"Qalan məlumatlar" bölməsi ölçüləri saxlamaq üçün qalan yaddaş yerini göstərir. ":" İşarəsindən sonra qalan %göstərilir. "Yaddaş sil" düyməsinə basaraq yaddaş silinir. "Yükləmə" düyməsinə basaraq nümunələrin PC -yə köçürülməsi başlayır. Veb interfeysinin sonunda AQI indeksinin cədvəli göstərilir.

Addım 11: Başlayın

1. Açma / Kapama düyməsini Açıq vəziyyətinə keçirin.
2. Bütün LED -lərin işlədiyinə əmin olmaq üçün bir LED göy qurşağı görünür …. və sonra gözəldir.
3. Turkuaz LEDlər bir -birinin ardınca yanır. Bu, hissəcik sensoru vaxtını işə salmağa imkan verir.
4. LED ekran rejimlərindən biri görünür.
5. Telefonda və ya kompüterdə "AQI_I3D-" ilə başlayan Wifi şəbəkəsini seçin.
6. "AQI_index" kodunu daxil edin
7. Məsələn Google açın və ünvan çubuğuna yazın: 192.168.4.1
8. Veb səhifə göstərilir

Video

Addım 12: Məlumatların PC -yə köçürülməsi

Məlumatları qutudan PC -yə ötürmək üçün aşağıdakıları etməlisiniz:

1. USB PC -yə mikro USB kabel / serial bağlantısı (5v gərginlik səviyyəsi) qoşun.
2. PC -də seriyalı terminal açın və aşağıdakı kimi konfiqurasiya edin: 9600 BAUDS, 1 stop bit, NONE parite, 1 start bit.
3. "Məlumat yükləməni aktiv et" mikro keçidini dəyişdirin
4. İnterfeysdə "Yüklə" düyməsini basın.
5. Serial terminalda köçürmənin bitməsini gözləyin və məlumatları kopyalayın.
6. "Məlumat yükləməni aktiv et" mikro keçidini orijinal vəziyyətinə keçirin

Əgər CAP işləmirsə, keçidin yerinə qaytarılmaması mümkündür.

Addım 13: Nümunə götürmə mərhələsi arasında gözləmə

5 dəqiqə, 15 dəqiqə, 30 dəq və 1 saatlıq nümunə götürmə rejimlərində, CAP ölçmə nümunəsini aldıqdan sonra avtomatik olaraq yuxuya gedir və 5, 15, 30 və ya 60 dəqiqə sonra oyanmır. Beləliklə, CAP -ın muxtariyyəti son dərəcə artır.

Addım 14: Zavod rejiminə qaytarın

CAP -ın bəzi əməliyyat problemlərinin olması halında, bütün əməliyyat parametrlərini sıfırlamaq və CAP -ı etibarlı şəkildə yenidən başlatmaq mümkündür. Onun üçün:

1. CAP -ı söndürün CAP -ı işıqlandırın düyməsini sıxın.
2. LED göy qurşağı görünür
3. Bir saniyədən az bir müddətdə firuzəyi bir LED şeridi görünür
4. CAP -ı söndürün
5. CAP yenidən qurulur.

Addım 15: Arduino altında proqram

Burada mövcuddur

Kartı proqramlaşdırmaq üçün aşağıdakılar lazımdır:

1. PC -də Arduino açın
2. Arduino'yu ESP8266 lövhəsi üçün konfiqurasiya edin
3. UBS Micro USB / Serial Kabelini (3v3) kartla PC arasına bağlayın
4. SW3 düyməsini "prgm" olaraq dəyişdirin
5. "SW1" düyməsinə qalın
6. Cihazı yandırın -> Cihaz proqramlaşdırma rejiminə keçir
7. "SW1" buraxılır
8. Arduino altında proqramlaşdırmaya başlayın
9. Proqramlaşdırma başa çatdıqdan sonra "SW3" -ü "SW3" ə çevirin.
10. Cihazı söndürün və cihazı yenidən başladın

Addım 16: Elektrik Şemaları

Addım 17: PCB

Addım 18: Nomenklatura

Bax budur

Addım 19: Özünüz edin

Bunu etmək istəyirsən, narahat olmayın, qoymaq istədiyiniz büdcədən asılı olaraq bir neçə dəst təklif edirəm

Veb saytımı ziyarət edin (fransız versiyası mövcuddur)

Addım 20: Və daha çox…

Növbəti addım cihazı ionlaşdırıcı ilə əlaqələndirməkdir. Havanın çirklənməsi üçün cihaz ionizatoru işə salır, bir ionlaşdırıcı birtəhər incə hissəcikləri yerə atmağa imkan verir. Müsbət elektrik yükünü mənfi yükə çevirərək ətrafdakı qaz və tozla əlaqəli mənfi elektronlar yaradır. Yerdə və əksər cisimlərdə müsbət yük olduğu üçün ionlaşdırıcı tərəfindən mənfi yüklənmiş hissəciklər çəkilir və onlara yapışır. Beləliklə hava təmizlənir. Havanın ionlaşması digər sağlamlıq faydalarıdır. Bu gün ionlaşdırıcı işləyir. Bu təqdimat gələcək bir blog mövzusu olacaq.