Sniffer di particelle: 6 passaggi (con immagini)

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:01

Mentre lavoravo con i progetti precedenti sulla valutazione del PM2.5, ho notato l'inconveniente di non essere in grado di individuare le fonti puntuali di inquinamento da piccole particelle. La maggior parte dei campionamenti effettuati dai comuni e dalle immagini satellitari raccolgono ampie fonti che in realtà non ti dicono a livello personale da dove proviene e come eliminarlo. Il dispositivo Honeywell ha il suo ventilatore e le finestre di input e output tutto ciò di cui avevo bisogno era un modo per incanalare il flusso d'aria specificamente in quelle aree e, naturalmente, avevo già un naso di cane stampato/progettato in 3D da mettere all'estremità, quindi il resto era solo per progettare un'unità di campionamento delle armi con grilletto che mi permettesse di esplorare attentamente da dove provenissero i miei assassini.

Passaggio 1: raccogli i tuoi materiali

Ho usato Honeywell HPMA per la sua affidabilità e il prezzo economico. Viene utilizzata nuovamente anche la combinazione di ESP32 e del fattore di forma caricatore/amplificatore 8266.

1. HONEYWELL HPMA115S0-TIR Sensore di particelle PM2.5 laser pm2.5 modulo sensore di rilevamento della qualità dell'aria Super sensore di polvere PMS5003 $ 18

2. ESP32 MINI KIT Modulo WiFi + Bluetooth Scheda di sviluppo Internet D1 MINI ESP8266 basato su aggiornamento Completamente funzionante $ 6 (AliExpress)

3. Scudo batteria MH-ET LIVE per ESP32 MINI KIT D1 MINI singola batteria al litio che carica e aumenta $ 1 (AliExpress)

4. Batteria 18650 con fili $ 4

5. IZOKEE 0,96 '' I2C IIC 12864 128X64 Pixel OLED $ 4

6. Robusto interruttore on/off in metallo con anello LED verde - 16mm verde on/off $ 5 (Adafruit)

7. Stampante 3D generica (Ender 3)

8. Antrader KW4-3Z-3 Microinterruttore KW4 Limite $ 1,00

9. Anello NeoPixel - 12 x 5050 LED RGB con driver integrati $ 7,50

Passaggio 2: progettazione e stampa 3D

Lo sniffer è progettato in modo che i ventilatori incorporati nel sensore HoneyWell siano allineati e incapsulati all'interno dell'alloggiamento dello sniffer in modo tale che le narici nell'estremità aperta si colleghino direttamente con le porte di ingresso sul sensore e lo sfiato di uscita attraversi l'alloggiamento e attraverso più fori nella carenatura posteriore. (Accidenti suona come una domanda di brevetto….cattiva) La maniglia sostanziale consente di collegare una batteria di grande capacità e il resto dell'elettronica. La porta di ricarica è allineata nella parte inferiore dell'alloggiamento della maniglia. L'illuminazione ad anello Neopixel intorno al naso è progettata per brillare attraverso la custodia nella parte superiore. La costruzione è fatta in modo che la parte superiore dell'alloggiamento principale sia realizzata in PLA trasparente e quindi passata a PLA grigio per l'impugnatura e infine PLA trasparente per la base dell'impugnatura per consentire di vedere il colore delle luci di ricarica. Il meccanismo di innesco è costituito da una cerniera a perno di azionamento che è stampata come un unico pezzo ma si spera che si muova liberamente.

Tutti i file vengono eseguiti con le impostazioni standard su Cura per ender 3. Non sono stati utilizzati supporti per nessuna delle parti.

Passaggio 3: collegalo

Lo schema elettrico è essenzialmente lo stesso del cablaggio per: https://www.instructables.com/id/Bike-Analog-Pollution-Meter/ tranne che non c'è servo e quell'uscita viene utilizzata per la linea dati per l'anello Neopixel. In questo caso il pulsante di accensione controlla solo l'alimentazione dalla batteria al booster/caricabatterie. La linea a 5 volt dal booster è controllata dal finecorsa nella maniglia che viene azionato come un grilletto. Collega l'alimentazione dal booster a Sensor, ESP32 e Neopixel accendendoli contemporaneamente. Lo schermo I2C è spento dai 3 volt dell'ESP32. La maggior parte del cablaggio deve essere eseguita mentre la maniglia è in costruzione nella sezione successiva poiché è necessario far passare i fili attraverso una varietà di aperture. Assicurati di eseguire il breadboard per primo!

Passaggio 4: costruiscilo

L'anello Neopixel viene prima incollato nell'alloggiamento del naso assicurandosi che sia piatto e non comprometta la sua stretta connessione al corpo principale. Instradare i tre fili attraverso la porta laterale sul corpo principale e verso il basso nella maniglia. I Neopixel dovrebbero puntare verso l'alloggiamento trasparente principale. Il sensore dell'aria viene quindi posizionato nel suo alloggiamento con le piccole prese d'ingresso multiple rivolte verso le aperture delle narici e il nucleo della ventola rivolto all'indietro verso l'alimentazione di uscita del filo. Fai passare i fili dalla parte posteriore e verso il basso nel nucleo della maniglia dove verranno saldati all'ESP32. Lo schermo I2C è collegato alla sezione anteriore e i suoi fili di uscita passano attraverso l'apertura dello slot attraverso la maniglia e sono collegati alla scheda principale. La carenatura rotonda viene quindi incollata in posizione sopra lo schermo. Tutta la colla è solitamente E6000, anche se è possibile utilizzare anche la superGlue LocTight. Anche il cono nasale anteriore della narice è incollato in posizione. Il finecorsa è cablato e incollato in posizione così come l'interruttore principale on/off. La scheda ESP principale è inserita e la batteria 18650 è installata. La scheda boost è incollata saldamente alla piastra di base dell'unità assicurandosi che la porta di ricarica sia allineata con cura con l'apertura. Incollare la piastra di base quando tutto funziona correttamente. L'interruttore a grilletto è incollato sulla barra di metallo dell'interruttore di fine corsa in modo tale da farlo scattare facilmente in posizione abbassata. Attenzione a non far penetrare colla nel meccanismo del finecorsa.

Passaggio 5: programmalo

Il software utilizza la porta seriale per importare le informazioni dal sensore. È uno dei problemi con questo sensore che non utilizza I2C con le librerie per renderlo più conveniente. Invece di un servo come uscita come nello sniffer della bici, questo strumento utilizza l'uscita SSD1306 tramite I2C. Il display Neopixel è controllato dalla Adafruit Neopixel Library in un display luminoso piuttosto convenzionale che emette solo 3 luci colorate diverse per il livello di PM2.5 nelle narici. Se il livello è inferiore a 25 lampeggia in blu, verde se compreso tra 25 e 80 e rosso se superiore a 80. Questi livelli preimpostati possono essere ripristinati nel programma. Sono controllati come output in un'istruzione case nella funzione brighten nella parte inferiore del programma. È anche possibile cambiare i caratteri per l'output dello schermo e le dimensioni dello schermo. Il sensore esegue una lettura una volta al secondo.

Passaggio 6: utilizzo

Quindi, essere nel mezzo di questa quarantena è un po' difficile uscire molto e usare questo dispositivo, quindi ero bloccato a fare video di YouTube in giro per casa per vedere quanto male si metteva dentro. (Normalmente sarei fuori a spingere questo nel foro di scarico del camion diesel più vicino o sottovento all'impianto di torrefazione del caffè - sì, lo so che stai rovinando la mia funzione polmonare!) Il dispositivo si avvia bene entro 4 secondi dalla pressione del grilletto. Ottiene una lettura errata alta e poi si stabilizza lentamente nell'arco di 5 secondi. La maggior parte delle letture corrisponde bene al National Sampler a circa mezzo miglio più in là dell'isolato. Il solito shock dell'uscita del tostapane che ho messo sul web per te. L'altro video sta facendo il Granola --yow--è trapelato 50 ppm per oltre un'ora dopo essere uscito dal forno. Le narici tendono a trattenere il profumo di alto livello per un po', quindi potresti soffiarle fuori per prendere immediatamente un'altra lettura. Due mesi fa il PPM2.5 era un problema serio, ora nessuno lo ricorda. Il riscaldamento globale era così tante preoccupazioni fa.

Secondo Premio al Concorso Stampa 3D