Analizzatore di particelle solari: 5 passaggi (con immagini)

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

Di recente sono stato a una conferenza a Fairbanks, in Alaska, dove una società di carbone locale (Usibelli Coal Mine) stava sponsorizzando innovatori per pensare a modi per migliorare la qualità dell'aria. Ovviamente ironico ma anche davvero ottimo. Non sembrava essere la ricerca sponsorizzata dalle compagnie di sigarette per dimostrare che il loro prodotto era buono per te o l'attuale gruppo di "scienziati" pagati che negano il cambiamento climatico o l'evoluzione, ma un modo di affrontare una sfortunata combinazione di fattori che rende L'aria di Fairbanks non è l'ideale in inverno quando l'inversione termica, le basse temperature, le auto e il riscaldamento domestico a legna fanno sì che il conteggio del particolato superi i limiti EPA. Questo stufato non fa bene alla salute: il miglior punto di partenza se ti interessa è Wikipedia:

Se guardi in fondo all'articolo puoi vedere la mappa degli Stati Uniti e delle aree che superano i limiti EPA che includono una piccola parte dell'Alaska: Fairbanks. Questo potrebbe non essere l'unico posto dove l'aria in inverno potrebbe essere cattiva: il North Slope, dove la produzione di petrolio e gas comporta la combustione di molti idrocarburi, è stato oggetto di esame. È strano pensare a questi minuscoli villaggi incontaminati nell'Artico che soffrono di aria che si trova più comunemente nella Cina urbana. Ma cosa fare al riguardo? Un'idea innovativa è quella di attirare più persone interessate al problema che sta facendo questa società locale del carbone. Il mio progetto prevede di rendere questi dispositivi di monitoraggio più appetibili per l'uso domestico: economici, alimentati a energia solare, un'app sul telefono per l'output e piacevole per gli occhi.

Passaggio 1: raccogli le tue provviste

1. La cosa più ovvia è quella grande conchiglia nella foto! Fortunatamente questi sono disponibili in molti negozi di arredamento per la casa o sul web per meno di $ 20. (o stampalo … https://www.instructables.com/id/Giant-Analog-CO2-Meter/) Ha un meraviglioso forma per raccogliere il vento e racchiudere il funzionamento del campionatore di particelle e del computer e proteggere la costruzione cablata da pioggia, neve e quant'altro.

2 celle solari--ALLPOWERS 2.5W 5V/500mAh mini celle solari incapsulate epossidiche $ 8,00

3. Modulo di ricarica TP4056 con protezione della batteria 18650 BMS 5V Micro USB 1A --quasi $ 0

4. Piuma Adafruit ESP32 - $ 19

5. Batteria Lipo 18650 generica $ 3

6. Adafruit (PID 2030 PowerBoost 1000 Basic - 5V USB Boost @ 1000mA da 1.8V+ questa cosa è fantastica perché ha un pin di abilitazione che ti serve $ 10

7. Breakout del timer a bassa potenza Adafruit TPL5111: un piccolo dispositivo di temporizzazione brillante $ 6,00

8. HONEYWELL HPMA115S0-TIR PM2.5 Sensore di particelle laser pm2.5 Modulo sensore di rilevamento della qualità dell'aria Sensore di polvere eccellente PMS5003 $ 18

Passaggio 2: collegalo

Il cablaggio è molto semplice. Il diagramma di Fritzing ha tutti i dettagli. L'unità Honeywell ha molti fili che escono dal connettore posteriore, ma questo foglio informativo dovrebbe aiutarti se hai bisogno di maggiori dettagli:

È una connessione UART all'ESP32 che ha due porte seriali e dovrebbe essere collegata ai pin RX e TX sulla scheda di sviluppo. L'alimentazione deve provenire dall'unità boost che porta la tensione della batteria lipo fino a 5V per il sensore. La logica sull'uscita del sensore è di 3 volt, quindi non devi scherzare con essa. La meravigliosa piccola unità di temporizzazione di Adafruit (non ricevo soldi da nessun produttore …) il TPL5111 utilizza i pin di abilitazione sia sull'unità Boost che sulla scheda ESP32 per accendere l'unità ogni due ore. Questo è regolabile con un piccolo resistore variabile sulla scheda da ogni secondo fino a due ore. Puoi anche sostituirlo con un resistore fisso: puoi trovare la tabella sul sito web di Adafruit. Il TPL ha una stranezza che richiede di depotenziare ogni volta che si cambia questa lettura di Ohm per i tempi per ottenere il nuovo tempo. Il cablaggio richiede un'alimentazione costante di questo timer. L'energia solare e la ricarica della batteria avviene tramite il TP 4056, basta collegare la cella solare al lato di ingresso. Un interruttore a scorrimento è anche bello tra la batteria e l'ingresso TP per spegnere completamente l'unità.

Passaggio 3: costruiscilo

Costruzione davvero semplice per questa gita. Il guscio costituisce la custodia dell'intera unità: impermeabile e una buona stazione di raccolta dell'aria! Assicurati di incollare a caldo tutti i fili ai loro punti di attacco sulle varie schede per renderli più difficili da maneggiare. L'unità Honeywell è stata fissata all'interno del guscio con un nastro biadesivo serio a livello esterno, altrimenti il resto della pila è stato semplicemente gettato nell'alloggiamento del guscio dove la gravità lo tratteneva. Una staffa del gancio è incollata sul retro con silicone o adesivo del marchio Goop. Il pannello solare è agganciato alla parte anteriore della cella con un supporto a clip go-pro che è bello in modo da poter regolare l'angolazione del sole quando è appeso. Il pannello solare è stato incollato con Goop al supporto.

Passaggio 4: programmalo

Ecco il repository per il software:

C'è una libreria per questa unità Honeywell e sembrava funzionare bene quando era collegata al computer, ma non appena era sul controllo della batteria si è guastata. Quindi il programma smonta semplicemente la comunicazione UART per ottenere i dati e sommarli. Per ottenere i dati dall'unità e sul telefono sono necessari i servizi dell'app Blynk. Se non hai mai usato Blynk prima che sia morto, un semplice sistema IOT che richiede una programmazione minima e funziona per sempre senza problemi. Ho avuto diversi sistemi Blynk IOT in esecuzione per anni su telefoni di persone non esperte di tecnologia senza problemi. Il sistema richiede di scaricare l'app Blynk e configurare un account, tutto gratuito finora. Devi impostare un nuovo programma sul telefono che ti chiede quale sistema stai utilizzando (ESP 32) e ti fornisce una chiave che puoi inviare via email a te stesso durante l'impostazione del codice. È quindi necessario impostare un super grafico prendendo tre input dai pin virtuali V4 Livello batteria, V5 PM 2.5 e V6 PM10. Ci sono molti tutorial sul sito di Blynk che possono parlarti, ma è molto semplice. Le altre modifiche al programma sono inserire il nome della tua rete wifi e la password. Il software prima accende il campionatore e aspetta dieci secondi per i dati delle particelle e, se ok, li invia al server Blynk che poi li invia al telefono. Il codice DONEPIN alza il livello del pin sul TPL5111 per far addormentare tutto con il timer di abilitazione. La tensione della batteria viene tolta dal pin A13.

Passaggio 5: utilizzo

Appendi questo dispositivo dove splende il sole e abbastanza vicino da raccogliere il segnale Wi-Fi per comunicare con il server Blynk. Ci sono un numero sorprendente di cose che causano piccole particelle. Pane abbrustolito! (https://www.instructables.com/id/Toast-Talker/) Chi lo sapeva? Immagino che la ricerca più recente postuli che le particelle di pane tostato entrino nel cervello e causino depressione.

www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/30719959 Beh, la magia delle statistiche consente la pubblicazione di molte correlazioni, ma la causalità è un po' più difficile da dimostrare. Questo dispositivo pulito ti consentirà almeno di seguire la danza delle particelle nella tua vita di cui non ti sei mai preoccupato prima. La ricarica della batteria solare ha bisogno di una buona fonte di sole costante che dovrebbe anche aiutare la tua depressione.