Misuratore di CO2 analogico gigante: 6 passaggi (con immagini)

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:02

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L'atmosfera attuale sopra una montagna alle Hawaii contiene circa 400 ppm di anidride carbonica. Questo numero è estremamente importante per tutti coloro che vivono sulla superficie dei pianeti. Ora siamo circondati da negazionisti di questa preoccupazione o da coloro che si torcono le mani in un turbinio di agitata preoccupazione. Ma questo numero e le migliaia di numeri che lo seguono nelle notizie sono difficili da comprendere quotidianamente. Qual è la quantità di CO2 intorno a me? Come posso relazionarmi con questa idea dei gas nell'atmosfera che causano il surriscaldamento del pianeta? Per chi fosse interessato ho costruito un misuratore di CO2 analogico gigante che con l'aiuto di un ago lungo 4 piedi animerà questa discussione di qualsiasi aula scolastica o museo su come viene misurata la CO2 e come puoi diventare parte di questa analisi del gas.

Dal mio lavoro con l'analisi delle miscele di gas negli snorkel: https://www.instructables.com/id/CO2-Measurement-in-Snorkels/ e dal divertimento di produrre orologi di marea giganti: https://www.instructables.com/ id/Giant-Tide-Clock/ Ho riutilizzato il sensore di CO2 e il robusto servomeccanismo per creare un misuratore di CO2 analogico con montaggio a parete che ritrae in modo molto accurato il livello attuale di CO2 nell'aria. La maggior parte della build è stampata in 3D e offre anche un output digitale accurato dal display E - Ink di Adafruit feather. La tromba per sniffare l'aria della custodia del sensore è il meraviglioso file STL di: Ridimensiona la scatola dell'altoparlante a spirale da 3 pollici di iiime che è stata originariamente realizzata per le custodie degli altoparlanti Nautilus. Funziona con batterie ricaricabili o verruche da parete da 5 volt e registrerà tutti i tuoi dati sul supporto della scheda SD incluso.

Passaggio 1: raccogli i tuoi materiali

I materiali di costruzione non sono economici ma contribuiscono alla massima precisione delle letture.

1. Adafruit 2.13 Tri-Color eInk / ePaper Display FeatherWing - Rosso Nero Bianco - potresti usare un TFT molto economico per questo per $ 3,00 ma non si presenterebbe bene alla luce del sole. Lo svantaggio di questo schermo impilabile è che è lento da aggiornare.

2. Adafruit Feather 32u4 Adalogger: la versione MO di questo dispositivo non funziona bene con il sensore. Puoi cavartela con l'unità semplice 32u4 più economica senza lo slot per schede SD, ma questo rende più facile nel caso in cui desideri registrare tutti i tuoi dati.

3. Robusto interruttore on/off in metallo con anello LED blu - 16 mm blu on/off

Sensore CO2 NDIR MH-Z16 da 4.10, 000 ppm con interfaccia I2C/UART 5V/3.3V per Arduino/Raspeberry Pi di Sandbox Electronics - un'esperienza davvero eccezionale senza problemi con questa azienda, assicurati di seguire le istruzioni per abilitare l'uscita a 3 volt - funziona solo a 5 volt

5. Albero mozzo standard ServoBlock™ (24T Spline) ServoCity -- un'altra grande azienda! (Non ricevo benefici dal mio sostegno a queste società)

6. Servo digitale HiTec standard che si adatta sopra.

7. Canale in alluminio da 6,00 --Servo City

Passaggio 2: stampa 3D dei componenti

I componenti sono tutti facilmente stampabili con PLA su qualsiasi stampante 3D. L'economico Creality CR10 che ho usato ha una base di uscita sufficientemente ampia da consentire le grandi dimensioni della tromba e della piastra posteriore. Ci sono volute alcune ore ma non si sono verificati problemi. Stampa con supporto. Il corno è stato quindi spruzzato con quella vernice strutturata che conferisce quella sensazione sabbiosa al prodotto finale e copre le linee sottili della stampa 3D. La piastra posteriore è stata progettata in Fusion 360 per adattarsi facilmente alla finestra del display a inchiostro Feather E. Gli altri file sono per il supporto a vite per l'asta del puntatore e la custodia che contiene i contrappesi per la parte inferiore del puntatore.

Passaggio 3: costruiscilo

La costruzione è piuttosto semplice. Il sistema servocity consente di assemblare rapidamente il servo meccanismo alla struttura di supporto. Gli attacchi per montare il clacson anteriore con piastra posteriore che include tutta l'elettronica sono realizzati con due piastre connettore piegate che sono E6000 incollate sul retro della piastra. Un'altra piastra di connessione si estende sul retro per consentire un montaggio solido su un connettore a parete a 90 gradi. Il puntatore che ho usato può essere realizzato essenzialmente di qualsiasi lunghezza: il mio era di circa 4 piedi. Ho usato un lungo palo per segnali stradali che puoi trovare in un grande negozio di scatole per meno di $ 5. Sono realizzati in fibra di vetro e sono belli e leggeri per la loro lunghezza. In una situazione con un servo anche con supporto del cambio è necessario controbilanciare accuratamente il peso e centrarlo accuratamente nel supporto. Il mio contrappeso è stato realizzato con rondelle racchiuse nell'alloggiamento stampato in 3D e poi sigillato con l'estremità tagliata del palo in resina epossidica. Assicurati che il servo tolleri questa esperienza di peso e controbilanciamento provandolo: il servo dovrebbe smettere di piagnucolare dopo aver raggiunto la sua posizione nel software. Se continua a lamentarsi e a muoversi, molto probabilmente hai un problema.

Passaggio 4: collegare/assemblare

Lo schema elettrico è incluso sopra. Il pin del servo è collegato al pin 11 in questo scenario. Il display di carta E occupa parecchi perni sulla piuma, quindi non usarli accidentalmente. Assicurati che le coppie SDA e SCL siano collegate correttamente. L'alimentazione avviene tramite una verruca da parete da 5 volt (2 A) o una batteria Lipo. La verruca del muro viene instradata attraverso l'interruttore ON/OFF montato nella parte superiore del clacson che poi alimenta il computer della piuma, il servo e il sensore tutti con 5 Volt. Ho anche attaccato una serie di LED blu all'estremità del clacson in parallelo per fornire un po' di luce alla fine del tunnel. (Questo non è nello schema elettrico.) Il sensore laser per la CO2 è montato vicino all'apertura del clacson in modo che tu possa soffiarci dentro o fornire qualsiasi altra miscela d'aria fino alla sua bocca. Anche la scheda digitale è montata all'interno del clacson e le connessioni di alimentazione sono realizzate direttamente sull'interruttore. Il filo di terra, i cavi di alimentazione e le linee SDA, SCL vengono condotti fuori dal retro della piastra alla scheda Feather. Le risme di carta Adalogger Feather/E sono montate sul retro della lastra. Dopo che tutte le connessioni sono state testate, la tromba viene sigillata alla piastra posteriore con la colla E6000 durante la notte.

Passaggio 5: programmalo

Programma davvero facile con l'IDE di Arduino. Includere le varie librerie per le macchine collegate: NDIR_I2C.h (incluso nel sito Web di Sandbox Electronics), "Adafruit_EPD.h" per eseguire il bellissimo display E-paper, Servo.h per la libreria servo standard. Definire i pin necessari per il display. Definire il pin per l'uscita servo. Collegare il servo e il sensore. La funzione loop legge semplicemente il sensore e lo invia al servo con una funzione Map/Constrain. L'unica parte difficile è limitare la portata del servo in modo che non colpisca i lati del supporto. Mi è piaciuta l'idea del supporto posteriore al servo/puntatore incapsulato tra il frontalino e il supporto a parete posteriore, ma ha anche alcune limitazioni. Utilizzare la funzione di scansione di esempio standard per testare i limiti dell'angolo al servo e limitarli nella funzione mappa. Le affermazioni for alla fine servono a limitare la velocità del servo in modo che lo slancio del contrappeso lungo del braccio dell'indicatore non distrugga la scultura.

Passaggio 6: usalo

Il dispositivo può essere facilmente montato su qualsiasi superficie della parete con un paio di viti. Non pesa molto e dato che si muove così lentamente non oscilla molto. Nella prima GIFF puoi vedere che è incredibilmente sensibile alla CO2 anche nel tuo respiro. Respirare nell'estremità del corno aumenta il potenziale livello di CO2 al 4% che sarebbe 40.000 ppm. Il sensore va fuori scala a 10.000 e puoi occupartene nella programmazione del movimento della bacchetta, ad esempio rendere l'output logaritmico o modificare il ciclo di movimento con oscillazioni più veloci. Altri esperimenti possono essere facilmente fatti con esso, incluso metterlo in una piccola stanza ristretta con molte persone (il seminterrato della chiesa durante un pot-fortuna) o fuori su una collina battuta dal vento. Il minimo che ho ottenuto è stato di circa 410 e ieri con una tempesta di vento di 50 mph. L'uso potenziale di questo strumento sarebbe quello di familiarizzare le persone con il concetto di monitoraggio della CO2 e la sua importanza, non una quantità astratta a cui si riferiscono le teste parlanti, ma ciò che possiamo effettivamente misurare nelle nostre aule o musei.

Non resistere alla tentazione di far parte della soluzione a questo terribile problema sia attraverso l'istruzione che parlando.