Sensore di qualità dell'aria fai-da-te + custodia stampata in 3D: 6 passaggi

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

Questa guida contiene tutte le informazioni necessarie per creare un sensore tascabile molto capace.

Passaggio 1: impostazione dei requisiti

Per ottenere il massimo dal nostro sensore di qualità dell'aria fai da te, abbiamo bisogno che sia:

• Tascabile
• Batteria caricata
• Avere un circuito di ricarica incluso
• Collegato a USB
• Connesso a WiFi e Bluetooth
• Leggibile con uno schermo OLED incluso
• Sotto $ 100

Vogliamo che il nostro sensore tascabile sia in grado di misurare:

• Temperatura
• Pressione
• Umidità
• Livelli di CO2 che influenzano la funzione cerebrale
• Livelli di TVOC (qualità dell'aria) per aiutare a stare al sicuro intorno a una stampante 3D

Passaggio 2: raccolta dei materiali

Per questo progetto, avrai bisogno di diversi componenti. Il costo totale è di $ 82,57 al momento della scrittura

• 1 x Thing Plus - ESP32 WROOM (https://www.sparkfun.com/products/14689)
• 1 x batteria agli ioni di litio - 2Ah (https://www.sparkfun.com/products/13855)
• 1 x Micro OLED Breakout (https://www.sparkfun.com/products/14532)
• 1 x Breakout combinato ambientale - CCS811/BME280 (https://www.sparkfun.com/products/14348)
• 1 x distanziatori in plastica 4-40; 3/8" (https://www.sparkfun.com/products/10461)
• 1 x vite - Testa a croce 4-40; 1/4" (https://www.sparkfun.com/products/10453)
• 2 x cavo Qwiic - 50 mm (https://www.sparkfun.com/products/14426)

Avrai anche bisogno di:

• Una stampante 3D, ho usato la stampante 3D MonoPrice Mini Delta (https://www.monoprice.com/product?p_id=21666)
• Filamento per stampante 3D, ho usato PLA
• Un cacciavite a testa Philips
• Foglio di plastica di scarto per il frontalino trasparente
• Bulloni più grandi per fissare il frontalino trasparente

Passaggio 3: stampa 3D dell'involucro

Normalmente, dovresti progettare il tuo involucro stampato in 3D. Fortunatamente, ho pubblicato i file di stampa 3D su Thingiverse: https://www.thingiverse.com/thing:3545884. In totale, ci sono volute 4 iterazioni per arrivare al progetto finale.

Ho usato le seguenti impostazioni per stampare il disegno:

• altezza dello strato di 0,2 mm
• riempimento del 20%
• Nessuno strato di adesione del letto

Passaggio 4: assemblaggio

Per prima cosa, fissa i distanziatori ai 6 piccoli fori di montaggio nella custodia.

In secondo luogo, inserire la batteria tra i distanziatori. Si adatterà sotto i circuiti stampati.

Terzo, avvitare l'elettronica. Se sono stati utilizzati i distanziatori appropriati, la porta USB dovrebbe allinearsi perfettamente con il foro nella custodia.

Quarto, collegare l'elettronica insieme. Dopo aver collegato la batteria al microcontrollore, utilizzare i cavi QWIIC per collegare il sensore e il display in serie.

Infine, ritaglia un piccolo foglio di plastica di scarto per il frontalino trasparente. Praticare dei fori per far combaciare i due fori di montaggio più grandi nella custodia e quindi fissarlo con bulloni più lunghi.

Passaggio 5: programmazione

Piuttosto che programmare da zero, ti suggerisco di scaricare il mio codice dal repository linkato di seguito.

Repository:

Attualmente il codice:

• Legge i dati da ciascun sensore
• Calcola un tasso di variazione
• Visualizza i dati sul display OLED
• Si connette al WiFi e visualizza i dati su una pagina web generata (sull'indirizzo IP visualizzato sullo schermo)

Per programmare il microcontrollore sarà necessario:

1. Scarica l'IDE Arduino (https://www.arduino.cc/en/Main/Software)
2. Configura l'IDE Arduino e i driver USB (https://learn.sparkfun.com/tutorials/esp32-thing-p…)
3. Scarica le librerie per il sensore e l'OLED utilizzando il gestore delle librerie IDE di Arduino
4. Salva il tuo SSID WiFi e la password nelle "preferenze" della bacheca

Passaggio 6: miglioramenti futuri

Ecco alcune idee per migliorare il progetto:

1. Usa il WiFi per caricare i dati su ThingSpeak o su un altro servizio per rappresentarli graficamente
2. Misurare la tensione della batteria e visualizzare il tempo rimanente
3. Usa il WiFi per scaricare informazioni meteo, notizie e tutto ciò che un orologio intelligente potrebbe visualizzare
4. Aggiungi un allarme se i livelli di CO2 sono troppo alti
5. Aggiungi un allarme se i livelli di TVOC sono troppo alti

Nota: il n. 4 sarebbe un modo davvero fantastico per stare al sicuro in spazi chiusi e il n. 5 è molto applicabile agli utenti di stampanti 3D come me!