Portativ mikro zarrachalar hisoblagichi PM1 PM2.5 PM10: 20 qadam (rasmlar bilan)

2024 Muallif: John Day | [email protected]. Oxirgi o'zgartirilgan: 2024-01-30 13:26

Hozirgi vaqtda havoning ifloslanishi hamma joyda va ayniqsa bizning shaharlarimizda kuzatilmoqda. Yirik shaharlar butun yil davomida o'lja bo'lib qoladi, ifloslanish darajasi ba'zida (va ko'pincha ma'lum darajada) inson salomatligi uchun o'ta xavfli darajaga etadi. Bolalar nafas olayotgan havo sifatiga juda sezgir. Bu ifloslangan havo boshqa allergik muammolar qatorida ularga olib keladi. Havo bizning uyimizdan tashqarida, balki uylarimiz va mashinalarimizda ham eng muhim paytlarda ifloslangan. Havo sifati darajasi quyidagi saytlarda mavjud. Bu Xitoy sayti butun rejim sensorlaridagi havo sifatining barcha o'lchovlarini to'playdi. Havoning sifati AQI indeksiga muvofiq formatlanadi, bu ko'rsatkich bir mamlakatdan boshqasiga farq qilishi mumkin. Ushbu hujjat ushbu indeksni qanday hisoblashni tushuntiradi. Bu boshqa hujjat tushunish uchun qo'llanma.

Qaerga bormasligimiz va real vaqtda biz nafas olayotgan havoning sifatini bilish uchun men ko'chma atmosfera zarrachalari hisoblagichini yaratishga kirishdim (uni keyinroq CPA deb ataymiz)., cho'ntagiga sig'ishi mumkin. U quyidagilar uchun yaratilgan:

• Cho'ntagingizda ushlang.
• Katta avtonomiyaga ega bo'ling.
• Tushunishga oson bo'ling
• O'lchovlarni kompyuterda saqlash mumkin.
• Zaryadlanuvchi bo'lish uchun.
• Wi -Fi ulanishining mahalliy tarmoqlari bo'lmagan holda, unga telefoningiz orqali kira olasiz.
• Agar ifloslanish ma'lum chegaradan oshsa, havoni tozalash moslamasini boshqarishga qodir bo'ling.

Xususiyatlar

• Hajmi: 65x57x23 mm
• O'lchangan zarrachalar: PM1, PM2.5 va PM10
• Avtonomiya: tanlangan ish rejimiga qarab 3 soatdan bir necha haftagacha.
• Lityum -ionli batareya 3v7 - 680 mA / soat
• Zaryadlash va ma'lumotlarni uzatish uchun mikro USB interfeysi.
• 2038 o'lchovlar xotirasi (PMxx turiga 680)
• Namuna olish muddati: doimiy, 5 min, 15 min, 30 min, 1 soat
• 3v3 buyrug'i ifloslanish darajasiga qarab.
• Tushunishni osonlashtirish uchun ko'p rangli LED interfeysi
• Wi -Fi orqali kompyuter, planshet, telefon (Android, iOS) boshqaruv interfeysi.

1 -qadam: Box prototiplari

Men narsalarning zamonaviy dizaynidan ilhomlanib, qutini qanday shaklda berishim mumkinligi haqida o'ylashdan boshladim.

Mana bir nechta chizilgan qutilar.

Oxir -oqibat, men eng oddiy va eng kichik sumkani tanladim: bu ko'rsatmali asosiy rasmga qarang.

2 -qadam: karta prototiplari

Menda uchta prototip karta bor. Ammo bu erda faqat 2 tasi ko'rinadi.

Prototiplar 5V va 3v3 quvvat manbalarini ishlab chiqishga imkon berdi. Bularni ishlab chiqish qiyin edi, chunki men WiFi mikrokontrolerini ishga tushirish uchun zarur bo'lgan quvvatni olish uchun komponentlarni topishim kerak edi (ESP8266 - 12). Lityum-ionli batareyaning elektron zaryadlovchi qismi tezroq ishlay boshladi, keyin men qurilmaning yaxshi ergonomikasi uchun har xil kalit va ulagichlarning joylashishini bir necha bor o'zgartirdim.

3 -qadam: quti

LEDlar korpus orqali shaffoflik bilan ko'rinadi. Havo kirishlari korpusning chap tomonida joylashgan. O'ng tomonda biz topamiz:

• Ko'rsatish rejimini tanlash tugmasi.
• Yoqish / o'chirish tugmasi.
• O'lchovlarni kompyuterga o'tkazish uchun tanlash tugmasi. Bu ESP8266 va zarracha sensori o'rtasida ketma -ket ulanish yoki ESP8266 va mikro USB port o'rtasida almashish imkonini beradi. E'tibor bering, agar u yaxshi joylashmagan bo'lsa, elektron karta va sensor o'rtasidagi aloqa endi ta'minlanmaydi va CAP to'g'ri ishga tusha olmaydi.
• Batareyani zaryad qilish uchun mikro USB uyasi yoki protokolni uzatish.

4 -qadam: Sensor

Men ikki xil sensorni sinab ko'rdim. Nova Fitness Co. Ltd.dan SDS011 V1.2 PM2.5 lazer sensori (doc) usb ketma -ket interfeysli kalit bilan.

Boshqa sensor (metall korpus) - PLANTOWER dan PMS7003M (doc).

Bu mening ishimda ishlatadigan narsa. U 1 mkm dan kichik mayda zarrachalar kontsentratsiyasini o'lchashga qodir (PM1); 2,5 mm dan kam (PM2,5) va 10 mm dan kam (PM10). PSM7003M sensorining ishlash printsipi quyidagicha: lazer havo changini yoritadi. Optik sensor lazer nurini ushlaydi va havodagi changning tezligi va hajmiga mutanosib elektr signalini ishlab chiqaradi.

Uning xususiyatlari xarakteristikalar jadvalida ko'rsatilgan.

5 -qadam: o'rnatish

Sensorning yon tomonida batareyaning joyi bor.

6 -qadam: operatsiya

Tizimning yuragi-ESP8266 (ESP-12F turi). Bu mikrokontroller Wifi uzatgichi bilan jihozlangan. ESP8266 bir nechta variantlarda mavjud. ESP8266 PMS7003 sensori bilan ketma -ket aloqa orqali bog'lanadi. U zarrachalar kontsentratsiyasi va zarrachalar sonini tiklaydi. Keyin u AQI sifat indeksini hisoblab chiqadi, agar chiqishni nazorat qilish rejimi "Avtomatik" bo'lsa va PM2.5 ning ifloslanish darajasi 50 dan yuqori bo'lsa (AQI PM2.5> 50 sifat ko'rsatkichi), chiqish yuqori (3v3) o'rnatilgan. Aks holda, u past (0v) ga o'rnatiladi. ESP8266 kirish nuqtasi -> AP (Wi -Fi nuqtasi) da sozlangan. Ya'ni, u telefon ulanishi mumkin bo'lgan Wi -Fi terminali sifatida tan olingan. Telefon ushbu Wifi terminalini tanlashi va unga kirish uchun APPSK kodini (ADSL qutisining WEP kodiga o'xshash) kiritishi kerak. Keyin telefon kirish uchun IP manzilini kiritadi. Bu erda 192.168.4.1 bo'ladi. Keyin telefonda veb -sahifa ko'rsatiladi, undan quti boshqariladi va ifloslanish qiymatlari ingl. Dasturda tuzilgan APPSK kodi "AQI_index" dir. APPSK kodini dasturchi o'zgartirishi mumkin, chunki u ESP8266 -ga yuklangan dasturda mavjud. Birlashtirilgan veb -sahifani yuklash manzili: "192.168.4.1".

ESP8266 batareyaning kuchlanishini o'lchaydi. Agar u kuchlanish chegarasidan past bo'lsa (3v2 = 0%), qurilma kutish holatiga o'tkaziladi. Batareya quvvati 4v2 bo'lganda 100% bo'ladi.

ESP 2038 ta PM1, PM2.5 va PM10 zarracha kontsentratsiyasining namunalarini saqlashi mumkin. Har bir zarracha hajmiga taxminan 680 ta namuna. Ushbu o'lchovlarni USB / Seriya konvertori bilan jihozlangan kabelni ulash va o'rnatilgan dastur orqali uzatishni boshlash orqali yuklab olish mumkin. Xotira maydonini tejash uchun uzatilgan namunalarning qiymatlari quyidagicha normallashtiriladi:

• PM1: (mkg / sm3) / 5
• PM2.5: (mkg / sm3) / 5
• PM10: (mkg / sm3) / 6

To'g'ri kontsentratsiya qiymatini topish uchun, vaziyatga qarab, qiymatni 5 yoki 6 ga ko'paytiring.

7 -qadam: veb -interfeys 1/4

Veb -interfeys haqida videoni ko'ring

Bu CPA va telefon o'rtasida aloqa o'rnatilgandan keyin mavjud bo'lgan interfeys. PM1, PM2.5 va PM10 uchun mikro zarrachalar kontsentratsiyasi qiymatlarini mkg / m3 hajmda ko'rish imkonini beradi. AQI indeksining ta'rifi jadvaliga muvofiq havo sifati indeksi AQI bo'lib, u raqam va so'zma -so'z ifodalanadi. Batareya o'lchagichi ham mavjud.

Bo'lim Fan konfiguratsiyasi nomi ostida CPA boshqaruvining chiqishini avtomatik boshqarishga bag'ishlangan. Bo'lim sarlavhasining ":" belgisidan keyin joriy rejim ko'rsatiladi (Avtomatik, Ishga tushirish, To'xtatish). Bazada bu chiqish havoni tozalash moslamasini boshqaradi (fan = fan). Havo AQI indeksi 50 dan oshganda, uni yoqish yoki o'chirish yoki uni avtomatik rejimda qoldirish mumkin.

Bo'lim "O'lchov konfiguratsiyasi" o'lchoviga bag'ishlangan. ":" Dan so'ng joriy rejim ko'rsatiladi (davomi, davriy 5 min, 15 min, 30 min, 1 soat, to'xtatish). O'lchovlarni doimiy ravishda bajarish mumkin (aslida namuna olish vaqti 2 sekundga yaqin) yoki har 5, 15, 30 min, 1 soat yoki namuna olishni to'xtatish.

"Ko'rsatish rejimi" bo'limi ma'lumotlarning (veb -interfeysda mavjud bo'lganlarning hammasi) ko'p rangli LEDlar orqali qutida qanday ko'rsatilishini tanlash imkonini beradi. ":" Dan so'ng joriy rejim ko'rsatiladi (Tuzilgan, PM1.0, PM2.5, PM10). "Displey rejimi" tugmachasini har bosish bir tartib rejimidan boshqasiga quyidagi tartibda o'tadi:

• Tuzilgan
• PM1.0
• PM2.5
• PM10

8 -qadam: veb -interfeys 2/4

"Tuzilgan" rejimida LED rangining ma'nosi quyidagicha: Batareya darajasi:

• > 30% = yashil
• > 10% va <30%: to'q sariq
• <10% = qizil

Xotira darajasi:

• > 30% = yashil
• > 10% va <30%: to'q sariq
• <10% = qizil

Chiqish nazorati:

• Yuqori chiqish: yashil
• Kam chiqish: qizil
• Avtomatik boshqarish rejimi: ko'k

9 -qadam: veb -interfeys 3/4

PM1.0, PM2.5 va PM10 chiqishlari: LEDning rangi AQI indeksining rang jadvaliga mos keladi. "PM1.0, PM2.5, PM10" rejimida 10 ta LED rangining ma'nosi quyidagicha:

• LEDlarning rangi AQI indeksi jadvalida ko'rsatilgan havoning ifloslanish darajasini ko'rsatadi. Misol uchun, agar LEDlar qizil bo'lsa, bu ifloslanish darajasi sog'liq uchun yomon ekanligini bildiradi.
• Yoritilgan LEDlar soni AQI indeksining jadvalida ko'rsatilganidek, bu rang uchun AQI indeksining qiymatini ifodalaydi. Misol uchun, agar 10 -da faqat bitta yashil LED bo'lsa, indeks maksimal yashil indeksning 1/10 qismiga teng, ya'ni 50/10 = 5. 10 ta 5 ta yashil LED bo'lsa, qiymati 50 / 10x5 = 25. Agar 5 bo'lsa binafsha rangli LEDlar yonadi, qiymati (300-201) /10x5+201=250.5.
• Har safar tugma bosilganda, o'ngdagi 4 LEDdan biri to'q sariq rangda yonadi. Tanlangan displey rejimi qaysi ekanligini ko'rsatadi:

10 -qadam: veb -interfeys 4/4

"Qolgan ma'lumotlar" bo'limida o'lchovlarni saqlash uchun qolgan xotira maydoni ko'rsatilgan. ":" Dan keyin qolgan %ko'rsatiladi. "Xotirani tozalash" tugmasini bosish xotirani o'chiradi. "Yuklab olish" tugmachasini bosish namunalarni shaxsiy kompyuterga o'tkazishni boshlaydi. Veb -interfeys oxirida AQI indeksining jadvali ko'rsatiladi.

11 -qadam: Ishni boshlash

1. Yoqish / o'chirish tugmachasini On holatiga o'tkazing.
2. LEDlarning kamalagi barcha LEDlarning ishlashiga ishonch hosil qilish uchun paydo bo'ladi. va keyin chiroyli.
3. Turkuaz LEDlar birin -ketin yonadi. Bu zarracha sensori vaqtini ishga tushirishga imkon beradi.
4. LED displey rejimlaridan biri paydo bo'ladi.
5. Telefonda yoki kompyuterda "AQI_I3D-" bilan boshlanadigan Wi-Fi tarmog'ini tanlang.
6. "AQI_index" kodini kiriting
7. Masalan, Google -ni oching va manzil satriga yozing: 192.168.4.1
8. Veb -sahifa ko'rsatiladi

Video

12 -qadam: ma'lumotlarni kompyuterga uzatish

Ma'lumotni qutidan shaxsiy kompyuterga o'tkazish uchun siz:

1. USB kompyuterga mikro USB kabel / ketma -ket ulanish (5V kuchlanish darajasi) ulang.
2. Kompyuterda ketma -ket terminalni oching va uni quyidagicha sozlang: 9600 BAUDS, 1 stop bit, parite NONE, 1 start bit.
3. "Ma'lumot yuklashni yoqish" mikro kalitini almashtiring.
4. Interfeysda "Yuklab olish" tugmasini bosing.
5. Seriya terminalida uzatish tugashini kuting va ma'lumotlarni nusxalash.
6. "Ma'lumot yuklashni yoqish" mikro kalitini asl holatiga o'tkazing

Agar CAP ishlamay qolsa, kalit o'z joyiga qaytarilmasligi mumkin.

13 -qadam: Namuna olish bosqichi o'rtasida kutish

5 min, 15 min, 30 min va 1 soatlik namuna olish rejimlarida CAP o'lchov namunasini olgandan so'ng avtomatik ravishda uyquga ketadi va 5, 15, 30 yoki 60 minutdan keyin uyg'onmaydi. Shunday qilib, CAP avtonomiyasi nihoyatda oshdi.

14 -qadam: zavod holatiga qaytarish

Agar CAP operatsion tizimida ba'zi muammolar bo'lsa, barcha ish parametrlarini tiklash va CAPni ishonchli qayta ishga tushirish mumkin. Buning uchun:

1. CAP -ni o'chiring CAP -ni yoqish tugmachasida turing.
2. LED kamalagi paydo bo'ladi
3. Turkuaz LED tasmasi bir soniyadan kamroq vaqt ichida paydo bo'ladi
4. CAPni o'chiring
5. CAP endi tiklanadi.

15 -qadam: Arduino ostida dastur

Bu erda mavjud

Kartani dasturlash uchun quyidagilar zarur:

1. Kompyuterda Arduino -ni oching
2. Arduino -ni ESP8266 kartasi uchun sozlang
3. UBS Micro USB / Serial Kabelini (3v3) karta va kompyuter o'rtasida ulang
4. SW3 tugmachasini "prgm" ga o'tkazing
5. "SW1" tugmachasida qoling
6. Qurilmani yoqing -> Qurilma dasturlash rejimiga o'tadi
7. "SW1" ni chiqarish
8. Arduino ostida dasturlashni boshlang
9. Dasturlash tugagandan so'ng, "SW3" ni "SW3" ga o'zgartiring.
10. Qurilmani o'chiring va qayta ishga tushiring

16 -qadam: Elektr diagrammasi

17 -qadam: PCB

18 -qadam: nomenklatura

Mana

19 -qadam: Buni o'zingiz qiling

Siz buni qilmoqchisiz, xavotir olmang, men byudjetga qarab bir nechta to'plamlarni taklif qilaman

Mening veb -saytimga tashrif buyuring (frantsuz versiyasi mavjud)

20 -qadam: va boshqalar …

Keyingi qadam - qurilmani ionlashtiruvchi bilan bog'lash. Havoning ifloslanishi uchun qurilma ionlashtirgichni ishga tushiradi, ionlashtiruvchi qandaydir tarzda mayda zarrachalarni erga tushirishga imkon beradi. U atrofdagi gaz va chang bilan bog'lanib, musbat elektr zaryadini manfiy zaryadga aylantiradigan manfiy elektronlar hosil qiladi. Er va ko'pchilik jismlar musbat zaryadga ega bo'lgani uchun ionlashtiruvchi tomonidan manfiy zaryadlangan zarralar o'ziga tortiladi va ularga yopishadi. Shunday qilib, havo tozalanadi. Havoning ionlashuvi sog'liq uchun yana bir qancha foyda keltiradi. Bugungi kunda ionlashtiruvchi ishlaydi. Bu taqdimot yaqinlashib kelayotgan blog mavzusi bo'ladi.