جهاز شم الجسيمات: 6 خطوات (بالصور)

2024 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-30 07:37

أثناء العمل مع المشاريع السابقة في تقييم PM2.5 ، لاحظت وجود عيب في عدم القدرة على تحديد مصادر نقطة تلوث الجسيمات الصغيرة. تجمع معظم العينات التي تقوم بها البلديات وصور الأقمار الصناعية مصادر واسعة لا تخبرك حقًا على المستوى الشخصي بمصدر هذا وكيفية القضاء عليه. يحتوي جهاز Honeywell على منفاخه الخاص ونوافذ الإدخال والإخراج ، كل ما احتاجه هو طريقة لتوجيه تدفق الهواء على وجه التحديد إلى تلك المناطق - وبالطبع كان لدي بالفعل أنف كلاب مطبوع / مصمم ثلاثي الأبعاد لوضعه في النهاية ، لذا كان الباقي فقط لتصميم وحدة أخذ عينات بندقية مع الزناد الذي من شأنه أن يسمح لي أن أستكشف بعناية من أين أتى قاتلي.

الخطوة 1: اجمع المواد الخاصة بك

لقد استخدمت هانيويل HPMA بسبب موثوقيتها وسعرها الرخيص. يتم أيضًا استخدام مزيج من ESP32 و 8266 عامل شكل الشاحن / المعزز مرة أخرى.

1. HONEYWELL HPMA115S0-TIR PM2.5 مستشعر الجسيمات بالليزر pm2.5 وحدة استشعار الكشف عن جودة الهواء مستشعر الغبار الفائق PMS5003 $ 18

2.وحدة ESP32 MINI KIT WiFi + لوحة تطوير الإنترنت بالبلوتوث D1 MINI المحسّنة على أساس ESP8266 تعمل بكامل طاقتها $ 6 (AliExpress)

3. MH-ET LIVE Battery Shield لـ ESP32 MINI KIT D1 MINI بطارية ليثيوم واحدة لشحن وتعزيز 1 دولار (AliExpress)

4. بطارية 18650 بأسلاك 4 دولارات

5. IZOKEE 0.96 '' I2C IIC 12864 128X64 بكسل OLED 4 دولارات

6. مفتاح تشغيل / إيقاف معدني متين مع حلقة LED خضراء - تشغيل / إيقاف 16 مم أخضر 5 دولارات (Adafruit)

7. طابعة ثلاثية الأبعاد عامة (Ender 3)

8. Antrader KW4-3Z-3 Micro Switch KW4 بحد 1.00 دولار

9. NeoPixel Ring - 12 x 5050 RGB LED مع برامج تشغيل متكاملة 7.50 دولار

الخطوة الثانية: التصميم والطباعة ثلاثية الأبعاد

تم تصميم جهاز الشم بحيث يتم محاذاة المنافيخ المدمجة في مستشعر HoneyWell وتغليفها داخل غلاف الشمي بحيث تتصل فتحات الأنف الموجودة في الطرف المفتوح مباشرة بمنافذ الإدخال الموجودة على المستشعر وتمرر فتحة الإخراج عبر الغلاف و من خلال ثقوب متعددة في القلنسوة الخلفية. (يبدو Jeez وكأنه تطبيق براءة اختراع….bad) يسمح المقبض الكبير لبطارية ذات سعة كبيرة وبقية الأجهزة الإلكترونية بالاتصال. يتم محاذاة منفذ الشحن في الجزء السفلي من غطاء المقبض. تم تصميم إضاءة حلقة Neopixel حول الأنف للتألق من خلال العلبة الموجودة في الأعلى. تم إجراء التصميم بحيث يتم إجراء الجزء العلوي من الغلاف الرئيسي في PLA واضح ثم التبديل إلى Gray PLA للمقبض وأخيراً مسح PLA لقاعدة المقبض للسماح برؤية لون أضواء الشحن. يتم وضع آلية الزناد بمفصلة دبوس التشغيل التي تتم طباعتها كقطعة واحدة ولكن نأمل أن تتحرك بحرية.

تتم جميع الملفات بإعدادات قياسية على Cura لـ ender 3. لم يتم استخدام أي دعم لأي من الأجزاء.

الخطوة 3: اربطها

مخطط الأسلاك هو في الأساس نفس مخطط الأسلاك لـ: https://www.instructables.com/id/Bike-Analog-Pollution-Meter/ باستثناء عدم وجود أجهزة مؤازرة ويتم استخدام هذا الإخراج لخط البيانات لحلقة Neopixel. في هذه الحالة ، يتحكم زر الطاقة في الطاقة من البطارية إلى معزز الطاقة / الشاحن فقط. يتم التحكم في خط 5 فولت من المعزز بواسطة مفتاح الحد في المقبض الذي يتم تشغيله مثل الزناد. يقوم بتوصيل الطاقة من المعزز إلى كل من المستشعر و ESP32 و Neopixels التي تعمل على تشغيلها في وقت واحد. يتم إيقاف تشغيل شاشة I2C بجهد 3 فولت من ESP32. يجب إجراء معظم الأسلاك أثناء وجود المقبض تحت الإنشاء في القسم التالي حيث يجب عليك تغذية الأسلاك من خلال مجموعة متنوعة من الفتحات. تأكد من أنك لوح التجارب أولاً!

الخطوة 4: قم ببنائه

يتم لصق حلقة Neopixel أولاً في غلاف الأنف مع التأكد من أنها مسطحة ولا تؤثر على اتصالها الضيق بالجسم الرئيسي. قم بتوجيه الأسلاك الثلاثة عبر المنفذ الجانبي بالجسم الرئيسي وأسفل المقبض. يجب أن تشير Neopixels إلى السكن الصافي الرئيسي. يتم بعد ذلك وضع مستشعر الهواء في غلافه مع وجود فتحات إدخال متعددة صغيرة تواجه فتحات الأنف ويتجه قلب المروحة للخلف باتجاه تغذية خرج السلك. قم بتغذية الأسلاك للخلف وللأسفل في قلب المقبض حيث سيتم لحامها بـ ESP32. يتم توصيل شاشة I2C بالقسم الأمامي وتمر أسلاك الخروج الخاصة بها عبر الفتحة المفتوحة من خلال المقبض ويتم توصيلها باللوحة الرئيسية. ثم يتم لصق القلنسوة المستديرة في مكانها على الشاشة. عادة ما يكون كل الغراء E6000 على الرغم من أنه يمكن أيضًا استخدام superGlue LocTight. يتم لصق مخروط الأنف الأمامي أيضًا في مكانه. مفتاح الحد سلكي ولصق في الموضع بالإضافة إلى مفتاح التشغيل / الإيقاف الرئيسي. تم تركيب لوحة ESP الرئيسية وتركيب بطارية 18650. يتم لصق لوحة التعزيز بإحكام على اللوحة الأساسية للوحدة مع التأكد من محاذاة منفذ الشحن بعناية مع الفتحة. صمغ على لوحة القاعدة عندما يعمل كل شيء بشكل صحيح. يتم لصق مفتاح الزناد فوق الشريط المعدني لمفتاح الحد بطريقة تجعله ينقر بسهولة في الموضع السفلي. احرص على عدم لصق الغراء في آلية مفتاح الحد.

الخطوة 5: برمجة ذلك

يستخدم البرنامج المنفذ التسلسلي لاستيراد المعلومات من المستشعر. من المشكلات الإشكالية في هذا المستشعر أنه لا يستخدم I2C مع المكتبات لجعله أكثر ملاءمة. بدلاً من المؤازرة كإخراج كما هو الحال في متشمم الدراجة ، تستخدم هذه الأداة إخراج SSD1306 من خلال I2C. يتم التحكم في شاشة Neopixel بواسطة مكتبة Adafruit Neopixel في شاشة عرض ضوئية تقليدية تتنفس فقط 3 أضواء ملونة مختلفة لمستوى PM2.5 في الخياشيم. إذا كان المستوى أقل من 25 يومض باللون الأزرق والأخضر إذا كان بين 25 و 80 والأحمر إذا كان فوق 80. يمكن إعادة ضبط هذه المستويات المحددة مسبقًا في البرنامج. يتم التحكم فيها كإخراج في بيان الحالة في وظيفة التفتيح في أسفل البرنامج. يمكن أيضًا تبديل خطوط إخراج الشاشة وأحجام الشاشة. يأخذ المستشعر قراءة مرة واحدة في الثانية.

الخطوة 6: استخدامه

لذا ، لكوني في منتصف هذا الحجر الصحي ، من الصعب بعض الشيء الخروج كثيرًا واستخدام هذا الجهاز ، لذلك كنت عالقًا في تصوير مقاطع فيديو على YouTube حول المنزل لأرى مدى سوء دخوله. (عادةً ما أكون خارجًا لأدفع هذا إلى أسفل أقرب فتحة عادم شاحنة ديزل مجاورة أو في اتجاه الريح لمحطة تحميص القهوة - نعم أعرف أنك تشابك بوظيفة رئتي!) يتم تشغيل الجهاز بشكل جيد في غضون 4 ثوانٍ من الضغط على الزناد. تحصل على قراءة عالية خاطئة ثم تستقر ببطء أكثر من 5 ثوان. تتوافق معظم القراءة جيدًا مع National Sampler على بعد حوالي نصف ميل من الكتلة. الصدمة المعتادة لمخرجات محمصة الخبز التي أضعها على الويب من أجلك. الفيديو الآخر يصنع Granola --yow - تسرب 50 جزء في المليون لأكثر من ساعة بعد خروجه من الفرن. تميل الخياشيم إلى التمسك برائحة عالية المستوى لفترة من الوقت ، لذا قد تنفخها لتأخذ قراءة أخرى على الفور. قبل شهرين ، كان PPM2.5 مصدر قلق خطير الآن لا أحد يتذكره. الاحتباس الحراري - كان ذلك الكثير من المخاوف منذ ما قبل.

الجائزة الثانية في مسابقة الطباعة ثلاثية الأبعاد