محلل الجسيمات الشمسية: 5 خطوات (بالصور)

2024 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-30 07:38

كنت في مؤتمر مؤخرًا في فيربانكس ، ألاسكا حيث كانت شركة فحم محلية (Usibelli Coal Mine) ترعى المبتكرين للتفكير في طرق لتحسين جودة الهواء. من الواضح أنه مثير للسخرية ولكنه رائع أيضًا. لا يبدو أن البحث الذي رعته شركات السجائر يُظهر أن منتجها كان جيدًا بالنسبة لك أو للمحصول الحالي من "العلماء" الذين يتقاضون رواتبهم والذين ينكرون تغير المناخ أو التطور ، ولكنه طريقة للتعامل مع مجموعة مؤسفة من العوامل التي تجعل هواء فيربانكس أقل من المثالي في الشتاء عندما يتسبب الانعكاس الحراري ودرجات الحرارة الباردة والسيارات والتدفئة المنزلية بالخشب في تجاوز عدد الجسيمات حدود وكالة حماية البيئة. هذا الحساء ليس جيدًا لصحتك - أفضل مكان للبدء إذا كان لديك اهتمام بهذا هو ويكيبيديا:

إذا نظرت بعيدًا في المقالة ، يمكنك رؤية خريطة الولايات المتحدة والمناطق التي تتجاوز حدود وكالة حماية البيئة والتي تشمل جزءًا صغيرًا من ألاسكا - فيربانكس. قد لا يكون هذا هو المكان الوحيد الذي يمكن أن يكون فيه الهواء في الشتاء سيئًا - يخضع المنحدر الشمالي حيث ينطوي إنتاج النفط والغاز على حرق الكثير من الهيدروكربونات للفحص. من الغريب التفكير في هذه القرى البكر الصغيرة في القطب الشمالي التي تعاني من الهواء الأكثر شيوعًا في المناطق الحضرية في الصين. ولكن ما يجب فعله حيال ذلك؟ تتمثل إحدى الأفكار المبتكرة في جذب المزيد من الأشخاص المهتمين بالمشكلة التي تقوم بها شركة الفحم المحلية هذه. يتضمن مشروعي جعل أجهزة المراقبة هذه أكثر قبولا للاستخدام المنزلي - رخيصة الثمن ، تعمل بالطاقة الشمسية ، تطبيق على هاتفك للإخراج وسهل على العينين.

الخطوة 1: اجمع المستلزمات الخاصة بك

1. أكثر وضوحا هو أن قذيفة كبيرة في الصورة! لحسن الحظ ، تتوفر هذه في الكثير من متاجر الأثاث المنزلي أو على الويب بأقل من 20 دولارًا. (أو اطبعها … https://www.instructables.com/id/Giant-Analog-CO2-Meter/) شكل لتجميع الرياح وإحاطة عمل جهاز أخذ عينات الجسيمات والكمبيوتر وحماية البناء الموصّل بأسلاك من المطر والثلج وأيًا كان.

2 خلية شمسية - ALLPOWERS 2.5W 5V / 500mAh خلية شمسية مغلفة صغيرة إيبوكسي 8.00 دولارات

3. وحدة الشحن TP4056 مع حماية البطارية 18650 BMS 5V Micro USB 1A - تقريبًا 0 دولار

4. Adafruit ESP32 Feather - 19 دولارًا

5. Generic 18650 Lipo Battery 3 دولارات

6. Adafruit (PID 2030 PowerBoost 1000 Basic - 5V USB Boost @ 1000mA من 1.8V + هذا الشيء رائع لأنه يحتوي على دبوس تمكين تحتاجه 10 دولارات

7. Adafruit TPL5111 Low Power Timer Breakout - جهاز توقيت صغير رائع 6.00 دولارات

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

الخطوة 2: اربطها

الأسلاك مباشرة للغاية. يحتوي مخطط فريتزينج على كل التفاصيل. تحتوي وحدة Honeywell على الكثير من الأسلاك الخارجة من الموصل الخلفي ولكن ورقة المعلومات هذه يجب أن تساعدك إذا كنت بحاجة إلى مزيد من التفاصيل:

إنه اتصال UART بـ ESP32 الذي يحتوي على منفذين تسلسليين ويجب توصيلهما بدبابيس RX و TX على لوحة التطوير. يجب أن تأتي الطاقة من وحدة التعزيز التي تأخذ جهد بطارية lipo حتى 5 فولت للمستشعر. المنطق على خرج المستشعر هو 3 فولت لذلك لا يتعين عليك العبث به. وحدة التوقيت الصغيرة الرائعة من Adafruit (لا أحصل على أموال من أي مصنع …) يستخدم TPL5111 دبابيس التمكين في كل من وحدة Boost ولوحة ESP32 لتشغيل الوحدة كل ساعتين. هذا قابل للتعديل بمقاوم متغير صغير على السبورة من كل ثانية حتى ساعتين. يمكنك أيضًا استبدال هذا بمقاوم ثابت - يمكنك العثور على الرسم البياني على موقع الويب Adafruit. يحتوي TPL على شذوذ فيه يتطلب منك إزالة القوة كلما قمت بتغيير قراءة أوم هذه للتوقيت للحصول على التوقيت الجديد. تتطلب الأسلاك إمدادًا ثابتًا بالطاقة لهذا الموقت. يتم شحن الطاقة الشمسية والبطارية بواسطة TP 4056 فقط قم بتوصيل الخلية الشمسية بجانب الإدخال. يعد مفتاح الانزلاق رائعًا أيضًا بين البطارية ومدخل TP لإيقاف تشغيل الوحدة بالكامل.

الخطوة 3: قم ببنائه

حقا بناء بسيط لهذه النزهة. تشكل الصدفة حالة الوحدة بأكملها - مقاومة للماء ومحطة تجميع هواء جيدة! تأكد من قيامك بالغراء الساخن لجميع الأسلاك بنقاط ربطها على الألواح المختلفة لجعلها أكثر صعوبة في التعامل معها. تم لصق وحدة هانيويل بالجزء الداخلي من الغلاف بشريط مزدوج الوجهين بمستوى خارجي خطير - وإلا تم إلقاء بقية الكومة في غلاف الهيكل حيث حملته الجاذبية. يتم لصق حامل الشماعات على الظهر إما بالسيليكون أو مادة لاصقة من ماركة Goop. يتم قص اللوح الشمسي في مقدمة الخلية باستخدام مشبك go-pro وهو لطيف حتى تتمكن من ضبط الزاوية على الشمس عندما تكون معلقة. تم لصق اللوح الشمسي باستخدام Goop على الجبل.

الخطوة 4: برمجة ذلك

ها هو مستودع البرنامج:

توجد مكتبة لوحدة Honeywell هذه ويبدو أنها تعمل بشكل جيد عند توصيلها بالكمبيوتر ولكن بمجرد التحكم في البطارية ، فشلت. لذا يقوم البرنامج بتفكيك اتصال UART للحصول على البيانات وتلخيصها. للحصول على البيانات من الوحدة وعلى هاتفك يتطلب خدمات تطبيق Blynk. إذا لم تكن قد استخدمت Blynk قبل أن يكون نظام IOT بسيطًا ميتًا يتطلب الحد الأدنى من البرمجة ويعمل إلى الأبد دون مشاكل. لقد كان لدي العديد من أنظمة Blynk IOT التي تعمل لسنوات على هواتف الأشخاص غير المتخصصين في مجال التكنولوجيا دون أي مشاكل. يتطلب منك النظام تنزيل تطبيق Blynk وإعداد حساب - وكل ذلك مجانًا حتى الآن. يجب عليك إعداد برنامج جديد على هاتفك يسألك عن النظام الذي تستخدمه (ESP 32) ويزودك بمفتاح يمكنك إرساله بالبريد الإلكتروني إلى نفسك عند إعداد الرمز. تحتاج بعد ذلك إلى إعداد مخطط فائق يأخذ ثلاثة مدخلات من المسامير الافتراضية V4 Battery level و V5 PM 2.5 و V6 PM10. هناك العديد من البرامج التعليمية على موقع Blynk والتي يمكن أن تتحدث معك من خلالها ولكنها بسيطة للغاية. التغييرات الأخرى في البرنامج هي إدخال اسم شبكة wifi وكلمة المرور. يقوم البرنامج أولاً بتشغيل جهاز أخذ العينات وينتظر عشر ثوانٍ للحصول على بيانات الجسيمات وإذا كان موافقًا ، فإنه يرسلها إلى خادم Blynk الذي يرسلها بعد ذلك إلى هاتفك. يرفع كود DONEPIN مستوى الدبوس في TPL5111 لجعل كل شيء ينام مع مؤقت التمكين. يتم إخراج جهد البطارية من دبوس A13.

الخطوة 5: استخدامه

قم بتعليق هذا الجهاز حيث تشرق الشمس وقريبًا بدرجة كافية بحيث يلتقط إشارة wifi الخاصة بك للتواصل مع خادم Blynk. هناك عدد مذهل من الأشياء التي تسبب جسيمات صغيرة. خبز محمص! (https://www.instructables.com/id/Toast-Talker/) من كان يعلم؟ أعتقد أن أحدث الأبحاث تفترض أن جزيئات الخبز المحمص تدخل إلى عقلك وتسبب الاكتئاب. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC61085 …

www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/30719959 حسنًا ، يتيح سحر الإحصاء نشر الكثير من الارتباطات ولكن إثبات السببية أصعب قليلاً. سيمكنك هذا الجهاز الأنيق على الأقل من متابعة رقصة الجسيمات في حياتك التي لم تقلق بشأنها من قبل. يحتاج شحن البطارية الشمسية إلى مصدر ثابت جيد للشمس والذي من شأنه أيضًا أن يساعد في اكتئابك.