مستشعر جودة الهواء DIY + جراب مطبوع ثلاثي الأبعاد: 6 خطوات

2024 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-30 07:39

يحتوي هذا الدليل على جميع المعلومات التي تحتاجها لإنشاء جهاز استشعار قوي للغاية بحجم الجيب.

الخطوة 1: تحديد المتطلبات

لتحقيق أقصى استفادة من مستشعر جودة الهواء الذي نقدمه بنفسك ، نحتاج إلى أن يكون:

• بحجم الجيب
• البطارية شحنت
• تضمين دائرة شحن
• متصل بـ USB
• متصل بشبكة WiFi و Bluetooth
• قابل للقراءة مع شاشة OLED مضمنة
• أقل من 100 دولار

نريد أن يكون جهاز الاستشعار بحجم الجيب قادرًا على قياس:

• درجة حرارة
• ضغط
• رطوبة
• مستويات ثاني أكسيد الكربون التي تؤثر على وظائف المخ
• مستويات TVOC (جودة الهواء) للمساعدة في البقاء بأمان حول طابعة ثلاثية الأبعاد

الخطوة الثانية: جمع المواد

لهذا المشروع ، سوف تحتاج إلى عدة مكونات. التكلفة الإجمالية هي 82.57 دولارًا في وقت كتابة هذا التقرير

• 1 × Thing Plus - ESP32 WROOM (https://www.sparkfun.com/products/14689)
• 1 × بطارية ليثيوم أيون - 2 أمبير (https://www.sparkfun.com/products/13855)
• 1 × Micro OLED Breakout (https://www.sparkfun.com/products/14532)
• 1 × اندلاع كومبو بيئي - CCS811 / BME280 (https://www.sparkfun.com/products/14348)
• 1 × مواجهات بلاستيكية 4-40 ؛ 3/8 "(https://www.sparkfun.com/products/10461)
• 1 × برغي - رأس فيليبس 4-40 ؛ 1/4 "(https://www.sparkfun.com/products/10453)
• 2 × كابل Qwiic - 50 مم (https://www.sparkfun.com/products/14426)

سوف تحتاج أيضًا إلى:

• طابعة ثلاثية الأبعاد ، استخدمت طابعة MonoPrice Mini Delta 3D (https://www.monoprice.com/product؟
• خيوط طابعة ثلاثية الأبعاد ، استخدمت PLA
• محرك برغي فيليبس
• ورقة بلاستيكية خردة للوحة الوجه الشفافة
• مسامير أكبر لإرفاق لوحة الوجه الشفافة

الخطوة الثالثة: طباعة العلبة ثلاثية الأبعاد

عادة ، سيكون عليك تصميم العلبة المطبوعة ثلاثية الأبعاد الخاصة بك. لحسن الحظ ، قمت بنشر ملفات الطباعة ثلاثية الأبعاد على Thingiverse: https://www.thingiverse.com/thing:3545884. في المجموع ، استغرق الأمر 4 تكرارات للوصول إلى التصميم النهائي.

لقد استخدمت الإعدادات التالية لطباعة التصميم:

• ارتفاع طبقة 0.2 مم
• 20٪ حشو
• لا طبقة التصاق السرير

الخطوة 4: التجميع

أولاً ، قم بتوصيل المواجهات بفتحات التثبيت الصغيرة الستة الموجودة في العلبة.

ثانيًا ، أدخل البطارية بين المواضع. سوف يصلح تحت لوحات الدوائر.

ثالثًا ، برغي في الإلكترونيات. إذا تم استخدام المواضع المناسبة ، فيجب أن يتماشى منفذ USB تمامًا مع الفتحة الموجودة في العلبة.

رابعًا ، قم بتوصيل الإلكترونيات معًا. بعد توصيل البطارية بالمتحكم الدقيق ، استخدم كبلات QWIIC لتوصيل المستشعر والشاشة في سلسلة.

أخيرًا ، قم بقطع ورقة صغيرة من البلاستيك الخردة للوحة الوجه الشفافة. حفر ثقوب لتتناسب مع اثنين من الثقوب المتصاعدة الأكبر في العلبة ثم قم بتثبيتها بمسامير أطول.

الخطوة الخامسة: البرمجة

بدلاً من البرمجة من البداية ، أقترح عليك تنزيل الكود الخاص بي من المستودع المرتبط أدناه.

المستودع:

حاليا ، الكود:

• يقرأ البيانات من كل جهاز استشعار
• تحسب معدل التغيير
• يعرض البيانات على شاشة OLED
• يتصل بشبكة WiFi ويعرض البيانات على صفحة ويب تم إنشاؤها (على عنوان IP المعروض على الشاشة)

لبرمجة وحدة التحكم الدقيقة ، سوف تحتاج إلى:

1. قم بتنزيل Arduino IDE (https://www.arduino.cc/en/Main/Software)
2. قم بإعداد برامج تشغيل Arduino IDE و USB (https://learn.sparkfun.com/tutorials/esp32-thing-p…)
3. قم بتنزيل مكتبات المستشعر و OLED باستخدام مدير مكتبات Arduino IDE
4. احفظ WiFi SSID وكلمة المرور في "تفضيلات" المجالس

الخطوة 6: التحسينات المستقبلية

فيما يلي بعض الأفكار لتحسين المشروع:

1. استخدم WiFi لتحميل البيانات إلى ThingSpeak أو خدمة أخرى لرسمها بيانيًا
2. قياس جهد البطارية وعرض الوقت المتبقي
3. استخدم WiFi لتنزيل معلومات الطقس والأخبار وأي شيء ستعرضه الساعة الذكية
4. أضف إنذارًا إذا كانت مستويات ثاني أكسيد الكربون عالية جدًا
5. أضف تنبيهًا إذا كانت مستويات TVOC عالية جدًا

ملحوظة: # 4 ستكون طريقة رائعة حقًا للبقاء آمنًا في الأماكن المغلقة ورقم 5 قابل للتطبيق جدًا لمستخدمي الطابعات ثلاثية الأبعاد مثلي!