Analisador de partículas solar: 5 etapas (com imagens)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:36

Eu estive em uma conferência recentemente em Fairbanks, Alasca, onde uma empresa de carvão local (Usibelli Coal Mine) estava patrocinando inovadores para pensar em maneiras de melhorar a qualidade do ar. Obviamente irônico, mas também muito bom. Não parecia ser a pesquisa que as empresas de cigarros patrocinaram para mostrar que seu produto era bom para você ou a safra atual de "cientistas" pagos que negam as mudanças climáticas ou evolução, mas uma forma de lidar com uma combinação infeliz de fatores que torna O ar de Fairbanks fica aquém do ideal no inverno, quando a inversão térmica, baixas temperaturas, carros e aquecimento doméstico com madeira fazem com que a contagem de partículas ultrapasse os limites da EPA. Este guisado não é bom para sua saúde - o melhor lugar para começar se você tiver interesse nisso é a Wikipedia:

Se você olhar mais adiante no artigo, poderá ver o mapa dos EUA e das áreas que excedem os limites da EPA, que incluem uma pequena parte do Alasca - Fairbanks. Este pode não ser o único lugar onde o ar no inverno pode ser ruim - A Encosta Norte, onde a produção de petróleo e gás envolve a queima de muitos hidrocarbonetos, está sob escrutínio. É estranho pensar nessas pequenas aldeias intocadas no ártico sofrendo com o ar mais comumente encontrado na China urbana. Mas o que fazer sobre isso? Uma ideia inovadora é fazer com que mais pessoas se interessem pelo problema que esta empresa local de carvão está enfrentando. Meu projeto envolve tornar esses dispositivos de monitoramento mais palatáveis para uso doméstico - barato, movido a energia solar, um aplicativo no seu telefone para saída e fácil para os olhos.

Etapa 1: Reúna seus suprimentos

1. A coisa mais óbvia é aquela grande concha na foto! Felizmente, eles estão disponíveis em muitas lojas de móveis domésticos ou na web por menos de US $ 20. (Ou imprima … https://www.instructables.com/id/Giant-Analog-CO2-Meter/) Tem uma forma para reunir o vento e encerrar o funcionamento do amostrador de partículas e do computador e proteger a construção com fios de insetos da chuva, neve e tudo o mais.

2 Célula solar - ALLPOWERS 2,5 W 5V / 500mAh Epóxi de célula solar miniencapsulada $ 8,00

3. Módulo de carregamento TP4056 com proteção de bateria 18650 BMS 5V Micro USB 1A - quase $ 0

4. Pena Adafruit ESP32 - $ 19

5. Bateria lipo 18650 genérica $ 3

6. Adafruit (PID 2030 PowerBoost 1000 Basic - 5V USB Boost @ 1000mA de 1.8V + isso é ótimo porque tem um pino de habilitação que você precisa de $ 10

7. Adafruit TPL5111 Low Power Timer Breakout - pequeno e brilhante cronômetro $ 6,00

8. HONEYWELL HPMA115S0-TIR PM2.5 Sensor de partículas laser pm2.5 Módulo sensor de detecção de qualidade do ar Sensor superpó PMS5003 $ 18

Etapa 2: conecte-o

A fiação é muito direta. O diagrama de Fritzing contém todos os detalhes. A unidade Honeywell tem muitos fios saindo do conector traseiro, mas esta folha de informações deve ajudá-lo se precisar de mais detalhes:

É uma conexão UART ao ESP32 que possui duas portas seriais e deve ser conectada aos pinos RX e TX na placa de desenvolvimento. A energia tem que vir da unidade de reforço, que leva a tensão da bateria lipo até 5 V para o sensor. A lógica na saída do sensor é de 3 volts, então você não precisa mexer com isso. A pequena e maravilhosa unidade de temporização da Adafruit (não recebo dinheiro de nenhum fabricante …) o TPL5111 usa os pinos de habilitação na unidade Boost e na placa ESP32 para ligar a unidade a cada duas horas. Isso é ajustável com um pequeno resistor variável na placa de cada segundo até duas horas. Você também pode substituí-lo por um resistor fixo - você pode encontrar o gráfico no site da Adafruit. O TPL tem uma peculiaridade que requer que você depower sempre que alterar esta leitura de Ohm para o tempo para obter o novo tempo. A fiação requer um fornecimento constante de energia para este temporizador. A energia solar e o carregamento da bateria são feitos pelo TP 4056 bastando conectar a célula solar ao lado da entrada. Um interruptor deslizante também é bom entre a bateria e a entrada TP para desligar totalmente a unidade.

Etapa 3: Construa

Construção verdadeiramente simples para este passeio. A carcaça é o caso de toda a unidade - à prova d'água e uma boa estação de coleta de ar! Certifique-se de colar todos os fios em seus pontos de fixação nas várias placas para torná-los mais difíceis de manusear. A unidade Honeywell foi afixada no interior da carcaça com fita dupla-face séria de nível externo - caso contrário, o resto da pilha era apenas jogado na carcaça da carcaça onde a gravidade o segurava. Um suporte de cabide é colado na parte de trás com silicone ou adesivo da marca Goop. O painel solar é preso na frente da célula com uma montagem de clipe go-pro que é boa para que você possa ajustar o ângulo do sol quando estiver pendurado. O painel solar foi colado com Goop ao monte.

Etapa 4: programe

Aqui está o repositório do software:

Há uma biblioteca para esta unidade Honeywell e ela parecia funcionar bem quando conectada ao computador, mas assim que ligou o controle da bateria, ela falhou. Portanto, o programa apenas desmonta a comunicação UART para obter os dados e verificar a soma deles. Para obter os dados da unidade e para o seu telefone, são necessários os serviços do aplicativo Blynk. Se você nunca usou o Blynk antes, ele é um sistema IOT muito simples que requer um mínimo de programação e funciona para sempre sem problemas. Tive vários sistemas Blynk IOT em execução por anos em telefones de pessoas experientes em tecnologia sem problemas. O sistema requer que você baixe o aplicativo Blynk e configure uma conta - tudo gratuito até agora. Você deve configurar um novo programa em seu telefone que pergunta qual sistema você está usando (ESP 32) e fornece uma chave que você pode enviar por e-mail para si mesmo ao configurar o código. Em seguida, você precisa configurar um supergráfico usando três entradas dos pinos virtuais V4 Nível da bateria, V5 PM 2.5 e V6 PM10. Existem muitos tutoriais no site do Blynk que podem explicar você, mas é muito simples. As outras alterações no programa são inserir o nome da sua rede wi-fi e a senha. O software primeiro liga o amostrador e espera dez segundos pelos dados das partículas e, se estiver ok, os envia para o servidor Blynk, que os envia para o seu telefone. O código DONEPIN aumenta o nível do pino no TPL5111 para fazer tudo adormecer com o temporizador de habilitação. A tensão da bateria é retirada do pino A13.

Etapa 5: usando

Pendure este dispositivo onde o sol brilha e perto o suficiente para que ele capte o sinal wi-fi para se comunicar com o servidor Blynk. Há um número surpreendente de coisas que causam pequenas partículas. Brinde! (https://www.instructables.com/id/Toast-Talker/) Quem sabia? Acho que a pesquisa mais recente postula que partículas de torrada entram no cérebro e causam depressão.

www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/30719959 Bem, a mágica das estatísticas permite a publicação de muitas correlações, mas a causalidade é um pouco mais difícil de provar. Este dispositivo elegante irá pelo menos permitir que você siga a dança das partículas em sua vida com a qual você nunca se preocupou antes. O carregamento da bateria solar precisa de um bom suprimento de sol constante, o que também deve ajudar na sua depressão.