Sensor de qualidade do ar DIY + caixa impressa em 3D: 6 etapas

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:37

Este guia contém todas as informações de que você precisa para criar um sensor de bolso muito capaz.

Etapa 1: Definir os requisitos

Para obter o máximo do nosso sensor de qualidade do ar faça você mesmo, precisamos que ele:

• Tamanho de bolso
• Alimentado por bateria
• Ter um circuito de carga incluído
• Conectado a USB
• Conectado a WiFi e Bluetooth
• Legível com uma tela OLED incluída
• Menos de $ 100

Queremos que nosso sensor de bolso seja capaz de medir:

• Temperatura
• Pressão
• Umidade
• Níveis de CO2 que afetam a função cerebral
• Níveis de TVOC (qualidade do ar) para ajudar a ficar seguro em torno de uma impressora 3D

Etapa 2: Coletando os Materiais

Para este projeto, você precisará de vários componentes. O custo total é de $ 82,57 no momento da redação

• 1 x Thing Plus - ESP32 WROOM (https://www.sparkfun.com/products/14689)
• 1 x bateria de íon de lítio - 2Ah (https://www.sparkfun.com/products/13855)
• 1 x Micro OLED Breakout (https://www.sparkfun.com/products/14532)
• 1 x Breakout da combinação ambiental - CCS811 / BME280 (https://www.sparkfun.com/products/14348)
• 1 x distanciadores de plástico 4-40; 3/8 "(https://www.sparkfun.com/products/10461)
• 1 x Parafuso - Cabeça Phillips 4-40; 1/4 "(https://www.sparkfun.com/products/10453)
• 2 x cabo Qwiic - 50 mm (https://www.sparkfun.com/products/14426)

Você também precisará de:

• Uma impressora 3D, usei a impressora MonoPrice Mini Delta 3D (https://www.monoprice.com/product?p_id=21666)
• Filamento de impressora 3D, usei PLA
• Uma chave de fenda Philips
• Retire a folha de plástico para a placa frontal transparente
• Parafusos maiores para prender a placa frontal transparente

Etapa 3: impressão 3D do gabinete

Normalmente, você teria que projetar seu próprio gabinete impresso em 3D. Felizmente, publiquei os arquivos de impressão 3D no Thingiverse: https://www.thingiverse.com/thing:3545884. No total, foram necessárias 4 iterações para chegar ao design final.

Usei as seguintes configurações para imprimir o design:

• Camada de 0,2 mm de altura
• 20% de preenchimento
• Sem camada de adesão do leito

Etapa 4: Montagem

Primeiro, conecte os espaçadores aos 6 pequenos orifícios de montagem no gabinete.

Em segundo lugar, insira a bateria entre os espaçadores. Ele vai caber sob as placas de circuito.

Terceiro, aparafuse a parte eletrônica. Se os espaçadores adequados foram usados, a porta USB deve se alinhar perfeitamente com o orifício no gabinete.

Quarto, conecte os componentes eletrônicos. Após conectar a bateria ao microcontrolador, use os cabos QWIIC para conectar o sensor e o monitor em série.

Por último, corte uma pequena folha de plástico para a placa frontal transparente. Faça orifícios para coincidir com os dois orifícios de montagem maiores no gabinete e, em seguida, prenda-os com parafusos mais longos.

Etapa 5: Programação

Em vez de programar do zero, sugiro que você baixe meu código do repositório com link abaixo.

Repositório:

Atualmente, o código:

• Lê os dados de cada sensor
• Calcula uma taxa de mudança
• Exibe dados no display OLED
• Conecta-se a WiFi e exibe dados em uma página da web gerada (no endereço IP exibido na tela)

Para programar o microcontrolador, você precisará:

1. Baixe o IDE Arduino (https://www.arduino.cc/en/Main/Software)
2. Configure o IDE do Arduino e os drivers USB (https://learn.sparkfun.com/tutorials/esp32-thing-p…)
3. Baixe as bibliotecas para o sensor e o OLED usando o gerenciador de bibliotecas IDE do Arduino
4. Salve seu SSID WiFi e senha nas "preferências" das placas

Etapa 6: melhorias futuras

Aqui estão algumas idéias para melhorar o projeto:

1. Use WiFi para fazer upload de dados para ThingSpeak ou outro serviço para representá-los
2. Meça a tensão da bateria e mostre o tempo restante
3. Use WiFi para baixar informações meteorológicas, notícias e qualquer coisa que um relógio inteligente exiba
4. Adicione um alarme se os níveis de CO2 estiverem muito altos
5. Adicione um alarme se os níveis de TVOC estiverem muito altos

Nota: o nº 4 seria uma maneira realmente incrível de se manter seguro em espaços fechados e o nº 5 é muito aplicável a usuários de impressoras 3D como eu!