Obrovský analógový merač CO2: 6 krokov (s obrázkami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 11:57

Od rabbitcreek Nasledovať viac od autora:

Súčasná atmosféra nad horou na Havaji obsahuje asi 400 ppm oxidu uhličitého. Toto číslo je mimoriadne dôležité pre všetkých, ktorí žijú na povrchu planét. Teraz sme obklopení buď popierateľmi tejto starosti, alebo tými, ktorí si lámu ruky v návale vzrušeného znepokojenia. Ale toto číslo a tisíce čísel, ktoré za ním v správach nasledujú, je ťažké skutočne pochopiť denne. Aké množstvo CO2 mám okolo seba? Ako môžem súvisieť s touto myšlienkou plynov v atmosfére spôsobujúcich prehriatie planéty? Pre tých, ktorých to zaujíma, som postavil obrovský analógový CO2 meter, ktorý pomocou ihly dlhej 4 stopy oživí diskusiu v akejkoľvek školskej miestnosti alebo múzeu o tom, ako sa CO2 meria a ako sa môžete stať súčasťou tejto analýzy plynov.

Z mojej práce s analýzou plynných zmesí v šnorchloch: https://www.instructables.com/id/CO2-Measurement-in-Snorkels/ a zo zábavy pri výrobe obrovských hodín prílivu a odlivu: https://www.instructables.com/ id/ Giant-Tide-Clock/ Opravil som snímač CO2 a robustný servo mechanizmus, aby som vyrobil analógový merač CO2 na stenu, ktorý veľmi presne zobrazuje aktuálnu hladinu CO2 vo vzduchu. Väčšina zostavy je vytlačená 3D a ponúka tiež presný digitálny výstup z E - atramentového displeja s perím Adafruit. Čuchový klaksón krytu senzora je úžasný súbor STL od: Resize 3 inch Spiral Speaker box od iiime, ktorý bol pôvodne urobený pre kryty reproduktorov Nautilus. Funguje na nabíjateľné batérie alebo nástenné bradavice s napätím 5 voltov a zaznamená všetky vaše údaje do priloženého držiaka karty SD.

Krok 1: Zhromaždite svoje materiály

Stavebné materiály nie sú lacné, ale prispievajú k maximálnej presnosti údajov.

1. Adafruit 2,13 trojfarebný eInk / ePaper displej FeatherWing-červená čierna biela-na to by ste mohli použiť veľmi lacný TFT za 3,00 dolára, ale na slnečnom svetle by sa rovnako dobre nezobrazoval. Nevýhodou tejto stohovateľnej obrazovky je že je pomalé obnovovanie.

2. Adafruit Feather 32u4 Adalogger - MO verzia tohto zariadenia nepracuje dobre so senzorom. Vystačíte si s lacnejšou obyčajnou jednotkou 32u4 bez slotu na kartu SD, čo je však jednoduchšie v prípade, že chcete zaznamenať všetky svoje údaje.

3. Robustný kovový vypínač na zapnutie/vypnutie s modrým LED krúžkom - 16 mm modrý na zapnutie/vypnutie

4,10 000 000 ppm MH-Z16 NDIR CO2 senzor s rozhraním I2C/UART 5V/3,3V pre Arduino/Raspeberry Pi od Sandbox Electronics-skutočne skvelá bezproblémová skúsenosť s touto spoločnosťou, uistite sa, že budete postupovať podľa pokynov na povolenie výstupu 3 voltov- beží iba na 5 voltov

5. Štandardný hriadeľ ServoBlock ™ (24T Spline) ServoCity - ďalšia skvelá spoločnosť! (Zo súhlasu týchto spoločností nemám žiadne výhody)

6. Štandardné digitálne servo HiTec, ktoré sa hodí vyššie.

7. 6,00”hliníkový kanál-Servo City

Krok 2: 3D tlač komponentov

Všetky komponenty sa dajú ľahko vytlačiť pomocou PLA na akejkoľvek 3D tlačiarni. Lacný Creality CR10, ktorý som použil, má dostatočne širokú výstupnú základňu, ktorá umožňuje veľkú veľkosť klaksónu a zadného plechu. Trvalo to niekoľko hodín, ale nevyskytli sa žiadne problémy. Tlač s podporou. Roh bol potom nastriekaný textúrovanou farbou, ktorá konečnému produktu dodáva pieskový pocit a zakrýva jemné čiary 3D tlače. Zadná doska bola navrhnutá v systéme Fusion 360, aby sa ľahko zmestila do okna atramentového displeja Feather E. Ostatné súbory sú pre skrutkový držiak pre tyč ukazovateľa a puzdro, ktoré drží protizávažie v spodnej časti ukazovateľa.

Krok 3: Postavte to

Konštrukcia je veľmi jednoduchá. Servocitný systém vám umožňuje rýchlo namontovať servo mechanizmus na nosnú konštrukciu. Príslušenstvo na uchytenie predného rohu so zadnou doskou, ktorá obsahuje všetku elektroniku, je vyrobené z dvoch ohnutých spojovacích dosiek, ktoré sú na zadnej strane dosky prilepené E6000. Ďalšia spojovacia doska sa rozprestiera vzadu, čo umožňuje pevnú montáž na 90 -stupňový nástenný konektor. Ukazovateľ, ktorý som použil, môže byť vyrobený v podstate akejkoľvek dĺžky-môj mal veľkosť asi 4 stopy. Použil som značkovaciu tyč na dlhú príjazdovú cestu, ktorú nájdete vo veľkom obchode s krabicami za menej ako 5 dolárov. Sú vyrobené zo sklolaminátu a sú na svoju dĺžku pekné a ľahké. V situácii so servom, dokonca aj s podperou prevodovky, musíte starostlivo vyvážiť hmotnosť a presne ju vycentrovať do držiaka. Moja protizávažie bola vyrobená z podložiek uzavretých v puzdre s 3D tlačou a potom zapečatená odrezaným koncom tyče v epoxidovej živici. Uistite sa, že servo toleruje tieto skúsenosti s vyvážením a vyvážením-servo by malo prestať kňučať po tom, ako dosiahlo svoju pozíciu v softvéri. Ak sa naďalej sťažuje a pohybuje, pravdepodobne máte problém.

Krok 4: Drôt/montáž

Schéma zapojenia je zahrnutá vyššie. Servo pin je v tomto prípade pripojený k pinu 11. Displej z papiera E zaberá na pierku niekoľko pinov, takže ich omylom nepoužívajte. Uistite sa, že páry SDA a SCL sú správne prepojené. Napájanie je zabezpečené buď 5 V stenovou bradavicou (2 A) alebo Lipo batériou. Stenová bradavica je vedená vypínačom ON/OFF umiestneným v hornej časti klaksónu, ktorý potom napája perový počítač, servo a senzor, všetko s napätím 5 voltov. Tiež som paralelne pripevnil sériu modrých LED na koniec klaksónu, aby na konci tunela poskytlo určité svetlo. (Toto nie je v schéme zapojenia.) Laserový senzor CO2 je namontovaný blízko otvoru klaksónu, takže do neho môžete fúkať alebo poskytovať akékoľvek iné zmesi vzduchu až do jeho úst. Digitálna doska je tiež namontovaná vo vnútri klaksónu a napájacie pripojenia sa vykonávajú priamo k prepínaču. Uzemňovací vodič, napájacie vodiče a vedenia SDA, SCL sú vyvedené zo zadnej časti dosky na dosku Feather. Stoh papiera na vystavenie papiera Adalogger Feather/ E je namontovaný na zadnej strane dosky. Po otestovaní všetkých pripojení je klaksón cez noc utesnený k zadnej doske lepidlom E6000.

Krok 5: Naprogramujte si to

Naozaj ľahký program s Arduino IDE. Zahrňte rôzne knižnice pre pripojené stroje: NDIR_I2C.h (zahrnuté na webovej stránke Sandbox Electronics), „Adafruit_EPD.h“na spustenie nádherného displeja z elektronického papiera, Servo.h pre štandardnú servo knižnicu. Definujte piny potrebné pre displej. Definujte kolík pre výstup serva. Pripojte servo a snímač. Funkcia slučky iba načíta senzor a pomocou funkcie Map/Constrain ho odošle na servo. Jedinou zložitou súčasťou je obmedzenie dosahu serva, aby nevrážalo do strán držiaka. Páčila sa mi myšlienka zadného držiaka na servo/ukazovateľ zapuzdreného medzi čelnou doskou a zadným držiakom na stenu, ale má tiež určité obmedzenia. Pomocou štandardnej funkcie vzorového zametania vyskúšajte limity uhla serva a obmedzte ich vo funkcii mapy. Výroky na konci majú obmedziť rýchlosť serva, aby hybnosť protizávažia dlhého ukazováka nezničila sochu.

Krok 6: Použite to

Zariadenie sa dá ľahko pripevniť na akýkoľvek povrch steny pomocou niekoľkých skrutiek. Nezaťažuje toľko a keďže sa jeho pomalý pohyb naozaj veľmi nehýbe. Na prvom DARČKU môžete vidieť, že je neuveriteľne citlivý na CO2 dokonca aj vo vašom dychu. Vdychovaním na koniec rohu sa potenciálna hladina CO2 zvýši na 4%, čo by bolo 40 000 ppm. Senzor sa vypne z rozsahu 10 000 000 a môžete sa s tým vysporiadať pri programovaní pohybu prútika-tj urobiť výstup logaritmickým alebo zmeniť pohybový cyklus rýchlejšími švihmi. Dajú sa s ním ľahko vykonávať ďalšie experimenty, vrátane umiestnenia do malej uzavretej miestnosti s veľkým počtom ľudí (suterén kostola počas šťastia) alebo vonku na veternom svahu. Najnižšie som dostal asi 410 a to bolo včera s 50 mph veternou smršťou. Potenciálne využitie tohto nástroja by bolo na zoznámenie ľudí s konceptom monitorovania CO2 a jeho dôležitosťou - nie nejakou abstraktnou veličinou, ktorou sa hovoriace hlavy zaoberajú, ale tým, čo môžeme v skutočnosti zmerať v našich triedach alebo múzeách.

Neodporujte nutkaniu byť súčasťou riešenia tohto hrozného problému, a to buď vzdelávaním, alebo hovorením nahlas.