Partikel-Sniffer - Gunook

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-30 07:16

Während der Arbeit mit den früheren Projekten zur PM2.5-Bewertung bemerkte ich den Nachteil, dass ich die Punktquellen der Verschmutzung durch kleine Partikel nicht lokalisieren konnte. Die meisten von den Gemeinden durchgeführten Stichproben und Satellitenbilder sammeln umfangreiche Quellen, die Ihnen auf persönlicher Ebene nicht wirklich sagen, woher dies kommt und wie es beseitigt werden kann. Das Honeywell-Gerät hat ein eigenes Gebläse und Ein- und Ausgabefenster, alles was ich brauchte, war eine Möglichkeit, den Luftstrom speziell auf diese Bereiche zu lenken - und natürlich hatte ich bereits eine 3D-gedruckte / entworfene Hundenase, die ich am Ende anbringen konnte, also war der Rest nur um eine Waffenprobenahmeeinheit mit Abzug zu entwickeln, die es mir ermöglicht, sorgfältig herauszufinden, woher meine Mörder kamen.

Schritt 1: Sammeln Sie Ihre Materialien

Ich habe den Honeywell HPMA wegen seiner Zuverlässigkeit und seines günstigen Preises verwendet. Auch die Kombination aus ESP32 und 8266 Lade-/Booster-Formfaktor kommt wieder zum Einsatz.

1. HONEYWELL HPMA115S0-TIR PM2.5 Partikelsensor laser pm2.5 Luftqualitätserkennungssensormodul Superstaubsensor PMS5003 $ 18

2. ESP32 MINI KIT Modul WiFi + Bluetooth Internet Development Board D1 MINI Upgraded basierend auf ESP8266 Voll funktionsfähig $6 (AliExpress)

3. MH-ET LIVE Batterieschild für ESP32 MINI KIT D1 MINI Einzel-Lithium-Batterie zum Laden und Boosten 1 $ (AliExpress)

4. 18650 Batterie mit Drähten $4

5. IZOKEE 0,96 '' I2C IIC 12864 128X64 Pixel OLED $ 4

6. Robuster Metall-Ein/Aus-Schalter mit grünem LED-Ring – 16 mm Grün Ein/Aus 5 $ (Adafruit)

7. Generischer 3D-Drucker (Ender 3)

8. Antrader KW4-3Z-3 Mikroschalter KW4 Limit $1,00

9. NeoPixel-Ring - 12 x 5050 RGB-LED mit integrierten Treibern 7,50 $

Schritt 2: Design und 3D-Druck

Der Schnüffler ist so konstruiert, dass die eingebauten Gebläse im HoneyWell-Sensor so ausgerichtet und im Gehäuse des Schnüfflers eingekapselt sind, dass die Nasenlöcher am offenen Ende direkt mit den Eingangsanschlüssen am Sensor verbunden sind und die Ausgangsöffnung durch das Gehäuse geht und durch mehrere Löcher in der hinteren Verkleidung heraus. (Jeez klingt wie eine Patentanmeldung….schlecht) Der massive Griff ermöglicht es, einen Akku mit großer Kapazität und den Rest der Elektronik anzuschließen. Der Ladeanschluss ist an der Unterseite des Griffgehäuses ausgerichtet. Die Neopixel-Ringbeleuchtung um die Nase soll oben durch das Gehäuse scheinen. Der Aufbau erfolgt so, dass der obere Teil des Hauptgehäuses in klarem PLA ausgeführt und dann für den Griff auf graues PLA und schließlich auf klares PLA für die Griffbasis umgestellt wird, damit die Farbe der Ladelichter sichtbar ist. Der Auslösemechanismus ist mit einem einstückig bedruckten Betätigungsstiftscharnier ausgestattet, das sich aber hoffentlich frei bewegen lässt.

Alle Dateien werden mit den Standardeinstellungen von Cura für Ender 3 erstellt. Für keines der Teile wurden Stützen verwendet.

Schritt 3: Verdrahten Sie es

Der Schaltplan entspricht im Wesentlichen der Verkabelung für: https://www.instructables.com/id/Bike-Analog-Pollution-Meter/ außer dass es kein Servo gibt und dieser Ausgang für die Datenleitung für den Neopixel-Ring verwendet wird. In diesem Fall steuert der Netzschalter nur die Stromversorgung vom Akku zum Power Booster/Ladegerät. Die 5-Volt-Leitung vom Booster wird durch den Endschalter im Griff gesteuert, der wie ein Abzug bedient wird. Es verbindet den Strom vom Booster mit dem Sensor, ESP32 und den Neopixels und schaltet sie gleichzeitig ein. Der I2C-Bildschirm wird von den 3 Volt des ESP32 ausgeschaltet. Der größte Teil der Verkabelung muss im nächsten Abschnitt während des Baus des Griffs durchgeführt werden, da Sie die Drähte durch eine Vielzahl von Öffnungen führen müssen. Stellen Sie sicher, dass Sie es zuerst mit einem Steckbrett versehen!

Schritt 4: Erstellen Sie es

Der Neopixel-Ring wird zuerst in das Nasengehäuse eingeklebt, damit er flach aufliegt und seine feste Verbindung zum Hauptkörper nicht beeinträchtigt. Führen Sie die drei Drähte durch den seitlichen Anschluss am Hauptkörper und nach unten in den Griff. Die Neopixel sollten in das durchsichtige Hauptgehäuse zeigen. Der Luftsensor wird dann in seinem Gehäuse platziert, wobei die kleinen Mehrfacheinlassöffnungen zu den Nasenöffnungen und der Lüfterkern nach hinten zum Drahtausgang zeigen. Führen Sie die Drähte hinten heraus und nach unten in den Griffkern, wo sie an den ESP32 gelötet werden. Der I2C-Schirm ist am vorderen Teil befestigt und seine Ausgangsdrähte gehen durch die Schlitzöffnung durch den Griff und werden mit der Hauptplatine verdrahtet. Anschließend wird die runde Verkleidung über die Blende geklebt. Alle Kleber sind normalerweise E6000, obwohl superGlue LocTight auch verwendet werden kann. Der Nasenkonus des vorderen Nasenlochs ist ebenfalls verklebt. Der Endschalter ist verdrahtet und eingeklebt sowie der Haupt-Ein-/Ausschalter. Das Haupt-ESP-Board ist eingebaut und die 18650-Batterie ist installiert. Das Boostboard ist fest mit der Grundplatte des Geräts verklebt, wobei darauf zu achten ist, dass der Ladeanschluss sorgfältig auf die Öffnung ausgerichtet ist. Kleben Sie die Grundplatte auf, wenn alles richtig funktioniert. Der Auslöseschalter wird so über die Metallleiste des Endschalters geklebt, dass er in der unteren Position leicht einrastet. Achten Sie darauf, dass kein Klebstoff in den Endschaltermechanismus gelangt.

Schritt 5: Programmieren Sie es

Die Software verwendet die serielle Schnittstelle zum Importieren der Informationen vom Sensor. Es ist eines der problematischen Probleme bei diesem Sensor, dass er kein I2C mit Bibliotheken verwendet, um es bequemer zu machen. Anstelle eines Servos als Ausgang wie beim Fahrrad-Sniffer verwendet dieses Instrument den SSD1306-Ausgang über I2C. Das Neopixel-Display wird von der Adafruit Neopixel Library in einem eher konventionellen Lichtdisplay gesteuert, das nur 3 verschiedene farbige Lichter für den PM2,5-Wert in den Nasenlöchern atmet. Ist die Stufe kleiner als 25, blinkt sie blau, grün zwischen 25 und 80 und rot bei über 80. Diese voreingestellten Stufen können im Programm zurückgesetzt werden. Sie werden als Ausgabe in einer case-Anweisung in der Funktion Aufhellen am Ende des Programms gesteuert. Schriftarten für die Ausgabe des Bildschirms und Bildschirmgrößen können ebenfalls umgeschaltet werden. Der Sensor nimmt einmal pro Sekunde eine Messung vor.

Schritt 6: Verwenden Sie es

Mitten in dieser Quarantäne ist es also ein bisschen schwierig, viel rauszukommen und dieses Gerät zu benutzen, also war ich festgefahren, YouTube-Videos im Haus zu machen, um zu sehen, wie schlimm es drinnen wird. (Normalerweise würde ich das in das nächste Diesel-LKW-Auspuffloch des nächsten Nachbarn oder in Windrichtung der Kaffeerösterei schieben - ja, ich kenne deine Verarschung meiner Lungenfunktion!) Das Gerät fährt innerhalb von 4 Sekunden nach Drücken des Auslösers schön hoch. Es erhält einen irrtümlich hohen Messwert und stabilisiert sich dann langsam über 5 Sekunden. Die meisten Messwerte stimmen gut mit dem National Sampler über eine halbe Meile den Block hinunter überein. Den üblichen Schock der Toasterausgabe habe ich für euch ins Netz gestellt. Das andere Video macht Granola – yow – es lief über eine Stunde lang 50 ppm aus, nachdem es aus dem Ofen kam. Die Nasenlöcher neigen dazu, den hochgradigen Duft für eine Weile festzuhalten, sodass Sie sie möglicherweise ausblasen, um sofort eine weitere Messung vorzunehmen. Vor zwei Monaten war PPM2.5 ein ernstes Problem, jetzt erinnert sich niemand mehr daran. Globale Erwärmung – das war vor so vielen Sorgen.

Zweiter Preis im 3D-Druckwettbewerb