Particle Sniffer: 6 ขั้นตอน (พร้อมรูปภาพ)

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:03

ในขณะที่ทำงานกับโครงการก่อนหน้าในการประเมิน PM2.5 ฉันสังเกตเห็นข้อเสียของการไม่สามารถระบุแหล่งที่มาของอนุภาคขนาดเล็กที่จุด การสุ่มตัวอย่างส่วนใหญ่ทำโดยเทศบาลและภาพถ่ายดาวเทียมรวบรวมแหล่งที่มากว้างๆ ที่ไม่ได้บอกคุณในระดับบุคคลว่าสิ่งนี้มาจากไหนและจะกำจัดอย่างไร อุปกรณ์ Honeywell มีตัวเป่าลมและหน้าต่างอินพุตและเอาต์พุตของตัวเอง ทั้งหมดที่ฉันต้องการคือช่องทางการหมุนเวียนของอากาศโดยเฉพาะไปยังพื้นที่เหล่านั้น และแน่นอนว่าฉันมีจมูกสุนัขที่พิมพ์/ออกแบบ 3 มิติอยู่แล้วเพื่อวางที่ส่วนท้าย ที่เหลือก็คือ เพียงเพื่อออกแบบหน่วยเก็บตัวอย่างปืนพร้อมไกปืน ที่จะช่วยให้ผมสำรวจอย่างละเอียดว่าฆาตกรมาจากไหน

ขั้นตอนที่ 1: รวบรวมวัสดุของคุณ

ฉันใช้ Honeywell HPMA เนื่องจากความน่าเชื่อถือและราคาถูก คอมโบของ ESP32 และฟอร์มแฟกเตอร์ที่ชาร์จ/บูสเตอร์ 8266 ก็ถูกนำมาใช้อีกครั้งเช่นกัน

1. HONEYWELL HPMA115S0-TIR PM2.5 เซ็นเซอร์อนุภาคเลเซอร์ pm2.5 โมดูลตรวจจับคุณภาพอากาศ Super Dust Sensor PMS5003 $18

2. ESP32 MINI KIT โมดูล WiFi + บอร์ดพัฒนาอินเทอร์เน็ต Bluetooth D1 MINI อัพเกรดตาม ESP8266 ทำงานได้อย่างสมบูรณ์ $6 (AliExpress)

3. MH-ET LIVE แบตเตอรี่ Shield สำหรับ ESP32 MINI KIT D1 MINI แบตเตอรี่ลิเธียมเดี่ยวชาร์จ & เพิ่ม $1 (AliExpress)

4.18650 แบตเตอรี่พร้อมสายไฟ $4

5. IZOKEE 0.96'' I2C IIC 12864 128X64 พิกเซล OLED $4

6. สวิตช์เปิด/ปิดโลหะที่ทนทานพร้อมวงแหวน LED สีเขียว - เปิด/ปิดสีเขียวขนาด 16 มม. $5 (Adafruit)

7. เครื่องพิมพ์ 3D ทั่วไป (Ender 3)

8. Antrader KW4-3Z-3 ไมโครสวิตช์ KW4 จำกัด $1.00

9. NeoPixel Ring - ไฟ LED RGB 12 x 5050 พร้อมไดร์เวอร์ในตัว $7.50

ขั้นตอนที่ 2: ออกแบบและพิมพ์ 3 มิติ

ดมกลิ่นได้รับการออกแบบมาเพื่อให้เครื่องเป่าลมในตัวในเซ็นเซอร์ HoneyWell อยู่ในแนวเดียวกันและห่อหุ้มภายในตัวเรือนของผู้ดมกลิ่น เพื่อให้รูจมูกที่ปลายเปิดเชื่อมต่อโดยตรงกับพอร์ตอินพุตบนเซ็นเซอร์ และช่องระบายอากาศออกจะผ่านตัวเรือนและ ออกหลายรูที่บังโคลนหลัง (เสียงเหมือนการยื่นขอจดสิทธิบัตร….แย่) ที่จับขนาดใหญ่ทำให้สามารถเชื่อมต่อแบตเตอรี่ความจุสูงและอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์อื่นๆ ได้ พอร์ตชาร์จอยู่ในแนวเดียวกันที่ด้านล่างของที่จับ แสงวงแหวน Neopixel รอบจมูกได้รับการออกแบบให้ส่องผ่านตัวเรือนที่ด้านบน การสร้างเสร็จสิ้นเพื่อให้ส่วนบนของตัวเรือนหลักทำใน PLA แบบใส จากนั้นจึงเปลี่ยนเป็น Grey PLA สำหรับที่จับ และสุดท้ายล้าง PLA สำหรับฐานของที่จับเพื่อให้เห็นสีของไฟชาร์จ กลไกไกปืนถูกวางด้วยบานพับพินการทำงานที่พิมพ์เป็นชิ้นเดียว แต่หวังว่าจะเคลื่อนไหวอย่างอิสระ

ไฟล์ทั้งหมดทำด้วยการตั้งค่ามาตรฐานใน Cura สำหรับ ender 3 ไม่มีส่วนรองรับใดๆ

ขั้นตอนที่ 3: วางสาย

แผนภาพการเดินสายโดยพื้นฐานแล้วเหมือนกับการเดินสายสำหรับ: https://www.instructables.com/id/Bike-Analog-Pollution-Meter/ ยกเว้นว่าไม่มีเซอร์โวและเอาต์พุตนั้นใช้สำหรับสายข้อมูลสำหรับวงแหวน Neopixel. ในกรณีนี้ ปุ่มเปิดปิดจะควบคุมพลังงานจากแบตเตอรี่ไปยังเครื่องเพิ่มกำลัง/เครื่องชาร์จเท่านั้น สาย 5 โวลต์จากบูสเตอร์ถูกควบคุมโดยลิมิตสวิตช์ในที่จับซึ่งทำงานเหมือนไกปืน มันเชื่อมต่อพลังงานจากบูสเตอร์กับทั้งเซ็นเซอร์, ESP32 และ Neopixels ที่เปิดเครื่องพร้อมกัน หน้าจอ I2C ปิดไฟ 3 โวลต์จาก ESP32 การเดินสายส่วนใหญ่ต้องทำในขณะที่มือจับอยู่ในส่วนถัดไป เนื่องจากคุณต้องป้อนสายไฟผ่านช่องเปิดต่างๆ ตรวจสอบให้แน่ใจว่าคุณเขียงหั่นขนมก่อน!

ขั้นตอนที่ 4: สร้างมัน

ขั้นแรก วงแหวนนีโอพิกเซลจะติดกาวเข้ากับตัวเรือนจมูก เพื่อให้แน่ใจว่าแหวนอยู่ในแนวราบและไม่กระทบต่อการเชื่อมต่อที่แน่นหนากับตัวเรือนหลัก เดินสายไฟสามเส้นผ่านพอร์ตด้านข้างของตัวเครื่องหลักและลงไปที่ด้ามจับ Neopixels ควรชี้ไปที่เคสใสหลัก จากนั้นเซ็นเซอร์อากาศจะถูกวางลงในตัวเครื่องโดยให้ช่องระบายอากาศขนาดเล็กหลายช่องหันไปทางรูจมูกและแกนพัดลมหันกลับไปทางฟีดเอาท์พุต ดึงสายไฟออกทางด้านหลังและลงในแกนที่จับซึ่งจะถูกบัดกรีไปยัง ESP32 หน้าจอ I2C ติดอยู่ที่ส่วนหน้า และสายไฟออกจะลอดผ่านช่องเปิดผ่านที่จับและต่อเข้ากับเมนบอร์ด จากนั้นติด cowling แบบกลมไว้บนหน้าจอ กาวทั้งหมดมักจะเป็น E6000 แม้ว่าจะใช้ superGlue LocTight ได้ก็ตาม โคนจมูกด้านหน้าติดกาวให้เข้าที่ ลิมิตสวิตช์นั้นต่อสายเข้าและติดกาวเข้ากับตำแหน่ง เช่นเดียวกับสวิตช์เปิด/ปิดหลัก ติดตั้งบอร์ด ESP หลักและติดตั้งแบตเตอรี่ 18650 แล้ว บอร์ดบูสต์ติดกาวอย่างแน่นหนากับเพลทฐานของตัวเครื่อง ตรวจสอบให้แน่ใจว่าพอร์ตการชาร์จอยู่ในแนวเดียวกับช่องเปิดอย่างระมัดระวัง กาวบนแผ่นฐานเมื่อทุกอย่างทำงานอย่างถูกต้อง สวิตช์ทริกเกอร์ติดอยู่บนแถบโลหะของลิมิตสวิตช์ในลักษณะที่คลิกได้ง่ายในตำแหน่งลง ระวังอย่าให้กาวเข้าไปในกลไกลิมิตสวิตช์

ขั้นตอนที่ 5: โปรแกรม It

ซอฟต์แวร์ใช้พอร์ตอนุกรมสำหรับการนำเข้าข้อมูลจากเซ็นเซอร์ เซ็นเซอร์นี้มีปัญหาอย่างหนึ่งที่ไม่ได้ใช้ I2C กับไลบรารีเพื่อให้สะดวกยิ่งขึ้น เครื่องมือนี้ใช้เอาต์พุต SSD1306 ผ่าน I2C แทนที่จะใช้เซอร์โวเป็นเอาต์พุตเช่นเดียวกับในการดมกลิ่นจักรยาน จอแสดงผล Neopixel ถูกควบคุมโดย Adafruit Neopixel Library ในการแสดงแสงที่ค่อนข้างธรรมดาซึ่งเพียงแค่สูดแสงสีต่างๆ 3 แบบสำหรับระดับ PM2.5 ในรูจมูก หากระดับต่ำกว่า 25 จะกะพริบเป็นสีน้ำเงิน สีเขียวหากระหว่าง 25 ถึง 80 และสีแดงหากเกิน 80 ระดับที่ตั้งไว้ล่วงหน้าเหล่านี้สามารถรีเซ็ตได้ในโปรแกรม พวกมันถูกควบคุมเป็นเอาต์พุตในคำสั่ง case ในฟังก์ชันเพิ่มความสว่างที่ด้านล่างของโปรแกรม แบบอักษรสำหรับการแสดงผลของหน้าจอและขนาดหน้าจอสามารถเปลี่ยนได้ เซ็นเซอร์จะอ่านค่าหนึ่งครั้งต่อวินาที

ขั้นตอนที่ 6: การใช้มัน

ดังนั้นการอยู่ท่ามกลางการกักกันนี้จึงเป็นเรื่องยากเล็กน้อยที่จะออกไปข้างนอกและใช้อุปกรณ์นี้ ดังนั้นฉันจึงติดอยู่กับการทำวิดีโอ YouTube รอบบ้านเพื่อดูว่าภายในจะเลวร้ายเพียงใด (โดยปกติฉันจะเอามันลงหลุมไอเสียรถบรรทุกดีเซลเพื่อนบ้านที่ใกล้ที่สุดหรือด้านล่างของโรงงานคั่วกาแฟ -- ใช่ฉันรู้ว่าคุณเมาด้วยการทำงานของปอดของฉัน!) อุปกรณ์บูทขึ้นอย่างสวยงามภายใน 4 วินาทีหลังจากกดทริกเกอร์ ได้รับการอ่านค่าสูงที่ผิดพลาดและค่อยๆ เสถียรกว่า 5 วินาที การอ่านส่วนใหญ่สอดคล้องกับ National Sampler ประมาณ 1/2 ไมล์จากบล็อก ช็อตปกติของการส่งออกเครื่องปิ้งขนมปังที่ฉันนำเสนอบนเว็บสำหรับคุณ อีกวิดีโอหนึ่งทำให้ Granola --yow -- มันรั่ว 50 ppm นานกว่าหนึ่งชั่วโมงหลังจากออกมาจากเตาอบ รูจมูกมักจะเก็บกลิ่นระดับสูงไว้ชั่วขณะหนึ่ง ดังนั้นคุณอาจจะเป่ามันออกไปเพื่ออ่านอีกครั้งในทันที สองเดือนที่ผ่านมา PPM2.5 เป็นปัญหาร้ายแรง ตอนนี้ไม่มีใครจำมันได้ ภาวะโลกร้อน -- นั่นคือความกังวลมากมายที่ผ่านมา

รางวัลที่สองในการประกวดการพิมพ์ 3 มิติ