เครื่องวิเคราะห์อนุภาคพลังงานแสงอาทิตย์: 5 ขั้นตอน (พร้อมรูปภาพ)

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:04

ฉันอยู่ที่การประชุมเมื่อเร็วๆ นี้ที่ Fairbanks รัฐอลาสก้า ซึ่งบริษัทถ่านหินในท้องถิ่น (Usibelli Coal Mine) ได้ให้การสนับสนุนนักประดิษฐ์เพื่อคิดหาวิธีปรับปรุงคุณภาพอากาศ เห็นได้ชัดว่าแดกดัน แต่ก็ยอดเยี่ยมจริงๆ ดูเหมือนจะไม่ใช่งานวิจัยที่บริษัทบุหรี่ให้การสนับสนุนเพื่อแสดงให้เห็นว่าผลิตภัณฑ์ของตนดีสำหรับคุณหรือพืชผลในปัจจุบันของ "นักวิทยาศาสตร์" ที่ได้รับค่าจ้าง ซึ่งปฏิเสธการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศหรือวิวัฒนาการ แต่เป็นวิธีการจัดการกับปัจจัยต่างๆ แฟร์แบงค์อากาศน้อยกว่าอุดมคติในฤดูหนาวเมื่อความร้อนผกผัน อุณหภูมิที่เย็น รถยนต์ และการทำความร้อนที่บ้านด้วยไม้ทำให้จำนวนอนุภาคเกินขีดจำกัดของ EPA สตูว์นี้ไม่ดีต่อสุขภาพของคุณ - จุดเริ่มต้นที่ดีที่สุดหากคุณมีความสนใจในสิ่งนี้คือ Wikipedia:

หากคุณมองไปไกลในบทความ คุณจะเห็นแผนที่ของสหรัฐอเมริกาและพื้นที่ที่เกินขีดจำกัดของ EPA ซึ่งรวมถึงส่วนเล็กๆ ของอลาสก้า นั่นคือแฟร์แบงค์ นี่อาจไม่ใช่ที่เดียวที่อากาศในฤดูหนาวอาจไม่ดี - เนิน North Slope ที่การผลิตน้ำมันและก๊าซเกี่ยวข้องกับการเผาไหม้ไฮโดรคาร์บอนจำนวนมากได้รับการตรวจสอบอย่างละเอียด เป็นเรื่องแปลกที่นึกถึงหมู่บ้านเล็กๆ ที่บริสุทธิ์เหล่านี้ในสภาพอากาศที่ทุกข์ทรมานจากอากาศในแถบอาร์กติกซึ่งพบได้ทั่วไปในเมืองจีน แต่จะทำอย่างไรกับมัน? แนวคิดที่เป็นนวัตกรรมอย่างหนึ่งคือการทำให้ผู้คนสนใจปัญหาที่บริษัทถ่านหินในท้องถิ่นกำลังทำอยู่มากขึ้น โปรเจ็กต์ของฉันเกี่ยวข้องกับการทำให้อุปกรณ์ตรวจสอบเหล่านี้น่ารับประทานมากขึ้นสำหรับใช้ในบ้าน เช่น ราคาถูก ใช้พลังงานแสงอาทิตย์ แอปในโทรศัพท์ของคุณเพื่อการส่งออกและสบายตา

ขั้นตอนที่ 1: รวบรวมอุปกรณ์ของคุณ

1. สิ่งที่ชัดเจนที่สุดคือเปลือกหอยขนาดใหญ่ในภาพถ่าย! โชคดีที่มีขายตามร้านของแต่งบ้านมากมายหรือบนเว็บในราคาต่ำกว่า $20 (หรือพิมพ์…https://www.instructables.com/id/Giant-Analog-CO2-Meter/) มันยอดเยี่ยมมาก รูปร่างสำหรับรวบรวมลมและปิดการทำงานของเครื่องเก็บตัวอย่างอนุภาคและคอมพิวเตอร์ และป้องกันโครงสร้างสายแมลงจากฝน หิมะ และอะไรก็ตาม

2 โซลาร์เซลล์--ALLPOWERS 2.5W 5V/500mAh อีพ็อกซี่เซลล์สุริยะแบบห่อหุ้มขนาดเล็ก $8.00

3. TP4056 โมดูลการชาร์จพร้อมการป้องกันแบตเตอรี่ 18650 BMS 5V Micro USB 1A - เกือบ $0

4. Adafruit ESP32 Feather - 19 เหรียญ

5. แบตเตอรี่ Lipo 18650 ทั่วไป $3

6. Adafruit (PID 2030 PowerBoost 1000 Basic - 5V USB Boost @ 1000mA จาก 1.8V+ สิ่งนี้ยอดเยี่ยมเพราะมีพินเปิดใช้งานซึ่งคุณต้องการ $10

7. Adafruit TPL5111 Low Power Timer Breakout--อุปกรณ์จับเวลาขนาดเล็กที่ยอดเยี่ยม $6.00

8. HONEYWELL HPMA115S0-TIR PM2.5 Particle Sensor เลเซอร์ pm2.5 air quality detection sensor โมดูล Super dust sensor PMS5003 $18

ขั้นตอนที่ 2: วางสาย

การเดินสายไฟนั้นตรงไปตรงมามาก แผนภาพ Fritzing มีรายละเอียดทั้งหมด หน่วย Honeywell มีสายไฟจำนวนมากหลุดออกจากขั้วต่อด้านหลัง แต่เอกสารข้อมูลนี้จะช่วยคุณได้หากต้องการรายละเอียดเพิ่มเติม:

เป็นการเชื่อมต่อ UART กับ ESP32 ซึ่งมีพอร์ตอนุกรมสองพอร์ต และควรเชื่อมต่อกับพิน RX และ TX บนบอร์ดพัฒนา พลังงานต้องมาจากหน่วยเพิ่มแรงดันซึ่งใช้แรงดันแบตเตอรี่ lipo สูงถึง 5V สำหรับเซ็นเซอร์ ตรรกะของเอาต์พุตเซ็นเซอร์คือ 3 โวลต์ คุณจึงไม่ต้องวุ่นวายกับมัน หน่วยจับเวลาเล็ก ๆ ที่ยอดเยี่ยมจาก Adafruit (ฉันไม่ได้รับเงินจากผู้ผลิตรายใดเลย…) TPL5111 ใช้หมุดเปิดใช้งานทั้งบนหน่วย Boost และบอร์ด ESP32 เพื่อเปิดเครื่องทุกสองชั่วโมง ซึ่งสามารถปรับได้ด้วยตัวต้านทานแบบปรับได้ขนาดเล็กบนบอร์ดจากทุกๆ วินาทีจนถึงสองชั่วโมง คุณยังสามารถแทนที่สิ่งนี้ด้วยตัวต้านทานคงที่ - คุณสามารถค้นหาแผนภูมิได้จากเว็บไซต์ Adafruit TPL มีมุมแหลมที่คุณต้องลดกำลังเมื่อใดก็ตามที่คุณเปลี่ยนการอ่านโอห์มนี้สำหรับจังหวะเวลาเพื่อให้ได้เวลาใหม่ การเดินสายต้องใช้พลังงานคงที่สำหรับตัวจับเวลานี้ พลังงานแสงอาทิตย์และการชาร์จแบตเตอรี่ทำได้โดย TP 4056 เพียงแค่เชื่อมต่อเซลล์แสงอาทิตย์กับด้านอินพุต สวิตช์แบบสไลด์ยังดีระหว่างแบตเตอรี่และอินพุต TP เพื่อปิดเครื่องจนสุด

ขั้นตอนที่ 3: สร้างมัน

การสร้างที่เรียบง่ายอย่างแท้จริงสำหรับการออกนอกบ้านครั้งนี้ เปลือกเป็นเคสของทั้งยูนิต - กันน้ำและเป็นสถานีรวบรวมอากาศที่ดี! ตรวจสอบให้แน่ใจว่าคุณติดกาวสายไฟทั้งหมดเข้ากับจุดยึดบนกระดานต่างๆ เพื่อให้จับยากขึ้น หน่วย Honeywell ติดอยู่ที่ด้านในของเปลือกด้วยเทปกาวสองหน้าแบบจริงจังระดับกลางแจ้ง มิฉะนั้น ส่วนที่เหลือของกองจะถูกโยนเข้าไปในตัวเรือนที่มีแรงโน้มถ่วงยึดไว้ ขายึดติดด้านหลังด้วยกาวซิลิโคนหรือกาวยี่ห้อ Goop แผงโซลาร์เซลล์ติดอยู่ที่ด้านหน้าของเซลล์ด้วยตัวยึดแบบหนีบ go-pro ซึ่งดีมาก คุณจึงสามารถปรับมุมให้เข้ากับดวงอาทิตย์ได้เมื่อห้อยลงมา แผงโซลาร์เซลล์ติดกาวด้วย Goop บนภูเขา

ขั้นตอนที่ 4: โปรแกรม It

นี่คือที่เก็บซอฟต์แวร์:https://github.com/rabbitcreek/solarParticleAnalyz…

มีห้องสมุดสำหรับหน่วย Honeywell นี้และดูเหมือนว่าจะทำงานได้ดีเมื่อเชื่อมต่อกับคอมพิวเตอร์ แต่ทันทีที่มีการควบคุมแบตเตอรี่ก็ล้มเหลว ดังนั้นโปรแกรมจึงแยกการสื่อสาร UART เพื่อรับข้อมูลและตรวจสอบผลรวม ในการรับข้อมูลออกจากเครื่องและเข้าสู่โทรศัพท์ของคุณต้องใช้บริการของแอป Blynk หากคุณไม่เคยใช้ Blynk มาก่อน จะเป็นระบบ IOT แบบธรรมดาที่ต้องใช้การเขียนโปรแกรมเพียงเล็กน้อยและใช้งานได้ตลอดไปโดยไม่มีปัญหาใดๆ ฉันมีระบบ IOT ของ Blynk ที่ทำงานบนโทรศัพท์สำหรับผู้ที่ไม่เชี่ยวชาญด้านเทคนิคมาหลายปีโดยไม่มีปัญหา ระบบกำหนดให้คุณต้องดาวน์โหลดแอป Blynk และตั้งค่าบัญชี ทั้งหมดนี้ฟรีจนถึงตอนนี้ คุณต้องตั้งค่าโปรแกรมใหม่บนโทรศัพท์ของคุณเพื่อถามว่าคุณกำลังใช้ระบบใด (ESP 32) และให้รหัสแก่คุณซึ่งคุณสามารถส่งอีเมลถึงตัวเองเมื่อตั้งค่ารหัส จากนั้นคุณต้องตั้งค่าซูเปอร์ชาร์ตโดยรับอินพุตสามอินพุตจากพินเสมือน ระดับแบตเตอรี่ V4, V5 PM 2.5 และ V6 PM10 มีบทช่วยสอนมากมายในไซต์ Blynk ที่สามารถพูดคุยกับคุณผ่านมันได้ แต่มันง่ายมาก การเปลี่ยนแปลงอื่นๆ ในโปรแกรมคือการใส่ชื่อเครือข่าย wifi และรหัสผ่านของคุณ ซอฟต์แวร์เปิดเครื่องสุ่มตัวอย่างก่อนและรอสิบวินาทีสำหรับข้อมูลอนุภาค และหากตกลง จะส่งไปยังเซิร์ฟเวอร์ Blynk ซึ่งจะส่งข้อมูลดังกล่าวไปยังโทรศัพท์ของคุณ รหัส DONEPIN จะเพิ่มระดับของพินบน TPL5111 เพื่อให้ทุกอย่างเข้าสู่โหมดสลีปด้วยตัวจับเวลาการเปิดใช้งาน แรงดันแบตเตอรี่ถูกถอดออกจากพิน A13

ขั้นตอนที่ 5: การใช้มัน

แขวนอุปกรณ์นี้ในที่ที่ดวงอาทิตย์ส่องแสงและอยู่ใกล้พอที่จะรับสัญญาณ wifi ของคุณเพื่อสื่อสารกับเซิร์ฟเวอร์ Blynk มีหลายสิ่งที่น่าประหลาดใจที่ทำให้เกิดอนุภาคขนาดเล็ก ขนมปังปิ้ง! (https://www.instructables.com/id/Toast-Talker/) ใครรู้บ้าง? ฉันเดาว่างานวิจัยชิ้นล่าสุดมีรายงานว่าอนุภาคขนมปังปิ้งเข้าสู่สมองของคุณและทำให้เกิดภาวะซึมเศร้า

www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/30719959 ความมหัศจรรย์ของสถิติช่วยให้สามารถเผยแพร่ความสัมพันธ์ได้มากมาย แต่สาเหตุนั้นพิสูจน์ได้ยากกว่าเล็กน้อย อุปกรณ์ที่ประณีตนี้อย่างน้อยจะช่วยให้คุณติดตามการเต้นรำของอนุภาคในชีวิตที่คุณไม่เคยกังวลมาก่อน การชาร์จแบตเตอรี่พลังงานแสงอาทิตย์ต้องการแสงแดดที่สม่ำเสมอซึ่งจะช่วยให้คุณซึมเศร้าได้