วัดคุณภาพอากาศ: 17 ขั้นตอน

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

คุณภาพอากาศและอนุภาคละเอียด: อนุภาคแขวนลอย (หมายถึง "PM" สำหรับ "อนุภาค") โดยทั่วไปคืออนุภาคของแข็งละเอียดที่ลอยอยู่ในอากาศ (วิกิพีเดีย) อนุภาคละเอียดแทรกซึมลึกเข้าไปในปอด พวกเขาสามารถทำให้เกิดการอักเสบและทำให้สุขภาพของผู้ที่เป็นโรคหัวใจและปอดแย่ลง

อุปกรณ์วัดอัตราการมีอยู่ของอนุภาค PM10 และ PM2.5

คำว่า "PM10" หมายถึงอนุภาคที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางน้อยกว่า 10 ไมโครเมตร คำว่า "PM2.5" หมายถึงอนุภาคที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางน้อยกว่า 2.5 ไมโครเมตร

เซ็นเซอร์:

เซ็นเซอร์นี้ใช้เลเซอร์ SDS011 PM2.5 / PM10 เพื่อวัดคุณภาพอากาศได้อย่างแม่นยำและเชื่อถือได้ เลเซอร์ที่เชื่อถือได้ รวดเร็ว และแม่นยำนี้วัดปริมาณอนุภาคในอากาศระหว่าง 0.3 ถึง 10 μm

ข้อจำกัดของโครงการ:

อุปกรณ์เชื่อมต่อ Wifi

ประสิทธิภาพ Wifi เพราะไกลจากฐาน Wifi

ต้องเปิดใช้งานเพียงสองครั้งต่อชั่วโมง (จำกัด การใช้พลังงานและจำกัด Wifi)

สภาพแวดล้อมกันน้ำ

ตรวจสอบระดับการชาร์จของแบตเตอรี่

เสบียง

ขั้นตอนที่ 1: ส่วนประกอบที่จำเป็น

• Wemos D1 mini pro
• เซนเซอร์ SDS011
• รีเลย์กก Celduc D31A3110 (หรือเทียบเท่า PRME 15005, Edr0201 a0500, SIP1A05)
• ตัวต้านทานสองตัว: 470K, 100K
• ที่ใส่แบตเตอรี่ Wemos ESP32
• แบตเตอรี่ 18650 2500 mAh
• กล่องไฟฟ้า ~6.2x3.5x2.3in (158x90x60mm)
• ท่อสองมุมพร้อมท่อข้อต่อ (เส้นผ่านศูนย์กลาง ~0.63 นิ้ว (16 มม.))
• ท่อพีวีซีแบบยืดหยุ่น (เส้นผ่านศูนย์กลาง ~0.47in (12mm))
• กาวพีวีซี
• แผงโซลาร์เซลล์ 5V 5W

• ฮาร์ดแวร์เบ็ดเตล็ด: ขั้วต่อสายไฟ, แผงวงจรพิมพ์, สวิตช์, สกรู 2 ตัว, ขาแบนอะลูมิเนียม ~0.47 นิ้ว (12 มม.) รองรับรีเลย์

ซอฟต์แวร์:

• ซอฟต์แวร์ฝังตัว Espeasy Mega (เวอร์ชัน 20190619)
• การรวมศูนย์ของมาตรการบนเซิร์ฟเวอร์ Domoticz

ขั้นตอนที่ 2: อิเล็กทรอนิกส์และหลักการทำงาน:

เซ็นเซอร์อนุภาคได้รับการตั้งโปรแกรม (จากโรงงาน) ให้จ่ายไฟบนบัส I2C หลังจากการทำงานประมาณ 15 วินาที ค่าที่วัดได้ซึ่งสอดคล้องกับ PM10 และ PM2.5 เซ็นเซอร์นี้ควบคุมโดยตัวควบคุมประเภท ESP8266 ที่ติดตั้งซอฟต์แวร์ ESPEasy mega (เวอร์ชั่น 20190626). ต้องแฟลชซอฟต์แวร์ล่วงหน้าในคอนโทรลเลอร์

ESPEasy มีปลั๊กอินที่สามารถเชื่อมต่อกับเซ็นเซอร์ SDS011 และรวบรวมค่าที่วัดได้ ดังนั้นจะไม่มีการเขียนโปรแกรม (หรือน้อยมาก) ให้ทำนอกจากการตั้งค่าเท่านั้น

โดยเริ่มจากหลักการวัดทุกๆ 30 นาที ในระหว่างนี้ ระบบจะต้องเข้าสู่โหมดสลีปเพื่อจำกัดการใช้พลังงาน ESP8266 โดยกำเนิดมีการตั้งค่าการนอนหลับ สำหรับเซ็นเซอร์ซึ่งรวมถึงอุปกรณ์สำหรับนอนหลับ เราจะเลือกใช้รีเลย์นำร่อง Reed แทน รีเลย์นี้จะขับเคลื่อนโดย ESP8266 เมื่อตื่นขึ้น (พอร์ต D1 ของ ESP8266) ดังนั้นการใช้พลังงานของระบบจะน้อยที่สุดในโหมดสลีป (ตามลำดับ 20μA) การใช้รีเลย์ Reed มีข้อดีคือถูกควบคุมโดย ESP8266 โดยตรง (กินไฟ 10mA บน 12mA สูงสุดที่แนะนำต่อพอร์ต)

เพื่อตรวจสอบแรงดันไฟฟ้าของระบบ ตัวแบ่งแรงดันไฟฟ้า (ตัวต้านทาน 100kO-470kO) จะจ่ายแรงดันไฟฟ้าระหว่าง 0 ถึง 1V (0 สำหรับ 0V และ 1 สำหรับ 5V) ที่พอร์ต A0 ของ ESP8266 พอร์ตนี้รับแรงดันไฟฟ้าสูงสุด 1V ESP8266 มีตัวแปลงอนาล็อก/ดิจิตอลที่ให้ค่าที่อ่านได้ (ตั้งแต่ 1 ถึง 1024) ค่านี้จะถูกเปลี่ยนรูปแบบใหม่โดย ESP8266 ในแรงดันไฟฟ้าตั้งแต่ 0 ถึง 5V ก่อนที่จะถูกส่งไปยัง Domoticz

ขั้นตอนที่ 3: การตั้งค่า Espeasy: หลัก

ขั้นตอนที่ 4: การตั้งค่า Espeasy: ตัวควบคุม (domoticz)

ขั้นตอนที่ 5: การตั้งค่า Espeasy: งาน (การตรวจสอบแรงดันไฟฟ้า)

ขั้นตอนที่ 6: การตั้งค่า Espeasy: งาน (SDS011)

ขั้นตอนที่ 7: การตั้งค่า Espeasy: กฎ

บน SDS011#PM10 ทำ

SendToHTTP 192.168.1.231, 8082, /json.htm?type=command¶m=udevice&idx=63&nvalue=0&svalue=[SDS011#PM10]

SendToHTTP 192.168.1.231, 8082, /json.htm?type=command¶m=udevice&idx=62&nvalue=0&svalue=[SDS011#PM25]

gpio, 5, 1

ตัวตั้งเวลา, 1, 5

endon

บนระบบ#Wake do

gpio, 5, 0

endon

ตามกฎ#Timer=1 do

หลับลึก 1800

endon

ขั้นตอนที่ 8: การตั้งค่า Domoticz: ตัวควบคุม (จำลอง)

ขั้นตอนที่ 9: การตั้งค่า Domoticz: อุปกรณ์ที่แนบมา

ขั้นตอนที่ 10: การติดตั้งเซนเซอร์ในกล่อง

ขั้นตอนที่ 11: แผงวงจร

ขั้นตอนที่ 12: การประกอบขั้นสุดท้าย

ขั้นตอนที่ 13: เซ็นเซอร์การทำงาน

แท่งโลหะยึดติดกับตัวเรือนและโค้งเพื่อให้เกี่ยวได้ง่าย (ระเบียง) แผงโซลาร์เซลล์ได้รับการแก้ไขโดยใช้ตัวยึดเพื่อให้สามารถหมุนได้สองแกน

ขั้นตอนที่ 14: ผลการวัดใน Domoticz (สามอุปกรณ์)

ขั้นตอนที่ 15: ผลการวัดใน Domoticz (PM2.5)

ขั้นตอนที่ 16: ผลการวัดใน Domoticz (PM10)

ขั้นตอนที่ 17: สรุป:

การประกอบนี้ไม่ได้แสดงถึงความยากลำบากใดๆ สำหรับผู้ที่มีความรู้เกี่ยวกับซอฟต์แวร์ Domoticz และ ESPEasy ซึ่งสามารถวัดการมีอยู่ของอนุภาคละเอียดที่อยู่ใกล้บ้านคุณได้อย่างมีประสิทธิภาพ ด้วยแผงโซลาร์เซลล์ทำให้สามารถเพิ่มความถี่ในการวัดได้หากจำเป็น การประกอบนี้สามารถใช้โพรบสำหรับการวัดอุณหภูมิ ความชื้น ความดัน CO2 เป็นต้น

โครงการนี้ยังปรากฏบนเว็บไซต์ของฉัน (หลายภาษา):