DIY Air Quality Sensor + 3D Printed Case: 6 ขั้นตอน

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:05

คู่มือนี้มีข้อมูลทั้งหมดที่คุณต้องการเพื่อสร้างเซ็นเซอร์ขนาดพกพาที่มีความสามารถสูง

ขั้นตอนที่ 1: การตั้งค่าข้อกำหนด

เพื่อให้ได้ประโยชน์สูงสุดจากเซ็นเซอร์คุณภาพอากาศแบบ DIY ของเรา เราจำเป็นต้องมี:

• ขนาดพกพา
• ใช้พลังงานจากแบตเตอรี่
• มีวงจรชาร์จให้
• เชื่อมต่อกับ USB
• เชื่อมต่อกับ WiFi และ Bluetooth
• สามารถอ่านได้ด้วยหน้าจอ OLED ที่ให้มาด้วย
• ต่ำกว่า $100

เราต้องการให้เซ็นเซอร์ขนาดพกพาของเราสามารถวัดได้:

• อุณหภูมิ
• ความดัน
• ความชื้น
• ระดับ CO2 ที่ส่งผลต่อการทำงานของสมอง
• ระดับ TVOC (คุณภาพอากาศ) เพื่อช่วยปกป้องเครื่องพิมพ์ 3 มิติ

ขั้นตอนที่ 2: รวบรวมวัสดุ

สำหรับโครงการนี้ คุณจะต้องมีส่วนประกอบหลายอย่าง ค่าใช้จ่ายทั้งหมดคือ $82.57 ในขณะที่เขียน

• 1 x Thing Plus - ESP32 WROOM (https://www.sparkfun.com/products/14689)
• 1 x แบตเตอรี่ลิเธียมไอออน - 2Ah (https://www.sparkfun.com/products/13855)
• 1 x ไมโคร OLED ฝ่าวงล้อม (https://www.sparkfun.com/products/14532)
• 1 x Environmental Combo Breakout - CCS811/BME280 (https://www.sparkfun.com/products/14348)
• 1 x Standoffs พลาสติก 4-40; 3/8" (https://www.sparkfun.com/products/10461)
• 1 x สกรู - หัวฟิลลิป 4-40; 1/4" (https://www.sparkfun.com/products/10453)
• สายเคเบิล Qwiic 2 เส้น - 50 มม. (https://www.sparkfun.com/products/14426)

คุณจะต้อง:

• เครื่องพิมพ์ 3 มิติ ฉันใช้เครื่องพิมพ์ MonoPrice Mini Delta 3D (https://www.monoprice.com/product?p_id=21666)
• เส้นใยเครื่องพิมพ์ 3 มิติ ฉันใช้ PLA
• ไขควงกระแทกหัว Philips
• เศษแผ่นพลาสติกสำหรับแผ่นหน้าใส
• สลักเกลียวขนาดใหญ่สำหรับติดเพลทหน้าใส

ขั้นตอนที่ 3: การพิมพ์ 3D Enclosure

โดยปกติ คุณจะต้องออกแบบตู้พิมพ์ 3 มิติของคุณเอง โชคดีที่ฉันได้เผยแพร่ไฟล์การพิมพ์ 3 มิติบน Thingiverse: https://www.thingiverse.com/thing:3545884 โดยรวมแล้วต้องใช้การทำซ้ำ 4 ครั้งจึงจะไปถึงการออกแบบขั้นสุดท้าย

ฉันใช้การตั้งค่าต่อไปนี้เพื่อพิมพ์การออกแบบ:

• ความสูงของชั้น 0.2 มม.
• เติม 20%
• ไม่มีชั้นยึดเกาะของเตียง

ขั้นตอนที่ 4: การประกอบ

ขั้นแรก ติดขาตั้งรองเข้ากับรูยึดขนาดเล็ก 6 รูในกล่องหุ้ม

ประการที่สอง ใส่แบตเตอรี่ระหว่างข้อขัดแย้ง มันจะพอดีกับใต้แผงวงจร

ประการที่สาม ขันสกรูเข้ากับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ หากใช้การขัดแย้งที่เหมาะสม พอร์ต USB ควรอยู่ในแนวเดียวกับรูในตัวเครื่อง

ประการที่สี่ เชื่อมต่ออุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์เข้าด้วยกัน หลังจากเสียบแบตเตอรี่เข้ากับไมโครคอนโทรลเลอร์แล้ว ให้ใช้สาย QWIIC เพื่อเชื่อมต่อเซ็นเซอร์และจอแสดงผลเป็นชุด

สุดท้าย ตัดเศษพลาสติกแผ่นเล็กๆ สำหรับแผ่นหน้าใส เจาะรูให้ตรงกับรูยึดที่ใหญ่กว่าสองรูในตัวเครื่อง แล้วต่อด้วยสลักเกลียวที่ยาวกว่า

ขั้นตอนที่ 5: การเขียนโปรแกรม

แทนที่จะเขียนโปรแกรมตั้งแต่เริ่มต้น ฉันแนะนำให้คุณดาวน์โหลดโค้ดของฉันจากที่เก็บที่ลิงก์ด้านล่าง

ที่เก็บ:

ปัจจุบันรหัส:

• อ่านข้อมูลจากเซ็นเซอร์แต่ละตัว
• คำนวณอัตราการเปลี่ยนแปลง
• แสดงข้อมูลบนจอแสดงผล OLED
• เชื่อมต่อกับ WiFi และแสดงข้อมูลบนหน้าเว็บที่สร้างขึ้น (บนที่อยู่ IP ที่แสดงบนหน้าจอ)

ในการตั้งโปรแกรมไมโครคอนโทรลเลอร์ คุณจะต้อง:

1. ดาวน์โหลด Arduino IDE (https://www.arduino.cc/en/Main/Software)
2. ตั้งค่า Arduino IDE และไดรเวอร์ USB (https://learn.sparkfun.com/tutorials/esp32-thing-p…)
3. ดาวน์โหลดไลบรารีสำหรับเซ็นเซอร์และ OLED โดยใช้ตัวจัดการไลบรารี Arduino IDE
4. บันทึก WiFi SSID และรหัสผ่านของคุณใน "การตั้งค่า" ของบอร์ด

ขั้นตอนที่ 6: การปรับปรุงในอนาคต

ต่อไปนี้คือแนวคิดบางประการในการปรับปรุงโครงการ:

1. ใช้ WiFi เพื่ออัปโหลดข้อมูลไปยัง ThingSpeak หรือบริการอื่นเพื่อสร้างกราฟ
2. วัดแรงดันแบตเตอรี่และแสดงเวลาที่เหลือ
3. ใช้ WiFi เพื่อดาวน์โหลดข้อมูลสภาพอากาศ ข่าวสาร และทุกอย่างที่นาฬิกาอัจฉริยะจะแสดง
4. เพิ่มการเตือนหากระดับ CO2 สูงเกินไป
5. เพิ่มการเตือนหากระดับ TVOC สูงเกินไป

หมายเหตุ: #4 เป็นวิธีที่ยอดเยี่ยมมากในการอยู่อย่างปลอดภัยในพื้นที่ปิด และ #5 ใช้ได้กับผู้ใช้เครื่องพิมพ์ 3 มิติอย่างฉันมาก!