Giant Analog CO2 Meter: 6 βήματα (με εικόνες)

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:34

Ακολουθήστε περισσότερα από τον συγγραφέα:

Η τρέχουσα ατμόσφαιρα πάνω από ένα βουνό στη Χαβάη περιέχει περίπου 400 ppm διοξειδίου του άνθρακα. Αυτός ο αριθμός είναι εξαιρετικά σημαντικός για όλους όσους ζουν στην επιφάνεια των πλανητών. Είμαστε τώρα περικυκλωμένοι είτε από αρνητές αυτής της ανησυχίας είτε από εκείνους που σφίγγουν τα χέρια τους σε μια αναταραχή ανησυχίας. Αλλά αυτός ο αριθμός και οι χιλιάδες αριθμοί που τον ακολουθούν στις ειδήσεις είναι δύσκολο να κατανοηθούν πραγματικά σε καθημερινή βάση. Ποια είναι η ποσότητα CO2 γύρω μου; Πώς μπορώ να συσχετιστώ με αυτήν την ιδέα των αερίων στην ατμόσφαιρα που προκαλούν υπερθέρμανση του πλανήτη; Για τους ενδιαφερόμενους έχω κατασκευάσει ένα Giant Analog μετρητή CO2 που με τη βοήθεια μιας βελόνας μήκους 4 ποδιών θα ζωντανέψει αυτήν τη συζήτηση σε οποιοδήποτε σχολικό δωμάτιο ή μουσείο σχετικά με τον τρόπο μέτρησης του CO2 και πώς μπορείτε να γίνετε μέρος αυτής της ανάλυσης αερίου.

Από τη δουλειά μου με την ανάλυση των μειγμάτων αερίων σε αναπνευστήρες: https://www.instructables.com/id/CO2-Measurement-in-Snorkels/ και τη διασκέδαση της παραγωγής γιγάντιων ρολογιών παλίρροιας: https://www.instructables.com/ id/ Giant-Tide-Clock/ Έχω επανατοποθετήσει τον αισθητήρα CO2 και τον ανθεκτικό σερβο μηχανισμό για να φτιάξω αναλογικό μετρητή CO2 τοίχου που απεικονίζει με μεγάλη ακρίβεια το τρέχον επίπεδο CO2 στον αέρα. Το μεγαλύτερο μέρος της κατασκευής είναι τρισδιάστατη εκτύπωση και προσφέρει επίσης μια ακριβή ψηφιακή έξοδο από την οθόνη φτερών Adafruit E - Ink. Το κέρατο αέρα που εισπνέει το περίβλημα του αισθητήρα είναι το υπέροχο αρχείο STL από: Αλλαγή μεγέθους κουτιού ηχείων Spiral Speaker 3 ιντσών από το iiime που έγινε αρχικά για τα περιβλήματα ηχείων Nautilus. Λειτουργεί με επαναφορτιζόμενες μπαταρίες ή κονδυλώματα τοίχου 5 βολτ και θα καταγράψει όλα τα δεδομένα σας στη συμπεριλαμβανόμενη θήκη κάρτας SD.

Βήμα 1: Συγκεντρώστε τα υλικά σας

Τα υλικά κατασκευής δεν είναι φθηνά αλλά προσθέτουν στην απόλυτη ακρίβεια των ενδείξεων.

1. Adafruit 2.13 Tri-Color eInk / ePaper Display FeatherWing-Κόκκινο Μαύρο Λευκό-θα μπορούσατε να χρησιμοποιήσετε ένα πολύ φθηνό TFT για αυτό για 3,00 $, αλλά δεν θα εμφανιστεί τόσο καλά στο ηλιακό φως. Το μειονέκτημα αυτής της στοιβαζόμενης οθόνης είναι ότι αργεί να ανανεωθεί.

2. Adafruit Feather 32u4 Adalogger - η έκδοση MO αυτής της συσκευής δεν λειτουργεί καλά με τον αισθητήρα. Μπορείτε να περάσετε με τη φθηνότερη απλή μονάδα 32u4 χωρίς υποδοχή κάρτας SD, αλλά αυτό το καθιστά ευκολότερο σε περίπτωση που θέλετε να καταγράψετε όλα τα δεδομένα σας.

3. Ανθεκτικός μεταλλικός διακόπτης ενεργοποίησης/απενεργοποίησης με μπλε δακτύλιο LED - μπλε ενεργοποίησης/απενεργοποίησης 16mm

4.10, 000ppm MH-Z16 NDIR CO2 Sensor with I2C/UART 5V/3.3V Interface for Arduino/Raspeberry Pi by Sandbox Electronics-μια πραγματικά μεγάλη απροβλημάτιστη εμπειρία με αυτήν την εταιρεία, βεβαιωθείτε ότι ακολουθείτε τις οδηγίες για ενεργοποίηση εξόδου 3 volt- λειτουργεί μόνο στα 5 βολτ

5. Standard Hub Shaft ServoBlock ™ (24T Spline) ServoCity - μια άλλη μεγάλη εταιρεία! (Δεν λαμβάνω οφέλη από τις εγκρίσεις μου για αυτές τις εταιρείες)

6 Τυπικό HiTec Digital Servo που ταιριάζει παραπάνω.

7. Κανάλι αλουμινίου 6,00”-Servo City

Βήμα 2: Τρισδιάστατη εκτύπωση των εξαρτημάτων

Όλα τα στοιχεία εκτυπώνονται εύκολα με PLA σε οποιονδήποτε 3D εκτυπωτή. Το φθηνό Creality CR10 που χρησιμοποίησα έχει αρκετά μεγάλη βάση εξόδου για να επιτρέψει το μεγάλο μέγεθος της κόρνας και της πλάτης. Χρειάστηκαν αρκετές ώρες αλλά δεν αντιμετωπίστηκε κανένα πρόβλημα. Εκτύπωση με υποστήριξη. Το κέρατο στη συνέχεια ψεκάστηκε με αυτή τη βαφή με υφή που δίνει αυτή την αμμώδη αίσθηση στο τελικό προϊόν και καλύπτει τις λεπτές γραμμές της τρισδιάστατης εκτύπωσης. Η πίσω πλάκα σχεδιάστηκε στο Fusion 360 για να ταιριάζει εύκολα στο παράθυρο της οθόνης μελανιού Feather E. Τα άλλα αρχεία είναι για τη βάση στήριξης για τη ράβδο δείκτη και τη θήκη που συγκρατεί τα αντίβαρα για το κάτω μέρος του δείκτη.

Βήμα 3: Δημιουργήστε το

Η κατασκευή είναι αρκετά απλή. Το σύστημα servocity σάς επιτρέπει να συναρμολογήσετε γρήγορα τον σερβο μηχανισμό στη δομή στήριξης. Τα εξαρτήματα για την τοποθέτηση της μπροστινής κόρνας με πλάτη που περιλαμβάνει όλα τα ηλεκτρονικά είναι κατασκευασμένα με δύο λυγισμένες πλάκες σύνδεσης που είναι Ε6000 κολλημένες στο πίσω μέρος της πλάκας. Μια άλλη πλάκα σύνδεσης εκτείνεται στο πίσω μέρος για να επιτρέψει τη σταθερή τοποθέτηση σε έναν συνδετήρα τοίχου 90 μοιρών. Ο δείκτης που χρησιμοποίησα μπορεί να γίνει ουσιαστικά οποιοδήποτε μήκος-ο δικός μου ήταν περίπου 4 πόδια σε μέγεθος. Χρησιμοποίησα ένα κοντάρι δείκτη μεγάλου δρόμου που μπορείτε να βρείτε σε ένα μεγάλο κατάστημα κουτιών κάτω από $ 5. Είναι κατασκευασμένα από υαλοβάμβακα και είναι ωραία και ελαφριά για το μήκος τους. Σε μια κατάσταση με σερβο, ακόμη και με υποστήριξη κιβωτίου ταχυτήτων, πρέπει να αντισταθμίσετε προσεκτικά το βάρος και να το τοποθετήσετε με ακρίβεια στη βάση. Το αντίβαρό μου φτιάχτηκε με ροδέλες κλεισμένες στο τρισδιάστατο περίβλημα και στη συνέχεια σφραγίστηκε με το κομμένο άκρο του στύλου σε εποξική. Βεβαιωθείτε ότι το servo ανέχεται αυτήν την εμπειρία wt και αντιστάθμισης δοκιμάζοντάς το-το servo θα πρέπει να σταματήσει να γκρινιάζει αφού φτάσει στη θέση του στο λογισμικό. Εάν συνεχίσει να παραπονιέται και να μετακινείται, πιθανότατα έχετε πρόβλημα.

Βήμα 4: Σύρμα/συναρμολόγηση

Το διάγραμμα καλωδίωσης περιλαμβάνεται παραπάνω. Ο σερβο -πείρος συνδέεται με τον πείρο 11 σε αυτό το σενάριο. Η οθόνη χαρτιού E καταλαμβάνει αρκετές καρφίτσες στο φτερό, οπότε μην τις χρησιμοποιείτε κατά λάθος. Βεβαιωθείτε ότι τα ζεύγη SDA, SCL έχουν συνδεθεί σωστά. Η τροφοδοσία γίνεται είτε μέσω κονδυλώματος τοίχου 5 volt (2 A) είτε με μπαταρία Lipo. Ο κονδυλώματος τοίχου δρομολογείται μέσω του διακόπτη ON/Off που είναι τοποθετημένος στο πάνω μέρος της κόρνας, ο οποίος στη συνέχεια τροφοδοτεί τον υπολογιστή με φτερά, το σερβο και τον αισθητήρα όλα με 5 Volt. Έβαλα επίσης μια σειρά μπλε LED στο τέλος του κέρατος παράλληλα για να παρέχω λίγο φως στο τέλος της σήραγγας. (Αυτό δεν είναι στο διάγραμμα καλωδίωσης.) Ο αισθητήρας λέιζερ για το CO2 είναι τοποθετημένος κοντά στο άνοιγμα της κόρνας, ώστε να μπορείτε να χτυπήσετε σε αυτό ή να παρέχετε οποιοδήποτε άλλο μείγμα αέρα μέχρι το στόμα του. Ο ψηφιακός πίνακας για αυτό είναι επίσης τοποθετημένος στο εσωτερικό της κόρνας και οι συνδέσεις ισχύος γίνονται απευθείας στον διακόπτη. Το καλώδιο γείωσης, τα καλώδια τροφοδοσίας και οι γραμμές SDA, SCL οδηγούνται έξω από το πίσω μέρος της πλάκας στην σανίδα φτερών. Η στοίβα οθόνης χαρτιού Adalogger Feather/ E είναι τοποθετημένη στο πίσω μέρος της πλάκας. Αφού δοκιμαστούν όλες οι συνδέσεις, το κέρατο σφραγίζεται στην πίσω πλάκα με κόλλα Ε6000 όλη τη νύχτα.

Βήμα 5: Προγραμματίστε το

Πραγματικά εύκολο πρόγραμμα με το Arduino IDE. Συμπεριλάβετε τις διάφορες βιβλιοθήκες για τα συνημμένα μηχανήματα: NDIR_I2C.h (περιλαμβάνεται στον ιστότοπο Sandbox Electronics), "Adafruit_EPD.h" για την εκτέλεση της όμορφης οθόνης ηλεκτρονικού χαρτιού, Servo.h για την τυπική σερβο βιβλιοθήκη. Ορίστε τις ακίδες που είναι απαραίτητες για την οθόνη. Ορίστε τον πείρο για σερβο έξοδο. Συνδέστε το σερβο και τον αισθητήρα. Η λειτουργία βρόχου απλώς διαβάζει τον αισθητήρα και τον βγάζει στο σερβο με μια λειτουργία Map/Constrain. Το μόνο δύσκολο κομμάτι είναι ο περιορισμός της εμβέλειας σερβομηχανισμού σας, ώστε να μην χτυπά στις πλευρές της βάσης. Μου άρεσε η ιδέα της οπίσθιας βάσης στο σερβο/δείκτη που είναι τοποθετημένη ανάμεσα στην πλάκα του προσώπου και τη βάση του πίσω τοίχου, αλλά έχει επίσης κάποιους περιορισμούς. Χρησιμοποιήστε την τυπική συνάρτηση σάρωσης παραδείγματος για να δοκιμάσετε τα όρια γωνίας στο σερβο και να τα περιορίσετε στη λειτουργία χάρτη. Οι δηλώσεις για στο τέλος είναι να περιορίσουν την ταχύτητα του σερβο, έτσι ώστε η ορμή του αντίβαρου του μακρού δείκτη να μην καταστρέψει το γλυπτό.

Βήμα 6: Χρησιμοποιήστε το

Η συσκευή τοποθετείται εύκολα σε οποιαδήποτε επιφάνεια τοίχου με δύο βίδες. Δεν ζυγίζει τόσο πολύ και αφού η τόσο αργή κίνηση του πραγματικά δεν περιστρέφεται πολύ. Στο πρώτο GIFF μπορείτε να δείτε ότι είναι απίστευτα ευαίσθητο στο CO2 ακόμη και στην αναπνοή σας. Η εισπνοή στο τέλος του κέρατος αυξάνει το πιθανό επίπεδο CO2 στο 4% που θα ήταν 40.000 ppm. Ο αισθητήρας βγαίνει εκτός κλίμακας στις 10, 000 και μπορείτε να το αντιμετωπίσετε στον προγραμματισμό της κίνησης του ραβδιού-δηλ. Να κάνετε λογαριθμική έξοδο ή να αλλάξετε τον κύκλο κίνησης με ταχύτερες κούνιες. Άλλα πειράματα μπορούν εύκολα να γίνουν με αυτό, συμπεριλαμβανομένης της τοποθέτησής του σε ένα μικρό κλειστό δωμάτιο με πολύ κόσμο (υπόγειο εκκλησίας κατά τη διάρκεια μιας γλάστρας) ή έξω σε μια ανεμοδαρμένη πλαγιά ενός λόφου. Το χαμηλότερο που πήρα ήταν περίπου 410 και αυτό ήταν με χιονοθύελλα 50 μίλια / ώρα χθες. Η πιθανή χρήση αυτού του οργάνου θα ήταν η εξοικείωση των ανθρώπων με την έννοια της παρακολούθησης του CO2 και τη σημασία της - όχι κάποια αφηρημένη ποσότητα που απευθύνονται στις ομιλίες, αλλά τι μπορούμε πραγματικά να μετρήσουμε στις τάξεις ή τα μουσεία μας.

Μην αντιστέκεστε στην παρόρμηση να γίνετε μέρος της λύσης σε αυτό το τρομερό πρόβλημα είτε με εκπαίδευση είτε με φωνή.