מד CO2 אנלוגי ענק: 6 שלבים (עם תמונות)

2024 מְחַבֵּר: John Day | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-01-30 09:14

עקוב אחר המחבר:

האטמוספירה הנוכחית מעל הר בהוואי מכילה כ -400 עמודים לדקה של פחמן דו חמצני. מספר זה חשוב ביותר לכל החיים על פני כוכבי הלכת. אנו מוקפים כעת במכחישי הדאגה הזו או באנשים המפשילים את ידיהם בהמולה של דאגה נסערת. אבל את המספר הזה ואת אלפי המספרים שעוקבים אחריו בחדשות קשה להבין באמת על בסיס יומי. מה כמות CO2 סביבי? כיצד אוכל להתייחס לרעיון זה של גזים באטמוספירה הגורמים להתחממות יתר של כדור הארץ? למעוניינים בניתי מד CO2 ענק אנלוגי שבעזרת מחט באורך 4 רגל תחייה את הדיון הזה של כל חדר בית ספר או מוזיאון על אופן מדידת CO2 וכיצד תוכל להפוך לחלק מניתוח גז זה.

מהעבודה שלי עם ניתוח תערובות הגז בשנורקלים: https://www.instructables.com/id/CO2-Measurement-in-Snorkels/ והכיף בייצור שעוני גאות ענקיים: https://www.instructables.com/ id/ Giant-Tide-Clock/ עיצבתי מחדש את חיישן ה- CO2 ואת מנגנון הסרוו החזק ליצירת מד CO2 אנלוגי על הקיר המתאר בצורה מדויקת מאוד את הרמה הנוכחית של CO2 באוויר. רוב המבנה מודפס בתלת מימד והוא מציע גם פלט דיגיטלי מדויק מתצוגת E - Ink נוצת Adafruit. קרן המרחרח האוויר של מארז החיישנים הוא קובץ ה- STL הנפלא מ: שינוי גודל תיבת רמקול ספירלה 3 אינץ 'על ידי iiime שבוצע במקור עבור מארזי הרמקולים של נאוטילוס. הוא פועל על סוללות נטענות או יבלות קיר של 5 וולט ויתעד את כל הנתונים שלך למחזיק כרטיס ה- SD המצורף.

שלב 1: אסוף את החומרים שלך

חומרי הבנייה אינם זולים אך מוסיפים לדיוק האולטימטיבי של הקריאות.

1. Adafruit 2.13 אינץ 'תצוגת eInk / ePaper FeatherWing-אדום שחור לבן-תוכל להשתמש ב- TFT זול במיוחד עבור $ 3.00 אבל זה לא יופיע גם באור השמש. החיסרון למסך הערימה הזה הוא שהוא איטי להתרענן.

2. Adafruit Feather 32u4 Adalogger - גרסת MO של מכשיר זה אינה פועלת היטב עם החיישן. אתה יכול להסתדר עם יחידת 32u4 הפשוטה הזולה יותר ללא חריץ לכרטיס ה- SD, אך זה מקל על במקרה שאתה רוצה להקליט את כל הנתונים שלך.

3. מתג הפעלה/כיבוי מתכת מחוספס עם טבעת LED כחולה - 16 מ מ כחול הפעלה/כיבוי

4.10, 000ppm חיישן MH-Z16 NDIR CO2 עם ממשק I2C/UART 5V/3.3V עבור Arduino/Raspeberry Pi על ידי Sandbox Electronics-חוויה ממש גדולה ללא בעיות עם חברה זו הקפד לעקוב אחר ההוראות לאפשר פלט 3 וולט- הוא פועל רק על 5 וולט

5. פיר Hub Hub ServoBlock ™ (24T Spline) ServoCity - עוד חברה נהדרת! (אני לא מקבל הטבות מההמלצות שלי על חברות אלה)

6. סרוו סטנדרטי HiTec דיגיטלי שמתאים למעלה.

7. ערוץ אלומיניום 6.00”-סרוו סיטי

שלב 2: הדפס תלת מימד את הרכיבים

כל הרכיבים מודפסים בקלות עם PLA על כל מדפסת תלת מימד. ל- Creality CR10 הזול שהשתמשתי בו יש בסיס פלט רחב מספיק כדי לאפשר את גודל הקרן והפלטה האחורית. זה לקח מספר שעות אך לא נתקלו בבעיות. הדפס עם תמיכה. לאחר מכן רוסס הקרן בצבע המרקם המעניק תחושה חולית למוצר הסופי ומכסה את הקווים הדקים של ההדפסה התלת -ממדית. הלוח האחורי תוכנן ב- Fusion 360 כך שיתאים בקלות לחלון תצוגת הדיו Feather E. שאר הקבצים מיועדים לבורג ההרכבה עבור מוט המצביע והמארז שמחזיק את משקולות הנגד לתחתית המצביע.

שלב 3: בנה אותו

הבנייה די פשוטה. מערכת ה- servocity מאפשרת לך להרכיב במהירות את מנגנון הסרווו למבנה התמיכה. קבצים מצורפים להרכבת הקרן הקדמית עם לוח אחורי הכולל את כל האלקטרוניקה עשויים עם שתי לוחות מחברים כפופים אשר מודבקים E6000 בחלק האחורי של הצלחת. לוחית מחבר נוספת משתרעת על הגב ומאפשרת הרכבה מוצקה למחבר קיר של 90 מעלות. ניתן להכין את המצביע שהשתמשתי בו בכל אורך בעצם-שלי היה בגודל של כ -4 מטר. השתמשתי בעמוד סימון ארוך שתוכל למצוא בחנות קופסאות גדולה בפחות מ -5 $. הם עשויים פיברגלס והם נחמדים וקלילים לאורכם. במצב עם סרוו אפילו עם תמיכת תיבת הילוכים עליך לאזן בזהירות את המשקל ולרכז אותו במדויק בתושבת. המשקל הנגדי שלי נוצר בעזרת מכונות כביסה כלולות במארז המודפס בתלת מימד ולאחר מכן נאטמו עם קצה החיתוך של המוט באפוקסי. וודא שהסרוו סובל את חווית ה- wt והאיזון הזה על ידי ניסיון-הסרווו צריך להפסיק להתבכיין לאחר שהגיע למיקומו בתוכנה. אם הוא ממשיך להתלונן ולעבור סביר להניח שיש לך בעיה.

שלב 4: חוט/הרכבה

תרשים החיווט כלול למעלה. סיכת סרוו מחוברת לסיכה 11 בתרחיש זה. תצוגת הנייר E תופסת לא מעט סיכות על הנוצה כך שלא תשתמש בהן בטעות. ודא שזוגות SDA, SCL מחוברים כהלכה. הכוח מתבצע באמצעות יבלת קיר של 5 וולט (2 A) או סוללת ליפו. יבלת הקיר מנותבת דרך מתג ההפעלה/כיבוי המותקן בחלק העליון של הצופר, אשר מניע את מחשב הנוצה, סרוו וחיישן כולם עם 5 וולט. צירפתי גם שורה של נוריות כחולות לקצה הצופר במקביל כדי לספק קצת אור בקצה המנהרה. (זה לא בתרשים החיווט.) חיישן הלייזר עבור ה- CO2 מותקן ליד פתח הצופר, כך שתוכל לנשוף לתוכו או לספק תערובות אוויר אחרות עד לפיו. הלוח הדיגיטלי עבורו מותקן גם הוא בתוך הצופר וחיבורי החשמל נעשים ישירות למתג. חוט הקרקע, חוטי החשמל וקווי ה- SDA, SCL מובלים מהחלק האחורי של הצלחת אל לוח הלחות. ערימת התצוגה של נייר Adalogger Feather/ E מותקנת בחלק האחורי של הצלחת. לאחר כל החיבורים שנבדקו הקרן נאטמת ללוח האחורי בעזרת דבק E6000 למשך הלילה.

שלב 5: תכנת אותו

תוכנית ממש קלה עם Arduino IDE. כלול את הספריות השונות למכונות המצורפות: NDIR_I2C.h (כלול באתר Sandbox Electronics), "Adafruit_EPD.h" להפעלת תצוגת נייר האלקטרוני היפה, Servo.h לספריית סרוו הסטנדרטית. הגדר את הסיכות הדרושות לתצוגה. הגדר את הסיכה לפלט סרוו. חבר את סרוו ואת החיישן. פונקציית הלולאה פשוט קוראת את החיישן ומוציאה אותו לסרוו עם פונקציית מפה/הגבלה. החלק המסובך היחיד הוא הגבלת טווח הסרוו שלך כך שהוא לא יתנגש בצידי ההר. אהבתי את הרעיון של ההר האחורי לסרוו/המצביע הכלול בין לוח הפנים לבין הר הקיר האחורי, אך יש לו גם כמה מגבלות. השתמש בפונקציית הטאטא לדוגמא הסטנדרטית כדי לבדוק את גבולות הזווית לסרוו ולהגביל אותם בפונקציית המפה. ההצהרות בסוף הן להגביל את מהירות הסרוו כך שתנופת המשקל הנגדי של זרוע המצביע הארוכה לא תהרוס את הפסל.

שלב 6: השתמש בו

המכשיר מותקן בקלות על כל משטח קיר בעזרת כמה ברגים. זה לא שוקל כל כך ומכיוון שהתנועה האיטית כל כך שלו ממש לא מסתובבת הרבה. ב- GIFF הראשון אתה יכול לראות שהוא רגיש להפליא ל- CO2 אפילו בנשימה שלך. נשימה לקצה הצופר מעלה את רמת CO2 הפוטנציאלית ל -4% אשר תהיה 40, 000 עמודים לדקה. החיישן יורד מהקנה מידה של 10, 000 ואתה יכול להתמודד עם זה בתכנות של תנועת השרביט-כלומר להפוך את הפלט ללוגריתמי או לשנות את מחזור התנועה בעזרת נדנדות מהירות יותר. ניסויים אחרים יכולים להיעשות בקלות, כולל הכנסת אותו לחדר קטן עם הרבה אנשים (מרתף הכנסייה במהלך מזל-סיר) או בחוץ על צלע גבעה סחופה. הנמוך ביותר שקיבלתי היה בערך 410 וזה היה עם סופת רוח של 50 קמ ש אתמול. השימוש הפוטנציאלי במכשיר זה יהיה להכיר לאנשים את הרעיון של ניטור CO2 וחשיבותו - לא איזו כמות מופשטת שראשי דיבור מתייחסים אליה, אלא מה אנחנו יכולים למדוד בפועל בכיתות הלימוד או במוזיאונים שלנו.

אל תתנגד לדחף להיות חלק מהפתרון לבעיה הנוראה הזו לא על ידי חינוך או דיבור.