Detector de partículas: 6 pasos (con imágenes)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2024-01-30 08:41

Mientras trabajaba con los proyectos anteriores en la evaluación de PM2.5, noté el inconveniente de no poder localizar las fuentes puntuales de contaminación por partículas pequeñas. La mayoría de los muestreos realizados por los municipios y las imágenes de satélite recopilan fuentes amplias que realmente no te dicen a nivel personal de dónde viene esto y cómo eliminarlo. El dispositivo Honeywell tiene su propio ventilador y ventanas de entrada y salida, todo lo que necesitaba era una forma de canalizar el flujo de aire específicamente a esas áreas y, por supuesto, ya tenía una nariz de perro impresa / diseñada en 3D para poner en el extremo, así que el resto era solo para diseñar una unidad de muestreo de armas con gatillo que me permitiera explorar cuidadosamente de dónde venían mis asesinos.

Paso 1: reúna sus materiales

Utilicé Honeywell HPMA por su fiabilidad y precio económico. El combo de ESP32 y el factor de forma de cargador / amplificador 8266 también se usa nuevamente.

1. HONEYWELL HPMA115S0-TIR PM2.5 Sensor de partículas láser pm2.5 Módulo de sensor de detección de calidad del aire Super sensor de polvo PMS5003 $ 18

2. Módulo MINI KIT ESP32 WiFi + Placa de desarrollo de Internet Bluetooth D1 MINI actualizado basado en ESP8266 Totalmente funcional $ 6 (AliExpress)

3. Protector de batería MH-ET LIVE para ESP32 MINI KIT D1 MINI carga y aumento de batería de litio única $ 1 (AliExpress)

4. Batería 18650 con cables $ 4

5. IZOKEE 0.96 '' I2C IIC 12864 128X64 Pixel OLED $ 4

6. Interruptor de encendido / apagado de metal resistente con anillo LED verde - Encendido / apagado verde de 16 mm $ 5 (Adafruit)

7. Impresora 3D genérica (Ender 3)

8. Antrader KW4-3Z-3 Microinterruptor KW4 Límite $ 1.00

9. Anillo NeoPixel - LED RGB 12 x 5050 con controladores integrados $ 7.50

Paso 2: diseño e impresión 3D

El rastreador está diseñado para que los ventiladores integrados en el sensor HoneyWell estén alineados y encapsulados dentro de la carcasa del rastreador de modo que las fosas nasales en el extremo abierto se conecten directamente con los puertos de entrada del sensor y la ventilación de salida pase a través de la carcasa y a través de múltiples orificios en la capota trasera. (Jeez suena como una solicitud de patente… mal) El mango sustancial permite que una batería de gran capacidad y el resto de la electrónica se conecten. El puerto de carga está alineado en la parte inferior de la carcasa del mango. La iluminación del anillo de Neopixel alrededor de la nariz está diseñada para brillar a través de la carcasa en la parte superior. La construcción se realiza de manera que la parte superior de la carcasa principal se realiza en PLA transparente y luego se cambia a PLA gris para el mango y finalmente PLA transparente para la base del mango para permitir que se vea el color de las luces de carga. El mecanismo del gatillo está colocado con una bisagra de pasador de operación que está impresa como una sola pieza, pero con suerte se mueve libremente.

Todos los archivos se realizan con configuraciones estándar en Cura para ender 3. No se utilizaron soportes para ninguna de las partes.

Paso 3: Conéctelo

El diagrama de cableado es esencialmente el mismo que el cableado para: https://www.instructables.com/id/Bike-Analog-Pollution-Meter/ excepto que no hay servo y esa salida se usa para la línea de datos para el anillo Neopixel. En este caso, el botón de encendido controla la energía de la batería al amplificador / cargador de energía únicamente. La línea de 5 voltios del amplificador está controlada por el interruptor de límite en el mango que se opera como un gatillo. Conecta la energía del amplificador tanto al Sensor, ESP32 como a los Neopixels y los enciende simultáneamente. La pantalla I2C se apaga con los 3 voltios del ESP32. La mayor parte del cableado debe realizarse mientras se construye el mango en la siguiente sección, ya que debe pasar los cables a través de una variedad de aberturas. ¡Asegúrate de ponerlo en la placa de pruebas primero!

Paso 4: Constrúyelo

El anillo de Neopixel se pega primero en la carcasa de la nariz asegurándose de que quede plano y no comprometa su estrecha conexión con el cuerpo principal. Pase los tres cables a través del puerto lateral en el cuerpo principal y hacia abajo en el mango. Los Neopixels deben apuntar hacia la carcasa transparente principal. A continuación, se coloca el sensor de aire en su alojamiento con los pequeños orificios de ventilación de entrada múltiple orientados hacia las aberturas de las fosas nasales y el núcleo del ventilador orientado hacia la alimentación de salida de alambre. Pase los cables por la parte posterior y hacia abajo en el núcleo del mango donde se soldarán al ESP32. La pantalla I2C está unida a la sección frontal y sus cables de salida pasan a través de la abertura de la ranura a través del mango y están conectados a la placa principal. A continuación, la cubierta redonda se pega en su lugar sobre la pantalla. Todo el pegamento suele ser E6000, aunque también se puede utilizar superGlue LocTight. El cono de la nariz de la fosa nasal frontal también está pegado en su lugar. El interruptor de límite está cableado y pegado en su posición, así como el interruptor principal de encendido / apagado. La placa ESP principal está instalada y la batería 18650 está instalada. La placa de refuerzo está pegada de forma segura a la placa base de la unidad, asegurándose de que el puerto de carga esté alineado cuidadosamente con la abertura. Pegue la placa base cuando todo esté funcionando correctamente. El interruptor de gatillo está pegado sobre la barra de metal del interruptor de límite de una manera que hace clic fácilmente en la posición hacia abajo. Tenga cuidado de no introducir pegamento en el mecanismo del interruptor de límite.

Paso 5: Prográmelo

El software utiliza el puerto serie para importar la información del sensor. Uno de los problemas con este sensor es que no usa I2C con bibliotecas para hacerlo más conveniente. En lugar de un servo como salida como en el rastreador de bicicletas, este instrumento usa la salida SSD1306 a través de I2C. La pantalla de Neopixel está controlada por la biblioteca Adafruit Neopixel en una pantalla de luz bastante convencional que solo respira 3 luces de colores diferentes para el nivel de PM2.5 en las fosas nasales. Si el nivel es inferior a 25, parpadea en azul, verde si está entre 25 y 80 y rojo si es superior a 80. Estos niveles preestablecidos se pueden restablecer en el programa. Se controlan como salida en una declaración de caso en la función de brillo en la parte inferior del programa. También se pueden cambiar las fuentes para la salida de la pantalla y los tamaños de pantalla. El sensor toma una lectura una vez por segundo.

Paso 6: usándolo

Entonces, estar en medio de esta cuarentena es un poco difícil salir mucho y usar este dispositivo, así que me quedé atascado haciendo videos de YouTube en la casa para ver qué tan mal se pone por dentro. (Normalmente, estaría empujando esto por el orificio de escape del camión diesel de los vecinos más cercanos o en la dirección del viento de la planta de tostado de café, ¡sí, sé que estás arruinando mi función pulmonar!) El dispositivo se inicia bien a los 4 segundos de presionar el gatillo. Obtiene una lectura alta errónea y luego se estabiliza lentamente durante 5 segundos. La mayoría de las lecturas se corresponden bien con el National Sampler aproximadamente a 1/2 milla por la cuadra. El impacto habitual de la salida de la tostadora que he puesto en la web para ti. El otro video está haciendo Granola, yow, filtró 50 ppm durante más de una hora después de salir del horno. Las fosas nasales tienden a retener el aroma de alto nivel durante un tiempo, por lo que puede soplarlas para tomar otra lectura de inmediato. Hace dos meses, PPM2.5 era una gran preocupación, ahora nadie lo recuerda. Calentamiento global: eso fue hace tantas preocupaciones.

Segundo premio en el Concurso Impreso 3D