Analizador de partículas solares: 5 pasos (con imágenes)

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

Estuve en una conferencia recientemente en Fairbanks, Alaska, donde una compañía de carbón local (Usibelli Coal Mine) patrocinaba innovadores para pensar en formas de mejorar la calidad del aire. Obviamente irónico pero también realmente genial. No parecía ser la investigación patrocinada por las compañías tabacaleras para demostrar que su producto era bueno para usted o la cosecha actual de "científicos" pagados que niegan el cambio climático o la evolución, sino una forma de lidiar con una desafortunada combinación de factores que hace El aire de Fairbanks no es el ideal en el invierno cuando la inversión térmica, las bajas temperaturas, los automóviles y la calefacción del hogar con madera hacen que el recuento de partículas supere los límites de la EPA. Este guiso no es bueno para su salud; el mejor lugar para comenzar si tiene interés en esto es Wikipedia:

Si mira hacia abajo en el artículo, puede ver el mapa de los EE. UU. Y las áreas que exceden los límites de la EPA, que incluyen una pequeña parte de Alaska: Fairbanks. Puede que este no sea el único lugar donde el aire en invierno podría ser malo: el North Slope, donde la producción de petróleo y gas implica la quema de muchos hidrocarburos, ha sido objeto de escrutinio. Es extraño pensar en estos pequeños pueblos prístinos del Ártico que sufren del aire que se encuentra más comúnmente en las zonas urbanas de China. ¿Pero que se puede hacer al respecto? Una idea innovadora es conseguir que más gente se interese por el problema que está afrontando esta empresa de carbón local. Mi proyecto implica hacer que estos dispositivos de monitoreo sean más agradables para el uso doméstico: baratos, con energía solar, una aplicación en su teléfono para la salida y agradable a la vista.

Paso 1: Reúna sus suministros

1. ¡Lo más obvio es el gran caparazón de la foto! Afortunadamente, estos están disponibles en muchas tiendas de muebles para el hogar o en la web por menos de $ 20. (O imprímalo … https://www.instructables.com/id/Giant-Analog-CO2-Meter/) Tiene una maravillosa forma para recoger el viento y encerrar el funcionamiento del muestreador de partículas y la computadora y proteger la construcción con cables de insectos de la lluvia, la nieve y lo que sea.

2 celdas solares - ALLPOWERS 2.5W 5V / 500mAh Mini celda solar encapsulada Epoxi $ 8.00

3. Módulo de carga TP4056 con protección de batería 18650 BMS 5V Micro USB 1A - casi $ 0

4. Adafruit ESP32 Feather - $ 19

5. Batería Lipo 18650 genérica $ 3

6. Adafruit (PID 2030 PowerBoost 1000 Basic - 5V USB Boost @ 1000mA desde 1.8V + esto es genial porque tiene un pin de habilitación que necesita $ 10

7. Adafruit TPL5111 Desconexión del temporizador de bajo consumo: pequeño y brillante dispositivo de temporización $ 6.00

8. 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

Paso 2: Conéctelo

El cableado es muy sencillo. El diagrama de Fritzing tiene todos los detalles. La unidad Honeywell tiene muchos cables que salen del conector trasero, pero esta hoja de información debería ayudarlo si necesita más detalles:

Es una conexión UART al ESP32 que tiene dos puertos serie y debe conectarse a los pines RX y TX en la placa de desarrollo. La energía tiene que provenir de la unidad de refuerzo que lleva el voltaje de la batería lipo hasta 5 V para el sensor. La lógica en la salida del sensor es de 3 voltios, por lo que no tiene que meterse con ella. La pequeña y maravillosa unidad de sincronización de Adafruit (no obtengo dinero de ningún fabricante…) el TPL5111 usa los pines de habilitación tanto en la unidad Boost como en la placa ESP32 para encender la unidad cada dos horas. Esto es ajustable con una pequeña resistencia variable en la placa desde cada segundo hasta dos horas. También puede reemplazar esto con una resistencia fija; puede encontrar la tabla en el sitio web de Adafruit. El TPL tiene una peculiaridad que requiere que usted reduzca la potencia cada vez que cambie esta lectura de ohmios para que la sincronización obtenga la nueva sincronización. El cableado requiere un suministro constante de energía a este temporizador. La energía solar y la carga de la batería se realiza mediante el TP 4056, simplemente conecte la celda solar al lado de entrada. Un interruptor deslizante también es bueno entre la batería y la entrada TP para apagar completamente la unidad.

Paso 3: Constrúyelo

Realmente simple construcción para esta excursión. La carcasa forma la carcasa de toda la unidad: ¡resistente al agua y una buena estación de recogida de aire! Asegúrate de pegar con pegamento caliente todos los cables a sus puntos de sujeción en las distintas tablas para que sean más difíciles de manejar. La unidad Honeywell se fijó al interior del caparazón con cinta adhesiva de doble cara seria al nivel del exterior; de lo contrario, el resto de la pila simplemente se arrojó a la carcasa del caparazón donde la gravedad lo sostenía. Un soporte de suspensión está pegado a la parte posterior con adhesivo de silicona o de la marca Goop. El panel solar está sujeto a la parte frontal de la celda con un soporte de clip go-pro que es agradable para que pueda ajustar el ángulo con el sol cuando está colgado. El panel solar se pegó con Goop al soporte.

Paso 4: Prográmelo

Aquí está el repositorio del software:

Hay una biblioteca para esta unidad Honeywell y parecía funcionar bien cuando se conectaba a la computadora, pero tan pronto como estaba en control de batería, fallaba. Entonces, el programa simplemente desarma la comunicación UART para obtener los datos y verificarlos. Para obtener los datos de la unidad y colocarlos en su teléfono, se requieren los servicios de la aplicación Blynk. Si no ha utilizado Blynk antes, es un sistema IOT muy simple que requiere una programación mínima y funciona para siempre sin problemas. He tenido varios sistemas Blynk IOT funcionando durante años en teléfonos de personas que no conocen la tecnología sin problemas. El sistema requiere que descargue la aplicación Blynk y configure una cuenta, todo gratis hasta ahora. Debe configurar un nuevo programa en su teléfono que le pregunte qué sistema está usando (ESP 32) y le proporcionará una clave que puede enviarse por correo electrónico cuando configure el código. Luego, debe configurar un súper gráfico que tome tres entradas de los pines virtuales V4 Nivel de batería, V5 PM 2.5 y V6 PM10. Hay muchos tutoriales en el sitio de Blynk que pueden guiarlo, pero es muy simple. Los otros cambios en el programa son insertar el nombre de su red wifi y la contraseña. El software primero enciende el muestreador y espera diez segundos por los datos de las partículas y, si está bien, los envía al servidor Blynk, que luego los envía a su teléfono. El código DONEPIN eleva el nivel del pin en el TPL5111 para hacer que todo se duerma con el temporizador de activación. El voltaje de la batería se quita del pin A13.

Paso 5: usándolo

Cuelgue este dispositivo donde brille el sol y lo suficientemente cerca como para que capte su señal wifi para comunicarse con el servidor Blynk. Hay una sorprendente cantidad de cosas que provocan partículas pequeñas. ¡Tostado! (https://www.instructables.com/id/Toast-Talker/) ¿Quién sabía? Supongo que la investigación más reciente postula que las partículas de pan tostado ingresan al cerebro y causan depresión.

www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/30719959 Bueno, la magia de las estadísticas permite la publicación de muchas correlaciones, pero la causalidad es un poco más difícil de probar. Este ingenioso dispositivo al menos te permitirá seguir la danza de las partículas en tu vida que nunca antes te preocupó. La carga de la batería solar necesita un buen suministro de sol constante que también debería ayudar a su depresión.