Medidor de CO2 analógico gigante: 6 pasos (con imágenes)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2024-01-30 08:42

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La atmósfera actual sobre una montaña en Hawái contiene aproximadamente 400 ppm de dióxido de carbono. Este número es extremadamente importante para todos los que viven en la superficie de los planetas. Ahora estamos rodeados por negadores de esta preocupación o por aquellos que se retuercen las manos en una ráfaga de preocupación agitada. Pero este número y los miles de números que lo siguen en las noticias son difíciles de comprender a diario. ¿Cuál es la cantidad de CO2 a mi alrededor? ¿Cómo puedo relacionarme con esta idea de que los gases en la atmósfera causan el sobrecalentamiento del planeta? Para aquellos interesados, he construido un medidor de CO2 analógico gigante que, con la ayuda de una aguja de 4 pies de largo, animará esta discusión de cualquier salón de escuela o museo sobre cómo se mide el CO2 y cómo puede convertirse en parte de este análisis de gas.

De mi trabajo con el análisis de mezclas de gases en snorkels: https://www.instructables.com/id/CO2-Measurement-in-Snorkels/ y la diversión de producir relojes de mareas gigantes: https://www.instructables.com/ id / Giant-Tide-Clock / He reutilizado el sensor de CO2 y el robusto servo mecanismo para hacer un medidor de CO2 analógico de montaje en pared que muestra con mucha precisión el nivel actual de CO2 en el aire. La mayor parte de la construcción está impresa en 3D y también ofrece una salida digital precisa de la pantalla Adafruit feather E - Ink. La bocina de aspiración de aire de la caja del sensor es el maravilloso archivo STL de: Redimensionar la caja de altavoz en espiral de 3 pulgadas de iiime que se hizo originalmente para las cajas de altavoces Nautilus. Funciona con baterías recargables o verrugas de pared de 5 voltios y registrará todos sus datos en el soporte de la tarjeta SD incluido.

Paso 1: reúna sus materiales

Los materiales de construcción no son baratos pero se suman a la máxima precisión de las lecturas.

1. Adafruit 2.13 Tricolor eInk / ePaper Display FeatherWing - Red Black White - podría usar un TFT muy barato para esto por $ 3.00 pero no se mostraría tan bien a la luz del sol. El inconveniente de esta pantalla apilable es que tarda en refrescarse.

2. Adalogger Adafruit Feather 32u4: la versión MO de este dispositivo no funciona bien con el sensor. Puede arreglárselas con la unidad simple 32u4 más barata sin la ranura para tarjeta SD, pero esto lo hace más fácil en caso de que desee registrar todos sus datos.

3. Interruptor de encendido / apagado de metal resistente con anillo LED azul - Encendido / apagado azul de 16 mm

Sensor de CO2 NDIR MH-Z16 de 4.10, 000ppm con interfaz I2C / UART 5V / 3.3V para Arduino / Raspeberry Pi de Sandbox Electronics: una experiencia realmente excelente sin problemas con esta compañía, asegúrese de seguir las instrucciones para habilitar la salida de 3 voltios. solo funciona con 5 voltios

5. ServoBlock ™ de eje de cubo estándar (estriado de 24 dientes) ServoCity: ¡otra gran empresa! (No recibo ningún beneficio de mi respaldo a estas empresas)

6. Servo digital HiTec estándar que se ajusta a la parte superior.

7. Canal de aluminio de 6,00 - Servo City

Paso 2: Imprima en 3D los componentes

Todos los componentes se imprimen fácilmente con PLA en cualquier impresora 3D. La Creality CR10 barata que utilicé tiene una base de salida lo suficientemente amplia como para permitir el gran tamaño de la bocina y la placa posterior. Tomó varias horas pero no se encontraron problemas. Imprime con soporte. Luego, se roció el cuerno con esa pintura texturizada que le da esa sensación arenosa al producto final y cubre las líneas finas de la impresión 3D. La placa posterior se diseñó en Fusion 360 para adaptarse fácilmente a la ventana de la pantalla de tinta Feather E. Los otros archivos son para el tornillo en el soporte de montaje para la varilla del puntero y la caja que sostiene los contrapesos para la parte inferior del puntero.

Paso 3: Constrúyelo

La construcción es bastante simple. El sistema de servocidad le permite ensamblar rápidamente el mecanismo de servo a la estructura de soporte. Los accesorios para montar la bocina frontal con placa trasera que incluye toda la electrónica están hechos con dos placas de conexión dobladas que están pegadas con E6000 a la parte posterior de la placa. Otra placa de conexión se extiende por la parte posterior para permitir un montaje sólido en un conector de pared de 90 grados. El puntero que usé se puede hacer esencialmente de cualquier longitud; el mío tenía aproximadamente 4 pies de tamaño. Usé un poste marcador largo para el camino de entrada que puedes encontrar en una gran tienda por menos de $ 5. Están hechos de fibra de vidrio y son agradables y ligeros para su longitud. En una situación con un servo incluso con soporte de caja de cambios, debe contrarrestar cuidadosamente el peso y centrarlo con precisión en el soporte. Mi contrapeso se hizo con arandelas encerradas en la carcasa impresa en 3D y luego se selló con el extremo cortado del poste en epoxi. Asegúrese de que el servo tolera esta experiencia de peso y contrapeso probándolo; el servo debería dejar de gemir una vez que haya alcanzado su posición en el software. Si continúa quejándose y moviéndose, lo más probable es que tenga un problema.

Paso 4: Cablear / Ensamblar

El diagrama de cableado se incluye arriba. El pin del servo está conectado al pin 11 en este escenario. La pantalla de papel E ocupa bastantes alfileres en la pluma, así que no los use accidentalmente. Asegúrese de que los pares SDA, SCL estén conectados correctamente. La energía se realiza a través de una verruga de pared de 5 voltios (2 A) o una batería Lipo. La verruga de la pared se enruta a través del interruptor de ENCENDIDO / APAGADO montado en la parte superior de la bocina que luego alimenta la computadora pluma, el servo y el sensor, todos con 5 voltios. También adjunté una serie de LED azules al final de la bocina en paralelo para proporcionar algo de luz al final del túnel. (Esto no está en el diagrama de cableado). El sensor láser para el CO2 está montado cerca de la abertura de la bocina para que pueda soplar o proporcionar cualquier otra mezcla de aire hasta la boca. La placa digital también está montada dentro de la bocina y las conexiones de alimentación se realizan directamente al interruptor. El cable de tierra, los cables de alimentación y las líneas SDA, SCL salen por la parte posterior de la placa hasta la placa Feather. La pila de exhibición de papel Adalogger Feather / E está montada en la parte posterior del plato. Después de probar todas las conexiones, la bocina se sella a la placa posterior con pegamento E6000 durante la noche.

Paso 5: Prográmelo

Programa realmente fácil con Arduino IDE. Incluya las diversas bibliotecas para las máquinas adjuntas: NDIR_I2C.h (incluido en el sitio web de Sandbox Electronics), "Adafruit_EPD.h" para ejecutar la hermosa pantalla de papel electrónico, Servo.h para la biblioteca de servos estándar. Defina los pines necesarios para la pantalla. Defina el pin para la salida del servo. Conecte el Servo y el sensor. La función de bucle simplemente lee el sensor y lo envía al servo con una función Map / Constrain. La única parte complicada es limitar el rango de su servo para que no golpee los lados del soporte. Me gustó la idea del montaje posterior del servo / puntero encapsulado entre la placa frontal y el montaje de pared posterior, pero también tiene algunas limitaciones. Utilice la función de barrido de ejemplo estándar para probar los límites de ángulo del servo y limitarlos en la función de mapa. Las declaraciones para al final son para limitar la velocidad del servo para que el impulso del contrapeso del brazo largo del puntero no destruya la escultura.

Paso 6: Úselo

El dispositivo se monta fácilmente en cualquier superficie de la pared con un par de tornillos. No pesa tanto y, dado que se mueve tan lentamente, no se mueve mucho. En el primer GIFF puedes ver que es increíblemente sensible al CO2 incluso en tu respiración. Respirar en el extremo de la bocina eleva el nivel potencial de CO2 al 4%, lo que sería 40, 000 ppm. El sensor se sale de escala a 10, 000 y puede lidiar con esto en la programación del movimiento de la varilla, es decir, hacer que la salida sea logarítmica o cambiar el ciclo de movimiento con oscilaciones más rápidas. Se pueden hacer otros experimentos fácilmente con él, como colocarlo en una habitación pequeña y confinada con mucha gente (en el sótano de la iglesia durante un sorteo) o afuera en una ladera azotada por el viento. Lo más bajo que obtuve fue de aproximadamente 410 y eso fue con una tormenta de viento de 50 mph ayer. El uso potencial de este instrumento sería familiarizar a las personas con el concepto de monitoreo de CO2 y su importancia, no una cantidad abstracta que abordan los cabezas parlantes, sino lo que realmente podemos medir en nuestras aulas o museos.

No resista la tentación de ser parte de la solución a este terrible problema, ya sea mediante la educación o al hablar.