Sensor de calidad del aire de bricolaje + carcasa impresa en 3D: 6 pasos

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

Esta guía tiene toda la información que necesita para crear un sensor de bolsillo muy capaz.

Paso 1: establecer los requisitos

Para aprovechar al máximo nuestro sensor de calidad del aire de bricolaje, necesitamos que sea:

• De bolsillo
• Bateria cargada
• Tener un circuito de carga incluido
• Conectado a USB
• Conectado a WiFi y Bluetooth
• Legible con una pantalla OLED incluida
• Menos de $ 100

Queremos que nuestro sensor de bolsillo pueda medir:

• Temperatura
• Presión
• Humedad
• Niveles de CO2 que afectan la función cerebral.
• Niveles de TVOC (calidad del aire) para ayudar a mantenerse seguro alrededor de una impresora 3D

Paso 2: recolección de materiales

Para este proyecto, necesitará varios componentes. El costo total es de $ 82.57 al momento de escribir este artículo

• 1 x Thing Plus - ESP32 WROOM (https://www.sparkfun.com/products/14689)
• 1 x batería de iones de litio - 2Ah (https://www.sparkfun.com/products/13855)
• 1 x Interruptor micro OLED (https://www.sparkfun.com/products/14532)
• 1 x Ruptura combinada ambiental - CCS811 / BME280 (https://www.sparkfun.com/products/14348)
• 1 x separadores de plástico 4-40; 3/8 "(https://www.sparkfun.com/products/10461)
• 1 x Tornillo - Cabeza Phillips 4-40; 1/4 "(https://www.sparkfun.com/products/10453)
• 2 x cable Qwiic - 50 mm (https://www.sparkfun.com/products/14426)

También necesitará:

• Una impresora 3D, utilicé la impresora 3D MonoPrice Mini Delta (https://www.monoprice.com/product?p_id=21666)
• Filamento de impresora 3D, usé PLA
• Un destornillador de cabeza Philips
• Lámina de plástico de desecho para la placa frontal transparente
• Pernos más grandes para fijar la placa frontal transparente

Paso 3: Impresión 3D de la carcasa

Normalmente, tendría que diseñar su propia carcasa impresa en 3D. Afortunadamente, he publicado los archivos de impresión 3D en Thingiverse: https://www.thingiverse.com/thing:3545884. En total, se necesitaron 4 iteraciones para llegar al diseño final.

Usé la siguiente configuración para imprimir el diseño:

• Altura de capa de 0,2 mm
• 20% de relleno
• Sin capa de adherencia al lecho

Paso 4: Montaje

Primero, coloque los separadores en los 6 pequeños orificios de montaje del gabinete.

En segundo lugar, inserte la batería entre los separadores. Encajará debajo de las placas de circuito.

Tercero, atornille la electrónica. Si se utilizaron los separadores adecuados, el puerto USB debería alinearse perfectamente con el orificio del gabinete.

Cuarto, conecte los componentes electrónicos. Después de conectar la batería al microcontrolador, use los cables QWIIC para conectar el sensor y la pantalla en serie.

Por último, corte una pequeña hoja de plástico de desecho para la placa frontal transparente. Taladre orificios para que coincidan con los dos orificios de montaje más grandes en el gabinete y luego fíjelo con pernos más largos.

Paso 5: programación

En lugar de programar desde cero, le sugiero que descargue mi código del repositorio vinculado a continuación.

Repositorio:

Actualmente, el código:

• Lee datos de cada sensor
• Calcula una tasa de cambio
• Muestra datos en la pantalla OLED
• Se conecta a WiFi y muestra datos en una página web generada (en la dirección IP que se muestra en la pantalla)

Para programar el microcontrolador, necesitará:

1. Descargue el IDE de Arduino (https://www.arduino.cc/en/Main/Software)
2. Configure los controladores Arduino IDE y USB (https://learn.sparkfun.com/tutorials/esp32-thing-p…)
3. Descargue las bibliotecas para el sensor y el OLED utilizando el administrador de bibliotecas IDE de Arduino
4. Guarde su SSID WiFi y contraseña en las "preferencias" de la placa

Paso 6: Mejoras futuras

Aquí hay algunas ideas para mejorar el proyecto:

1. Use WiFi para cargar datos en ThingSpeak u otro servicio para graficarlos
2. Mide el voltaje de la batería y muestra el tiempo restante
3. Use WiFi para descargar información meteorológica, noticias y cualquier cosa que muestre un reloj inteligente
4. Agregue una alarma si los niveles de CO2 son demasiado altos
5. Agregue una alarma si los niveles de TVOC son demasiado altos

Nota: el n. ° 4 sería una forma realmente increíble de mantenerse seguro en espacios cerrados y el n. ° 5 es muy aplicable a los usuarios de impresoras 3D como yo.