Detecció de contaminació atmosfèrica + filtració d'aire: 4 passos

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:13

Els estudiants (Aristobulus Lam, Victor Sim, Nathan Rosenzweig i Declan Loges) de German Swiss International School van treballar amb el personal de MakerBay per produir un sistema integrat de mesura de la contaminació atmosfèrica i eficàcia de la filtració de l’aire. Aquest sistema integrat us permetrà controlar la qualitat de l’aire filtrat i no filtrat alhora. Les dades es convertiran en una relació d’eficàcia i es representaran gràficament. Aquest projecte es recomana per a majors de 15 anys, tot i que les edats més joves han de tenir en compte el risc d’electrocució i la dificultat de la programació.

Per què hauríeu de fer això:

Bé, creiem que, tot i que, sens dubte, hi ha molta motivació per proporcionar dades per al control de la contaminació atmosfèrica (cosa que s’explica amb detall al lloc web de Smartcitizen, també creiem que el fet de saber quanta contaminació atmosfèrica hi ha al vostre voltant no fa res per a la vostra salut. Creiem que hem d’actuar nosaltres mateixos i, per tant, hem creat aquests sensors i filtre d’aire integrats.

Subministraments

• Un gran tros de cartró
• 2x ventiladors de PC
• Diverses varietats de filtres d'aire
• 2 llums LED
• 2x Smartcitizen Starter Kits (compra aquí)
• 2x resistències
• 1 interruptor elèctric
• 1 ordinador capaç d'executar Jupyter Notebook, Matplotlib i Python
• A més de qualsevol altra decoració que vulgueu tenir !!!

Pas 1: Configuració del sensor SCK

Assegureu-vos que teniu els vostres dos sensors SCK. Trieu el primer i connecteu-lo a la bateria o a l'ordinador. A continuació, aneu al lloc de configuració i seguiu les instruccions. Feu el mateix amb l’altre sensor. Quan els hagueu de posar, nomeneu-los A i B respectivament pel sensor d'aire no filtrat i filtrat. Després, registreu-vos tots dos al mateix compte i assegureu-vos que inicieu la sessió al compte per obtenir les dades.

Comproveu que els sensors funcionin anant a aquesta plataforma i cercant el nom dels vostres sensors. Assegureu-vos que publiqui dades contínuament cada minut.

Pas 2: disseny del recinte

Utilitzeu el cartró esmentat i poseu-lo davant vostre. Totes les mesures seran segons el nostre prototip final. Mesureu 12,5 cm per un costat i talleu el cartró. A continuació, poseu el ventilador sobre el cartró i comenceu a utilitzar-lo per fer rodar el cartró. Quan hàgiu fet un quadrat complet, marqueu el punt amb un marcador. Utilitzeu unes tisores per tallar. Repetiu això per a l’altre fan.

Pas 3: poder als fans

Hem fet un interruptor que activa i desactiva el purificador d’aire. Per explicar com funciona el commutador, podeu utilitzar el diagrama com a referència. Començant per l'esquerra del diagrama, tenim un convertidor de 220 a CA que redueix els volts fins a 12 volts per utilitzar-los de manera segura. Sense aquest dispositiu, l’electricitat d’una font d’energia serà massa perillosa per a la nostra utilització. Després de reduir significativament els volts, tenim 2 cables connectats a 2 llums LED i al commutador. Heu de soldar els cables a les llums LED perquè estiguin tots connectats entre si. Un cop finalitzat el circuit i provats els dos llums LED, connecteu els dos cables, un positiu i un negatiu, al ventilador. Un cop finalitzada la configuració, inseriu l'endoll al sòcol. Un cop fet això, el LED d'encesa hauria d'encendre's. Un cop gireu l'interruptor, el llum LED "ventilador encès" s'hauria d'encendre i el ventilador hauria de començar a funcionar.

Pas 4: Codificació

Recomanat per a majors de 15 anys

Aquest programa el fa Victor Sim. Aquest programa permetrà extreure les dades del sensor ciutadà intel·ligent de l’API per a desenvolupadors del lloc web intel·ligent ciutadà i calcular un valor d’eficiència. El programa que he utilitzat s’escriurà a Python 3. Vaig escriure el codi en un portàtil Jupyter en un Macbook air equipat amb Mac OS (versió 10.14.6).

El que necessitareu per a aquest programa: Matplotlib Numpy Pandas JSON CSV A IDE python 3

Pas 1: importeu les biblioteques necessàries. Necessitareu urllib.request inorder per sol·licitar accés a l'API i obrir l'URL de l'API. Necessitareu CSV per convertir el fitxer en un fitxer CSV que es pugui manipular fàcilment. Necessitareu JSON per llegir el JSON que entra l’API. Necessitareu pandes per analitzar fàcilment el marc de dades. El matplotlib és necessari perquè les dades es representin en un gràfic intuïtiu.

Pas 2: sol·liciteu accés a l'API Smart-citizen: aquest codi sol·licita dades de l'API. Per experiència, és essencial posar les capçaleres a la font de la sol·licitud per obtenir una resposta. Els dos URL sol·licitats tenen el format següent: fer referència a l'API smart citizen, obtenir informació dels dispositius, comprovar l'identificador d'un determinat dispositiu, fer referència a l'identificador del sensor 87 (sensor PM 2.5) i enregistrar dades cada minut. A continuació, sol·licita l'accés a l'API.

Pas 3: obriu i analitzeu les dades:

Aquestes línies llegeixen les dades i després les col·loquen en una "bonica impressió". Això fa que les dades siguin fàcils de llegir i, per tant, més fàcils de resoldre.

Pas 4: convertiu les dades en un fitxer CSV: en aquestes línies de codi, la biblioteca pandas llegeix les dades i les converteix en un formulari csv que es pot manipular fàcilment. El fitxer CSV s’emmagatzema a la variable data_csv.

Pas 5: Feu que les dades CSV siguin digeribles: les columnes del CSV es denominen ara "ignora" per a la fila d'índex innecessària, "temps" durant el moment en què es va enregistrar la gravació i "valor" per a la concentració de PM 2,5. S'eliminen totes les barres inclinades i els valors perquè es puguin representar fàcilment al gràfic.

Pas 6: cerqueu la mitjana de la columna de valor:

Aquestes línies troben la mitjana de la columna de valors i després posen els valors en una llista per representar-los fàcilment.

Pas 7: creació de més dades per a la comparació: repetiu el codi del pas 1 al 6 per comparar el sensor B

Pas 8: representació de les dades:

La línia representa els mitjans del sensor i mostra la diferència

Pas 9: trobar l'eficiència:

L'eficiència es pot calcular per la mitjana inicial i la mitjana posterior i després dividir per la mitjana inicial. Tot seguit, es pot calcular com a percentatge.

COMPLET: hauríeu d'obtenir un percentatge i un gràfic com a sortida. La vostra sortida hauria de ser semblant a la imatge següent: