Mesurador de CO2 analògic gegant: 6 passos (amb imatges)

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

Per rabbitcreek Segueix més de l'autor:

L’atmosfera actual sobre una muntanya a Hawaii conté unes 400 ppm de diòxid de carboni. Aquest nombre és extremadament important per a tots els que viuen a la superfície dels planetes. Ara estem envoltats de negadors d’aquesta preocupació o de qui s’estreny les mans en una agitada preocupació. Però aquest nombre i els milers de números que el segueixen a les notícies són difícils d’entendre diàriament. Quina quantitat de CO2 em rodeja? Com puc relacionar-me amb aquesta idea de gasos a l’atmosfera que provoquen un sobreescalfament del planeta? Per als interessats, he construït un comptador de CO2 analògic gegant que amb l'ajuda d'una agulla de 4 peus de llarg animarà aquesta discussió sobre qualsevol sala o museu de l'escola sobre com es mesura el CO2 i com podeu formar part d'aquest anàlisi de gasos.

Del meu treball amb l’anàlisi de les mescles de gas en els snorkels: https://www.instructables.com/id/CO2-Measurement-in-Snorkels/ i la diversió de produir rellotges de marees gegants: https://www.instructables.com/ id / Giant-Tide-Clock / He reutilitzat el sensor de CO2 i el robust mecanisme servo per fer un comptador de CO2 analògic de muntatge a la paret que retrace amb precisió el nivell actual de CO2 a l’aire. La major part de la versió s’imprimeix en 3D i també ofereix una sortida digital precisa des de la pantalla E-Ink de ploma Adafruit. La trompa d'aire de la caixa del sensor és el meravellós fitxer STL de: Canviar la mida de la caixa d'altaveus en espiral de 3 polzades per iiime que es va fer originalment per a les caixes dels altaveus Nautilus. Funciona amb bateries recarregables o berrugues de paret de 5 volts i gravarà totes les vostres dades al suport de la targeta SD inclòs.

Pas 1: reuniu els vostres materials

Els materials de construcció no són barats, però s’afegeixen a la màxima precisió de les lectures.

1. Adafruit 2.13 Tri-Color eInk / ePaper Display FeatherWing - Vermell Negre Blanc - Podeu fer servir un TFT molt barat per 3,00 dòlars, però no apareixerà tan bé a la llum del sol. L'inconvenient d'aquesta pantalla apilable és: que es refresca lentament.

2. Adafruit Feather 32u4 Adalogger: la versió MO d’aquest dispositiu no funciona bé amb el sensor. Podeu sortir amb la unitat senzilla de 32u4 més barata sense la ranura de la targeta SD, però això us ho fa més fàcil per si voleu enregistrar totes les vostres dades.

3. Interruptor resistent d'encesa / apagat de metall amb anell LED blau - 16 mm encès / apagat blau

4.10, 000ppm Sensor de CO2 NDIR MH-Z16 amb interfície I2C / UART 5V / 3.3V per a Arduino / Raspeberry Pi de Sandbox Electronics: una experiència realment lliure de problemes amb aquesta empresa. només funciona amb 5 volts

5. ServoCity ServoBlock ™ (Spline 24T) Standard Hub Shaft: una altra gran empresa! (No rebo cap avantatge dels meus avals a aquestes empreses)

6. Servo digital HiTec estàndard que s’adapta a la part superior.

7. Canal d'alumini de 6,00”- Servo City

Pas 2: imprimiu els components en 3D

Tots els components s’imprimeixen fàcilment amb PLA en qualsevol impressora 3D. El barat Creality CR10 que he utilitzat té una base de sortida prou àmplia per permetre la gran mida de la banya i la placa posterior. Van trigar diverses hores, però no es van trobar problemes. Imprimeix amb suport. A continuació, es va ruixar la banya amb aquesta pintura amb textura que dóna una sensació de sorra al producte final i tapa les línies fines de la impressió 3D. La placa posterior es va dissenyar a Fusion 360 per adaptar-se fàcilment a la finestra de la pantalla de tinta Feather E. Els altres fitxers són per al cargol del suport de muntatge de la vareta del punter i de la caixa que conté els contrapesos de la part inferior del punter.

Pas 3: construïu-lo

La construcció és força senzilla. El sistema de servocitat us permet muntar ràpidament el servomecanisme a l’estructura de suport. Els accessoris per muntar la banya davantera amb placa posterior que inclou tota l'electrònica es fabriquen amb dues plaques de connectors doblegades que estan enganxades E6000 a la part posterior de la placa. Una altra placa de connectors s’estén per la part posterior per permetre el muntatge sòlid a un connector de paret de 90 graus. El punter que he utilitzat es pot fer essencialment de qualsevol longitud; el meu tenia una mida d’uns 4 peus. Vaig fer servir un pal llarg per al camí d’accés que podeu trobar en una gran caixa per menys de 5 dòlars. Estan fets de fibra de vidre i són agradables i lleugers per la seva longitud. En una situació amb un servo fins i tot amb suport de caixa de canvis, haureu de compensar acuradament el pes i centrar-lo amb precisió a la muntura. El meu contrapès es va fer amb volanderes incloses a la carcassa impresa en 3D i després es va segellar amb l'extrem tallat del pal en epoxi. Assegureu-vos que el servo tolera aquesta experiència de pes i contrapès provant-lo; el servo hauria de deixar de queixar-se després d’haver assolit la seva posició al programari. Si continua queixant-se i traslladant-se, és probable que tingueu un problema.

Pas 4: Cablejat / Muntatge

El diagrama de cablejat s'inclou a la part superior. El servo servo està connectat al pin 11 en aquest escenari. La pantalla de paper E ocupa bastants pins a la ploma, de manera que no els utilitzeu accidentalment. Assegureu-vos que els parells SDA i SCL estiguin connectats correctament. L'energia es fa mitjançant una berruga de paret de 5 volts (2 A) o una bateria Lipo. La berruga de la paret es dirigeix a través de l’interruptor ON / Off muntat a la part superior de la banya que alimenta l’ordinador de ploma, el servo i el sensor, tot amb 5 volts. També he adjuntat una sèrie de LED blaus al final de la banya en paral·lel per proporcionar una mica de llum al final del túnel. (Això no figura al diagrama de cablejat.) El sensor làser del CO2 està muntat a prop de l'obertura de la banya perquè pugueu bufar-hi o proporcionar qualsevol altra mescla d'aire fins a la boca. La placa digital també es munta a l'interior de la banya i les connexions d'alimentació es fan directament a l'interruptor. El fil de terra, els cables d’alimentació i les línies SDA, SCL es condueixen per la part posterior de la placa fins a la placa Feather. La pila de pantalla de paper Adalogger Feather / E està muntada a la part posterior de la placa. Després de provar totes les connexions, la banya es segella a la placa posterior amb cola E6000 durant la nit.

Pas 5: programeu-lo

Programa molt fàcil amb l'IDE Arduino. Incloeu les diverses biblioteques de les màquines adjuntes: NDIR_I2C.h (inclosa al lloc web de Sandbox Electronics), "Adafruit_EPD.h" per executar la bonica pantalla de paper electrònic, Servo.h per a la servoteca estàndard. Definiu els pins necessaris per a la visualització. Definiu el pin per a la sortida del servo. Connecteu el Servo i el sensor. La funció de bucle només llegeix el sensor i el transmet al servo amb una funció Map / Constrain. L’única part complicada és limitar l’abast del servo perquè no toqui als costats de la muntura. Em va agradar la idea del muntatge posterior al servo / punter encapsulat entre la placa frontal i el suport de paret posterior, però també té algunes limitacions. Utilitzeu la funció d’escombrat d’exemple estàndard per provar els límits d’angle del servo i limitar-los a la funció de mapa. Les afirmacions per al final són limitar la velocitat del servo de manera que l'impuls del contrapès del braç punter llarg no destrueixi l'escultura.

Pas 6: utilitzeu-lo

El dispositiu es pot muntar fàcilment a qualsevol superfície de la paret amb un parell de cargols. No pesa tant i, ja que el seu moviment tan lent no gira gaire. Al primer GIFF es pot veure que és increïblement sensible al CO2 fins i tot a la respiració. Respirar al final de la banya eleva el nivell potencial de CO2 al 4%, que seria 40.000 ppm. El sensor surt fora de l'escala a 10.000 i podeu fer-ho amb la programació del moviment de la vareta, és a dir, feu la sortida logarítmica o canvieu el cicle de moviment amb oscil·lacions més ràpides. Es poden fer altres experiments fàcilment, incloent-hi col·locar-lo en una petita habitació confinada amb molta gent (soterrani de l’església durant una sort de pot) o a l’exterior en un turó ventat. El més baix que vaig aconseguir va ser d’uns 410 i va ser ahir amb una tempesta de 50 mph. L’ús potencial d’aquest instrument seria familiaritzar la gent amb el concepte de control de CO2 i la seva importància, no una quantitat abstracta que tracten els caps parlants, sinó el que podem mesurar a les nostres aules o museus.

No us resistiu a l’afany de formar part de la solució a aquest terrible problema, ja sigui per educació o per manifestació.