Đồng hồ đo CO2 tương tự khổng lồ: 6 bước (có hình ảnh)

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:32

Theo rabbitcreekFollow More của tác giả:

Bầu khí quyển hiện tại trên một ngọn núi ở Hawaii chứa khoảng 400 ppm Carbon Dioxide. Con số này cực kỳ quan trọng đối với tất cả những sinh vật sống trên bề mặt hành tinh. Bây giờ chúng ta đang bị bao quanh bởi những người phủ nhận lo lắng này hoặc những người vắt tay lên vì lo lắng kích động. Nhưng con số này và hàng ngàn con số theo sau nó trong tin tức rất khó để thực sự hiểu hàng ngày. Lượng CO2 xung quanh tôi là bao nhiêu? Làm thế nào tôi có thể liên hệ với ý tưởng này về các khí trong khí quyển gây ra hiện tượng quá nóng của hành tinh? Đối với những người quan tâm, tôi đã chế tạo một máy đo CO2 tương tự khổng lồ với sự trợ giúp của một chiếc kim dài 4 feet sẽ làm sôi động cuộc thảo luận này của bất kỳ phòng học hoặc viện bảo tàng nào về cách đo CO2 và cách bạn có thể trở thành một phần của phân tích khí này.

Từ công việc của tôi với việc phân tích hỗn hợp khí trong ống thở: https://www.instructables.com/id/CO2-Measurement-in-Snorkels/ và niềm vui khi sản xuất đồng hồ thủy triều khổng lồ: https://www.instructables.com/ id / Giant-Tide-Clock / Tôi đã thay thế lại cảm biến CO2 và cơ chế servo chắc chắn để tạo ra một máy đo CO2 Analog treo tường mô tả rất chính xác mức CO2 hiện tại trong không khí. Hầu hết bản dựng được in 3D và nó cũng cung cấp đầu ra kỹ thuật số chính xác từ màn hình E-Ink của Adafruit. Kèn đánh hơi không khí của vỏ cảm biến là tệp STL tuyệt vời từ: Thay đổi kích thước hộp Loa xoắn ốc 3 inch của iiime vốn được thực hiện ban đầu cho thùng loa Nautilus. Nó chạy bằng pin có thể sạc lại hoặc pin sạc tường 5 volt và sẽ ghi lại tất cả dữ liệu của bạn vào ngăn chứa thẻ SD đi kèm.

Bước 1: Thu thập tài liệu của bạn

Vật liệu xây dựng không rẻ nhưng làm tăng thêm độ chính xác cuối cùng của các bài đọc.

1. Adafruit 2.13 Tri-Color eInk / ePaper Display FeatherWing - Đỏ Đen Trắng - bạn có thể sử dụng TFT rất rẻ cho loại này với giá 3,00 đô la nhưng nó sẽ không hiển thị tốt dưới ánh sáng mặt trời. Hạn chế của màn hình có thể xếp chồng này là rằng nó làm mới chậm.

2. Adafruit Feather 32u4 Adalogger - phiên bản MO của thiết bị này không hoạt động tốt với cảm biến. Bạn có thể sử dụng đơn vị đơn giản 32u4 rẻ hơn không có khe cắm thẻ SD nhưng điều này giúp dễ dàng hơn trong trường hợp bạn muốn ghi lại tất cả dữ liệu của mình.

3. Công tắc Bật / Tắt bằng kim loại chắc chắn với Vòng LED màu xanh lam - Bật / Tắt màu xanh lam 16mm

4.10, 000ppm MH-Z16 NDIR CO2 Sensor with I2C / UART 5V / 3.3V Interface for Arduino / Raspeberry Pi by Sandbox Electronics - một trải nghiệm thực sự tuyệt vời không gặp sự cố với công ty này, hãy đảm bảo bạn làm theo hướng dẫn để bật đầu ra 3 volt - nó chỉ chạy trên 5 vôn

5. Chuẩn Hub Shaft ServoBlock ™ (24T Spline) ServoCity - một công ty tuyệt vời khác! (Tôi không nhận được lợi ích nào từ sự xác nhận của tôi về các công ty này)

6. Servo kỹ thuật số HiTec tiêu chuẩn phù hợp với bên trên.

7. Kênh nhôm 6.00”- Thành phố Servo

Bước 2: In 3D các thành phần

Các thành phần đều được in dễ dàng bằng PLA trên bất kỳ máy in 3D nào. Creality CR10 giá rẻ mà tôi đã sử dụng có đế đầu ra đủ rộng để kích hoạt kích thước lớn của còi và tấm nền. Nó đã mất một số giờ nhưng không có vấn đề gì gặp phải. In với sự hỗ trợ. Chiếc sừng sau đó được phun sơn có kết cấu tạo cảm giác như cát cho sản phẩm cuối cùng và phủ lên những đường nét tinh xảo của bản in 3D. Tấm mặt sau được thiết kế theo kiểu Fusion 360 để dễ dàng vừa với cửa sổ của màn hình mực Feather E. Các tệp khác dành cho giá đỡ vít trên ngàm cho thanh con trỏ và hộp giữ các đối trọng cho phần dưới cùng của con trỏ.

Bước 3: Xây dựng nó

Việc xây dựng khá đơn giản. Hệ thống Servo cho phép bạn nhanh chóng lắp ráp cơ cấu servo vào cấu trúc hỗ trợ. Phần đính kèm để gắn còi phía trước với tấm ốp lưng bao gồm tất cả các thiết bị điện tử được làm bằng hai tấm kết nối uốn cong được dán E6000 vào mặt sau của tấm. Một tấm kết nối khác mở rộng ra phía sau để có thể gắn chắc chắn vào đầu nối tường 90 độ. Con trỏ tôi đã sử dụng có thể được tạo ra về cơ bản với bất kỳ chiều dài nào - của tôi có kích thước khoảng 4 feet. Tôi đã sử dụng một cột đánh dấu đường lái xe dài mà bạn có thể tìm thấy trong một cửa hàng hộp lớn với giá dưới 5 đô la. Chúng được làm bằng sợi thủy tinh và đẹp và nhẹ so với chiều dài của chúng. Trong tình huống có servo, ngay cả khi có hỗ trợ hộp số, bạn phải cẩn thận đối trọng với trọng lượng và đặt trọng tâm chính xác vào giá đỡ. Đối trọng của tôi được làm bằng các vòng đệm được bao bọc trong vỏ máy in 3D và sau đó được niêm phong bằng epoxy. Đảm bảo rằng servo chịu được trải nghiệm wt và đối trọng này bằng cách thử nó - servo sẽ ngừng kêu sau khi đạt đến vị trí của nó trong phần mềm. Nếu nó tiếp tục phàn nàn và di chuyển, rất có thể bạn đã gặp sự cố.

Bước 4: Dây / Lắp ráp

Sơ đồ nối dây được bao gồm ở trên. Trong trường hợp này, chân servo được kết nối với chân 11. Màn hình E paper chiếm khá nhiều chân trên lông, vì vậy đừng vô tình sử dụng chúng. Đảm bảo rằng các cặp SDA, SCL được kết nối chính xác. Nguồn được thực hiện thông qua một ổ cắm điện 5 volt (2 A) hoặc Pin Lipo. Mụn cóc trên tường được định tuyến thông qua công tắc BẬT / Tắt gắn ở đầu còi, sau đó cấp nguồn cho máy tính lông vũ, servo và cảm biến, tất cả đều có công suất 5 Vôn. Tôi cũng đã gắn song song một loạt đèn LED xanh vào cuối còi để cung cấp một số ánh sáng ở cuối đường hầm. (Điều này không có trong sơ đồ đấu dây.) Cảm biến laser cho CO2 được gắn gần lỗ mở của còi để bạn có thể thổi vào còi hoặc cung cấp bất kỳ hỗn hợp không khí nào khác lên miệng còi. Bảng kỹ thuật số cho nó cũng được gắn bên trong còi và các kết nối nguồn được thực hiện trực tiếp với công tắc. Dây nối đất, dây nguồn và đường SDA, SCL được dẫn ra mặt sau của tấm đến bảng Feather. Ngăn xếp giấy Adalogger Feather / E được gắn vào mặt sau của đĩa. Sau khi tất cả các kết nối được kiểm tra, sừng được dán vào tấm sau bằng keo E6000 qua đêm.

Bước 5: Lập trình nó

Chương trình thực sự dễ dàng với Arduino IDE. Bao gồm các thư viện khác nhau cho các máy được đính kèm: NDIR_I2C.h (có trên trang web Sandbox Electronics), "Adafruit_EPD.h" để chạy màn hình E-paper đẹp mắt, Servo.h cho thư viện servo tiêu chuẩn. Xác định các chân cần thiết cho màn hình. Xác định chân cho đầu ra servo. Gắn Servo và cảm biến. Chức năng vòng lặp chỉ đọc cảm biến và xuất nó đến servo với chức năng Bản đồ / Cố định. Phần khó duy nhất là giới hạn phạm vi servo của bạn để nó không va vào các cạnh của ngàm. Tôi thích ý tưởng về giá đỡ sau cho servo / con trỏ được gói gọn giữa tấm mặt và giá treo tường sau nhưng nó cũng có một số hạn chế. Sử dụng chức năng quét ví dụ tiêu chuẩn để kiểm tra các giới hạn góc đối với servo và giới hạn chúng trong chức năng bản đồ. Các câu lệnh for ở cuối là giới hạn tốc độ của servo để động lượng của đối trọng cánh tay con trỏ dài không phá hủy tác phẩm điêu khắc.

Bước 6: Sử dụng nó

Thiết bị dễ dàng được gắn vào bất kỳ bề mặt tường nào bằng một vài vít. Nó không nặng như vậy và vì nó di chuyển rất chậm nên thực sự không lắc lư nhiều. Trong GIFF đầu tiên, bạn có thể thấy rằng nó cực kỳ nhạy cảm với CO2 ngay cả trong hơi thở của bạn. Hít thở vào cuối còi làm tăng mức CO2 tiềm năng lên 4%, tức là 40, 000 ppm. Cảm biến đi lệch quy mô ở 10, 000 và bạn có thể xử lý điều này trong lập trình chuyển động của cây đũa phép - tức là tạo ra logarit đầu ra hoặc thay đổi chu kỳ chuyển động với các dao động nhanh hơn. Các thí nghiệm khác có thể dễ dàng được thực hiện với nó bao gồm đặt nó trong một căn phòng nhỏ hạn chế có nhiều người (tầng hầm của nhà thờ trong thời gian may mắn) hoặc bên ngoài trên một sườn đồi lộng gió. Mức thấp nhất mà tôi nhận được là khoảng 410 và đó là với gió bão 50 dặm / giờ vào ngày hôm qua. Việc sử dụng tiềm năng của công cụ này là giúp mọi người làm quen với khái niệm giám sát CO2 và tầm quan trọng của nó - không phải là một số đại lượng trừu tượng mà những người đứng đầu nói chuyện đề cập đến mà là những gì chúng ta thực sự có thể đo được trong lớp học hoặc viện bảo tàng của mình.

Đừng cưỡng lại ham muốn trở thành một phần của giải pháp cho vấn đề khủng khiếp này bằng cách giáo dục hoặc lên tiếng.