Đo lường chất lượng không khí: 17 bước

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

Chất lượng không khí và các hạt mịn: Các hạt lơ lửng (ký hiệu "PM" cho "Vật chất dạng hạt") nói chung là các hạt rắn mịn được mang theo trong không khí (Wikipedia). Các hạt mịn xâm nhập sâu vào phổi. Chúng có thể gây viêm và làm sức khỏe của những người bị bệnh tim và phổi trở nên tồi tệ hơn.

Thiết bị đo tỷ lệ hiện diện của các hạt PM10 và PM2.5

Thuật ngữ "PM10" dùng để chỉ các hạt có đường kính nhỏ hơn 10 micromet. Thuật ngữ "PM2.5" dùng để chỉ các hạt có đường kính nhỏ hơn 2,5 micromet.

Cảm biến:

Cảm biến này dựa trên tia laser SDS011 PM2.5 / PM10 để đo chất lượng không khí một cách chính xác và đáng tin cậy. Tia laser đáng tin cậy, nhanh và chính xác này đo hàm lượng hạt trong không khí từ 0,3 đến 10 μm.

Hạn chế của dự án:

Thiết bị kết nối Wifi

Hiệu suất Wi-Fi do ở xa cơ sở phát Wi-Fi

Chỉ được kích hoạt hai lần một giờ (giới hạn tiêu thụ điện năng và giới hạn Wifi)

Môi trường không thấm nước

Theo dõi mức sạc của pin

Quân nhu

Bước 1: Các thành phần cần thiết

• Wemos D1 mini pro
• Cảm biến SDS011
• Reed relay Celduc D31A3110 (hoặc tương đương PRME 15005, Edr0201 a0500, SIP1A05)
• Hai điện trở: 470K, 100K
• Giá đỡ pin Wemos ESP32
• Pin 18650 2500 mAh
• Hộp điện ~ 6.2x3.5x2.3in (158x90x60mm)
• Hai ống góc cộng với ống nối (đường kính ~ 0,63in (16mm))
• Ống PVC linh hoạt (đường kính ~ 0,47in (12mm))
• Keo PVC
• Bảng điều khiển năng lượng mặt trời 5V 5W

• Phần cứng khác: thiết bị đầu cuối nối, bảng mạch in, công tắc, 2 ốc vít, trục phẳng bằng nhôm ~ 0,47in (12mm), giá đỡ rơ le

Phần mềm:

• Phần mềm nhúng Espeasy Mega (phiên bản 20190619)
• Tập trung các biện pháp trên máy chủ Domoticz

Bước 2: Điện tử và nguyên lý hoạt động:

Cảm biến hạt được lập trình (từ nhà máy) để cung cấp trên bus I2C, sau khoảng 15 giây hoạt động, các giá trị đo được tương ứng với PM10 và PM2.5. Cảm biến này được điều khiển bởi bộ điều khiển loại ESP8266 được trang bị phần mềm ESPEasy mega (Phiên bản 20190626). Phần mềm phải được flash trước trong bộ điều khiển.

ESPEasy bao gồm một plugin có khả năng giao tiếp với cảm biến SDS011 và thu thập các giá trị đo được. Do đó, sẽ không có lập trình (hoặc rất ít) để làm mà chỉ có cài đặt.

Nó bắt đầu từ nguyên tắc đo 30 phút một lần. Trong khi đó, hệ thống sẽ phải chuyển sang chế độ nghỉ để hạn chế tiêu thụ điện năng. ESP8266 nguyên bản có cài đặt chế độ ngủ. Đối với cảm biến, cũng bao gồm một thiết bị để ngủ, chúng tôi sẽ chọn thay thế cho một chuyển tiếp thí điểm Reed. Rơ le này sẽ được cấp nguồn bởi ESP8266 khi nó thức dậy (cổng D1 của ESP8266). Do đó, mức tiêu thụ điện năng của hệ thống sẽ ở mức tối thiểu ở chế độ nghỉ (theo thứ tự 20μA). Việc sử dụng rơ le Reed có lợi thế là được điều khiển trực tiếp bởi ESP8266 (tiêu thụ 10mA trên 12mA tối đa được khuyến nghị cho mỗi cổng).

Để giám sát điện áp cung cấp của hệ thống, một bộ chia điện áp (điện trở 100kO-470kO) sẽ cung cấp điện áp từ 0 đến 1V (0 cho 0V và 1 cho 5V) tại cổng A0 của ESP8266. Cổng này chấp nhận điện áp tối đa là 1V. ESP8266 có bộ chuyển đổi tương tự / kỹ thuật số cung cấp giá trị đọc (từ 1 đến 1024). Giá trị này sẽ được ESP8266 biến đổi lại ở điện áp từ 0 đến 5V trước khi được truyền tới Domoticz.

Bước 3: Cài đặt Espeasy: Chính

Bước 4: Espeasy Setings: Controler (domoticz)

Bước 5: Cài đặt Espeasy: Tác vụ (Giám sát điện áp)

Bước 6: Cài đặt Espeasy: Tác vụ (SDS011)

Bước 7: Cài đặt Espeasy: Quy tắc

Trên SDS011 # PM10 làm

SendToHTTP 192.168.1.231, 8082, /json.htm?type=command¶m=udevice&idx=63&nvalue=0&svalue=[SDS011#PM10]

SendToHTTP 192.168.1.231, 8082, /json.htm?type=command¶m=udevice&idx=62&nvalue=0&svalue=[SDS011#PM25]

gpio, 5, 1

timerSet, 1, 5

kết thúc vào

Trên hệ thống # Wake do

gpio, 5, 0

kết thúc vào

Trên Quy tắc # Hẹn giờ = 1 làm

ngủ sâu, 1800

kết thúc vào

Bước 8: Cài đặt Domoticz: Bộ điều khiển (giả)

Bước 9: Cài đặt Domoticz: Thiết bị đính kèm

Bước 10: Gắn cảm biến vào hộp

Bước 11: Bảng mạch

Bước 12: Lắp ráp cuối cùng

Bước 13: Cảm biến hoạt động

Thanh kim loại được cố định vào vỏ và uốn cong để có thể dễ dàng móc vào (ban công). Tấm pin mặt trời được cố định bằng cách sử dụng giá đỡ cho phép quay theo hai trục.

Bước 14: Kết quả của các phép đo trong Domoticz (ba thiết bị)

Bước 15: Kết quả của các phép đo trong Domoticz (PM2.5)

Bước 16: Kết quả của các phép đo trong Domoticz (PM10)

Bước 17: Kết luận:

Việc lắp ráp này không gây bất kỳ khó khăn cụ thể nào đối với những người có kiến thức về phần mềm Domoticz và ESPEasy, nó có thể đo lường hiệu quả sự hiện diện của các hạt mịn gần nhà bạn. Nhờ có bảng điều khiển năng lượng mặt trời, có thể tăng tần suất của các phép đo nếu cần thiết. Việc lắp ráp này có thể được hoàn thiện với các đầu dò để đo nhiệt độ, độ ẩm, áp suất, CO2, v.v.

Dự án này cũng hiển thị trên trang web của tôi (đa ngôn ngữ):