Gigantische analoge CO2-meter - Ajarnpa

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-01-30 11:16

Door rabbitcreekVolg meer van de auteur:

De huidige atmosfeer boven een berg op Hawaï bevat ongeveer 400 ppm koolstofdioxide. Dit aantal is uiterst belangrijk voor iedereen die op het oppervlak van de planeet leeft. We zijn nu omringd door ofwel ontkenners van deze zorg of degenen die hun handen wringen in een vlaag van geagiteerde bezorgdheid. Maar dit nummer en de duizenden nummers die het volgen in het nieuws zijn moeilijk te begrijpen op een dagelijkse basis. Wat is de hoeveelheid CO2 om mij heen? Hoe kan ik me verhouden tot dit idee van gassen in de atmosfeer die oververhitting van de planeet veroorzaken? Voor degenen die geïnteresseerd zijn, heb ik een gigantische analoge CO2-meter gebouwd die met behulp van een naald van 1,20 meter lang deze discussie in een schoollokaal of museum over hoe CO2 wordt gemeten en hoe je een deel van deze gasanalyse kunt worden, zal verlevendigen.

Van mijn werk met het analyseren van de gasmengsels in snorkels: https://www.instructables.com/id/CO2-Measurement-in-Snorkels/ en het plezier van het maken van gigantische getijdenklokken: https://www.instructables.com/ id/Giant-Tide-Clock/ Ik heb de CO2-sensor en het stevige servomechanisme hergebruikt om een analoge CO2-meter voor wandmontage te maken die zeer nauwkeurig het huidige CO2-niveau in de lucht weergeeft. Het grootste deel van de build is 3D-geprint en biedt ook een nauwkeurige digitale uitvoer van het Adafruit-veer E - Ink-display. De luchtsnuivende hoorn van de sensorbehuizing is het prachtige STL-bestand van: Resize 3 inch Spiral Speaker box door iiime dat oorspronkelijk werd gedaan voor de Nautilus-luidsprekerbehuizingen. Hij werkt op oplaadbare batterijen of muurwratten van 5 volt en neemt al je gegevens op in de meegeleverde SD-kaarthouder.

Stap 1: Verzamel uw materialen

De constructiematerialen zijn niet goedkoop, maar dragen bij aan de ultieme nauwkeurigheid van de metingen.

1. Adafruit 2.13 Tri-Color eInk / ePaper Display FeatherWing - Rood Zwart Wit - je zou hiervoor een zeer goedkope TFT kunnen gebruiken voor $ 3,00, maar het zou niet zo goed verschijnen in het zonlicht. Het nadeel van dit stapelbare scherm is dat het langzaam ververst.

2. Adafruit Feather 32u4 Adalogger -- de MO-versie van dit apparaat werkt niet goed met de sensor. Je kunt rondkomen met de goedkopere 32u4 gewone eenheid zonder de SD-kaartsleuf, maar dit maakt het gemakkelijker als je al je gegevens wilt opnemen.

3. Robuuste metalen aan/uit-schakelaar met blauwe LED-ring - 16 mm blauw aan/uit

4.10, 000ppm MH-Z16 NDIR CO2-sensor met I2C/UART 5V/3.3V-interface voor Arduino/Raspeberry Pi van Sandbox Electronics - een echt geweldige probleemloze ervaring met dit bedrijf, zorg ervoor dat u de instructies volgt voor het inschakelen van 3 volt-uitgang - hij werkt maar op 5 volt

5. Standaard Hub Shaft ServoBlock™ (24T Spline) ServoCity -- nog een geweldig bedrijf! (Ik ontvang geen voordelen van mijn aantekeningen van deze bedrijven)

6. Standaard HiTec Digital Servo die erboven past.

7. 6.00 aluminiumkanaal - Servo City

Stap 2: 3D-print de componenten

De componenten zijn allemaal eenvoudig te printen met PLA op elke 3D-printer. De goedkope Creality CR10 die ik heb gebruikt, heeft een uitgangsbasis die breed genoeg is om het grote formaat van de hoorn en de achterplaat mogelijk te maken. Het duurde een aantal uren maar er waren geen problemen. Afdrukken met ondersteuning. De hoorn werd vervolgens besproeid met die structuurverf die het eindproduct een zanderig gevoel geeft en de fijne lijntjes van de 3D-print bedekt. De achterplaat is ontworpen in Fusion 360 om gemakkelijk in het venster van het Feather E-inktscherm te passen. De andere bestanden zijn voor de opschroefbare houder voor de wijzerstang en de koffer die de contragewichten voor de onderkant van de wijzer bevat.

Stap 3: Bouw het

De constructie is vrij eenvoudig. Het servocity-systeem stelt u in staat om het servomechanisme snel op de draagstructuur te monteren. Hulpstukken om de voorhoorn te monteren met achterplaat die alle elektronica bevat, zijn gemaakt met twee gebogen connectorplaten die E6000 aan de achterkant van de plaat zijn gelijmd. Een andere connectorplaat strekt zich uit aan de achterkant om solide montage op een 90 graden muurconnector mogelijk te maken. De aanwijzer die ik heb gebruikt, kan in wezen elke lengte worden gemaakt - de mijne was ongeveer 1,20 meter groot. Ik gebruikte een lange opritmarkeringspaal die je voor minder dan $ 5 in een grote kistenwinkel kunt vinden. Ze zijn gemaakt van glasvezel en zijn lekker licht voor hun lengte. In een situatie met een servo, zelfs met versnellingsbaksteun, moet u het gewicht zorgvuldig compenseren en nauwkeurig centreren in de houder. Mijn contragewicht is gemaakt met ringen die zijn ingesloten in de 3D-geprinte behuizing en vervolgens zijn verzegeld met het afgesneden uiteinde van de paal in epoxy. Zorg ervoor dat de servo deze wt- en tegenwichtervaring tolereert door hem uit te proberen - de servo zou moeten stoppen met zeuren nadat hij zijn positie in de software heeft bereikt. Als het blijft klagen en bewegen, heb je waarschijnlijk een probleem.

Stap 4: Draad/assembleren

Het bedradingsschema is hierboven opgenomen. De servopin is in dit scenario verbonden met pin 11. Het E-papieren display neemt nogal wat pinnen op de veer in beslag, dus gebruik ze niet per ongeluk. Zorg ervoor dat de SDA-, SCL-paren correct zijn aangesloten. Stroom wordt geleverd via een 5 volt muurwrat (2 A) of Lipo-batterij. De muurwrat wordt geleid door de AAN/UIT-schakelaar die in de bovenkant van de hoorn is gemonteerd, die vervolgens de veercomputer, servo en sensor allemaal met 5 volt van stroom voorziet. Ik heb ook een reeks blauwe LED's parallel aan het uiteinde van de hoorn bevestigd om wat licht te geven aan het einde van de tunnel. (Dit staat niet in het bedradingsschema.) De lasersensor voor de CO2 is bij de opening van de hoorn gemonteerd, zodat je erin kunt blazen of andere luchtmengsels tot aan de monding kunt geven. Het digitale bord ervoor is ook in de hoorn gemonteerd en de stroomaansluitingen worden rechtstreeks op de schakelaar gemaakt. De aardedraad, stroomdraden en SDA-, SCL-lijnen worden via de achterkant van de plaat naar het Feather-bord geleid. De Adalogger Feather/E-papieren displaystapel is aan de achterkant van de plaat gemonteerd. Nadat alle verbindingen zijn getest, wordt de hoorn 's nachts op de achterplaat verzegeld met E6000-lijm.

Stap 5: Programmeer het

Heel eenvoudig programma met de Arduino IDE. Voeg de verschillende bibliotheken toe voor de aangesloten machines: NDIR_I2C.h (inbegrepen op de Sandbox Electronics-website), "Adafruit_EPD.h" voor het uitvoeren van het prachtige E-paper-display, Servo.h voor de standaard servobibliotheek. Definieer de pinnen die nodig zijn voor het display. Definieer de pin voor servo-uitgang. Bevestig de servo en de sensor. De lusfunctie leest gewoon de sensor en voert deze uit naar de servo met een Map/Constrain-functie. Het enige lastige deel is het beperken van je servobereik, zodat het niet tegen de zijkanten van de houder knalt. Ik vond het idee van de posterieure bevestiging aan de servo/aanwijzer ingekapseld tussen de voorplaat en de posterieure muurbevestiging leuk, maar het heeft ook enkele beperkingen. Gebruik de standaard voorbeeld sweep-functie om de hoeklimieten voor de servo te testen en beperk ze in de kaartfunctie. De for-statements aan het einde zijn om de snelheid van de servo te beperken, zodat het momentum van het contragewicht van de lange wijzerarm de sculptuur niet vernietigt.

Stap 6: Gebruik het

Het apparaat is eenvoudig met een paar schroeven op elk muuroppervlak te monteren. Het weegt niet zo veel en omdat het zo langzaam beweegt, slingert het niet veel rond. In de eerste GIFF kun je zien dat het zelfs in je adem ongelooflijk gevoelig is voor CO2. Ademen in het uiteinde van de hoorn verhoogt het potentiële CO2-niveau tot 4%, wat 40.000 ppm zou zijn. De sensor gaat van de schaal af bij 10.000 en je kunt hiermee omgaan bij het programmeren van de beweging van de toverstaf -- dwz output logaritmisch maken of de bewegingscyclus veranderen met snellere schommelingen. Er kunnen gemakkelijk andere experimenten mee worden gedaan, zoals het in een kleine, besloten ruimte met veel mensen plaatsen (kerkkelder tijdens een pot-luck) of buiten op een winderige heuvel. Het laagste dat ik kreeg was ongeveer 410 en dat was gisteren met een storm van 80 km / u. Het mogelijke gebruik van dit instrument zou zijn om mensen vertrouwd te maken met het concept van CO2-monitoring en het belang ervan - niet een of andere abstracte grootheid waar pratende hoofden over gaat, maar wat we daadwerkelijk kunnen meten in onze klaslokalen of musea.

Weersta de drang niet om deel uit te maken van de oplossing voor dit vreselijke probleem, hetzij door onderwijs of door je uit te spreken.