Pengukur CO2 Analog Raksasa: 6 Langkah (dengan Gambar)

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Terakhir diubah: 2024-01-30 09:55

Oleh rabbitcreekIkuti Lainnya oleh penulis:

Atmosfer saat ini di atas gunung di Hawaii mengandung sekitar 400 ppm Karbon Dioksida. Jumlah ini sangat penting untuk semua yang hidup di permukaan planet. Kita sekarang dikelilingi oleh orang-orang yang menyangkal kekhawatiran ini atau mereka yang meremas-remas tangan mereka dalam kebingungan yang gelisah. Tetapi angka ini dan ribuan angka yang mengikutinya dalam berita sulit untuk benar-benar dipahami setiap hari. Berapa jumlah CO2 di sekitar saya? Bagaimana saya bisa menghubungkan gagasan tentang gas di atmosfer yang menyebabkan planet terlalu panas? Bagi mereka yang tertarik, saya telah membuat meteran CO2 Analog Raksasa yang dengan bantuan jarum sepanjang 4 kaki akan memeriahkan diskusi tentang setiap ruang sekolah atau museum tentang bagaimana CO2 diukur dan bagaimana Anda dapat menjadi bagian dari analisis gas ini.

Dari pekerjaan saya dengan menganalisis campuran gas dalam snorkel: https://www.instructables.com/id/CO2-Measurement-in-Snorkels/ dan kesenangan memproduksi jam pasang raksasa: https://www.instructables.com/ id/Giant-Tide-Clock/ Saya telah menggunakan kembali sensor CO2 dan mekanisme servo yang kokoh untuk membuat meteran CO2 Analog yang dipasang di dinding yang sangat akurat menggambarkan tingkat CO2 saat ini di udara. Sebagian besar build dicetak 3D dan juga menawarkan output digital yang akurat dari tampilan E - Ink bulu Adafruit. Klakson penghirup udara dari penutup sensor adalah file STL yang luar biasa dari: Ubah ukuran kotak Spiral Speaker 3 inci oleh iiime yang awalnya dilakukan untuk penutup speaker Nautilus. Ini berjalan dengan baterai isi ulang atau kutil dinding 5 volt dan akan merekam semua data Anda ke dudukan kartu SD yang disertakan.

Langkah 1: Kumpulkan Bahan Anda

Bahan konstruksinya tidak murah tetapi menambah akurasi pembacaan tertinggi.

1. Adafruit 2.13 Tri-Color eInk / ePaper Display FeatherWing - Merah Hitam Putih--Anda bisa menggunakan TFT yang sangat murah untuk ini seharga $3,00 tetapi tidak akan muncul juga di bawah sinar matahari. Kelemahan layar yang dapat ditumpuk ini adalah bahwa lambat untuk menyegarkan.

2. Adafruit Feather 32u4 Adalogger -- versi MO perangkat ini tidak bekerja dengan baik dengan sensor. Anda dapat bertahan dengan unit polos 32u4 yang lebih murah tanpa slot kartu SD tetapi ini memudahkan jika Anda ingin merekam semua data Anda.

3. Sakelar Nyala/Mati Logam Kasar dengan Cincin LED Biru - Nyala/Mati Biru 16mm

4.10, 000ppm MH-Z16 NDIR CO2 Sensor dengan Antarmuka I2C/UART 5V/3.3V untuk Arduino/Raspeberry Pi oleh Sandbox Electronics -- pengalaman bebas masalah yang sangat hebat dengan perusahaan ini, pastikan Anda mengikuti petunjuk untuk mengaktifkan output 3 volt -- itu hanya berjalan pada 5 volt

5. Standar Hub Shaft ServoBlock™ (24T Spline) ServoCity -- perusahaan hebat lainnya! (Saya tidak menerima manfaat dari dukungan saya terhadap perusahaan-perusahaan ini)

6. Servo Digital HiTec Standar yang sesuai di atas.

7. Saluran Aluminium 6.00”--Kota Servo

Langkah 2: Cetak Komponen 3D

Semua komponen mudah dicetak dengan PLA pada printer 3D apa pun. Creality CR10 murah yang saya gunakan memiliki basis output yang cukup lebar untuk memungkinkan ukuran klakson dan pelat belakang yang besar. Butuh beberapa jam tetapi tidak ada masalah yang ditemukan. Cetak dengan dukungan. Tanduk itu kemudian disemprot dengan cat bertekstur yang memberikan nuansa berpasir pada produk akhir dan menutupi garis-garis halus dari cetakan 3D. Pelat belakang dirancang di Fusion 360 agar mudah dipasang di jendela tampilan tinta Feather E. File lainnya adalah untuk sekrup pada dudukan dudukan untuk batang penunjuk dan kasing yang menahan beban penyeimbang untuk bagian bawah penunjuk.

Langkah 3: Bangun Itu

Konstruksinya cukup sederhana. Sistem servocity memungkinkan Anda dengan cepat merakit mekanisme servo ke struktur pendukung. Lampiran untuk memasang klakson depan dengan pelat belakang yang mencakup semua elektronik dibuat dengan dua pelat konektor bengkok yang direkatkan E6000 ke bagian belakang pelat. Pelat konektor lain memanjang ke belakang untuk memungkinkan pemasangan yang kokoh ke konektor dinding 90 derajat. Pointer yang saya gunakan pada dasarnya dapat dibuat dengan panjang berapa pun - ukuran saya sekitar 4 kaki. Saya menggunakan tiang penanda jalan masuk yang panjang yang dapat Anda temukan di toko kotak besar dengan harga di bawah $5. Mereka terbuat dari fiberglass dan bagus dan ringan untuk panjangnya. Dalam situasi dengan servo bahkan dengan dukungan gearbox Anda harus hati-hati mengimbangi berat dan secara akurat memusatkannya di mount. Penyeimbang saya dibuat dengan ring yang tertutup dalam rumah cetakan 3D dan kemudian disegel dengan ujung tiang yang dipotong dalam epoksi. Pastikan servo mentolerir pengalaman wt dan penyeimbang ini dengan mencobanya - servo harus berhenti merengek setelah mencapai posisinya di perangkat lunak. Jika terus mengeluh dan bergerak kemungkinan besar Anda memiliki masalah.

Langkah 4: Kawat / Merakit

Diagram pengkabelan disertakan di atas. Pin servo terhubung ke pin 11 dalam skenario ini. Tampilan kertas E membutuhkan beberapa pin pada bulu jadi jangan menggunakannya secara tidak sengaja. Pastikan pasangan SDA, SCL terhubung dengan benar. Daya dilakukan melalui kutil dinding 5 volt (2 A) atau Baterai Lipo. Kutil dinding disalurkan melalui sakelar ON/Off yang dipasang di bagian atas klakson yang kemudian memberi daya pada komputer bulu, servo, dan sensor semuanya dengan 5 Volt. Saya juga memasang serangkaian LED Biru ke ujung klakson secara paralel untuk memberikan sedikit cahaya di ujung terowongan. (Ini tidak ada dalam diagram pengkabelan.) Sensor laser untuk CO2 dipasang di dekat bukaan klakson sehingga Anda dapat meniupnya atau memberikan campuran udara lain ke mulutnya. Papan digital untuk itu juga dipasang di dalam klakson dan sambungan daya dibuat langsung ke sakelar. Kabel ground, kabel listrik dan SDA, jalur SCL dibawa keluar dari belakang pelat ke papan Feather. Tumpukan tampilan kertas Adalogger Feather/E dipasang di bagian belakang pelat. Setelah semua sambungan diuji, klakson disegel ke pelat belakang dengan lem E6000 semalaman.

Langkah 5: Program Ini

Program yang sangat mudah dengan Arduino IDE. Sertakan berbagai perpustakaan untuk mesin yang terpasang: NDIR_I2C.h (disertakan di situs web Sandbox Electronics), "Adafruit_EPD.h" untuk menjalankan tampilan kertas elektronik yang indah, Servo.h untuk perpustakaan servo standar. Tentukan pin yang diperlukan untuk tampilan. Tentukan pin untuk output servo. Pasang Servo dan sensornya. Fungsi loop hanya membaca sensor dan mengeluarkannya ke servo dengan fungsi Map/Constrain. Satu-satunya bagian yang sulit adalah membatasi jangkauan servo Anda sehingga tidak membentur sisi dudukan. Saya menyukai ide pemasangan posterior ke servo/pointer yang dikemas antara pelat muka dan pemasangan dinding posterior tetapi juga memiliki beberapa keterbatasan. Gunakan contoh fungsi sapuan standar untuk menguji batas sudut ke servo dan membatasinya dalam fungsi peta. Pernyataan for di akhir adalah untuk membatasi kecepatan servo sehingga momentum penyeimbang lengan penunjuk panjang tidak merusak pahatan.

Langkah 6: Gunakan Ini

Perangkat ini mudah dipasang ke permukaan dinding apa pun dengan beberapa sekrup. Itu tidak terlalu berat dan karena gerakannya yang sangat lambat benar-benar tidak banyak berayun. Dalam GIFF pertama Anda dapat melihat bahwa ia sangat sensitif terhadap CO2 bahkan dalam napas Anda. Bernapas ke ujung tanduk meningkatkan potensi tingkat CO2 menjadi 4% yang akan menjadi 40.000 ppm. Sensor keluar dari skala pada 10.000 dan Anda dapat mengatasinya dalam pemrograman gerakan tongkat -- yaitu membuat output logaritmik atau mengubah siklus gerakan dengan ayunan yang lebih cepat. Eksperimen lain dapat dengan mudah dilakukan dengannya termasuk meletakkannya di ruangan terbatas kecil dengan banyak orang (ruang bawah tanah gereja selama pot-luck) atau di luar di lereng bukit yang berangin. Yang terendah yang saya dapatkan adalah sekitar 410 dan itu dengan badai angin 50 mph kemarin. Potensi penggunaan instrumen ini adalah untuk membiasakan orang dengan konsep pemantauan CO2 dan pentingnya -- bukan kuantitas abstrak yang dibahas oleh kepala pembicaraan tetapi apa yang sebenarnya dapat kita ukur di ruang kelas atau museum kita.

Jangan menahan keinginan untuk menjadi bagian dari solusi untuk masalah yang mengerikan ini baik dengan pendidikan atau berbicara.