Giant Analog CO2 Meter: 6 trin (med billeder)

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sidst ændret: 2024-01-30 08:27

Af rabbitcreekFølg mere af forfatteren:

Den nuværende atmosfære over et bjerg på Hawaii indeholder omkring 400 ppm kuldioxid. Dette tal er ekstremt vigtigt for alle, der lever på planetens overflade. Vi er nu omgivet af enten benægtere af denne bekymring eller dem, der vrider deres hænder i en flok af ophidset bekymring. Men dette tal og de tusinder af numre, der følger det i nyhederne, er svære at forstå på daglig basis. Hvad er mængden af CO2 omkring mig? Hvordan kan jeg forholde mig til denne idé om, at gasser i atmosfæren forårsager overophedning af planeten? For de interesserede har jeg bygget en Giant Analog CO2 -måler, der ved hjælp af en 4 fod lang nål vil gøre denne diskussion af ethvert skolelokale eller museum levende for hvordan CO2 måles, og hvordan du kan blive en del af denne gasanalyse.

Fra mit arbejde med at analysere gasblandingerne i snorkler: https://www.instructables.com/id/CO2-Measurement-in-Snorkels/ og det sjove at producere kæmpe tidevandsure: https://www.instructables.com/ id/ Giant-Tide-Clock/ Jeg har genanvendt CO2-sensoren og den robuste servomekanisme til at lave en vægmonteret analog CO2-måler, der meget præcist skildrer det aktuelle CO2-niveau i luften. Det meste af konstruktionen er 3D -printet, og det giver også et præcist digitalt output fra Adafruit fjer E - Ink display. Sensorens kabinets luftsnusehorn er den vidunderlige STL -fil fra: Resize 3 inch Spiral Speaker box by iiime, der oprindeligt blev udført til Nautilus højttalerkabinetter. Den kører på genopladelige batterier eller vægvorter på 5 volt og registrerer alle dine data til den medfølgende SD -kortholder.

Trin 1: Saml dine materialer

Byggematerialerne er ikke billige, men bidrager til den ultimative nøjagtighed af aflæsningerne.

1. Adafruit 2.13 Tri-Color eInk / ePaper Display FeatherWing-Rød Sort Hvid-du kan bruge en meget billig TFT til dette for $ 3,00, men det ville ikke dukke op så godt i sollyset. Ulempen ved denne stabelbare skærm er at den er langsom at opdatere.

2. Adafruit Feather 32u4 Adalogger - MO -versionen af denne enhed fungerer ikke godt med sensoren. Du kan klare dig med den billigere 32u4 almindelige enhed uden SD -kortplads, men det gør det lettere, hvis du vil registrere alle dine data.

3. Robust metalafbryder til/fra med blå LED -ring - 16 mm blå til/fra

4.10, 000ppm MH-Z16 NDIR CO2-sensor med I2C/UART 5V/3.3V interface til Arduino/Raspeberry Pi af Sandbox Electronics-en virkelig stor problemfri oplevelse med dette firma, sørg for at følge instruktionerne for aktivering af 3 volt output- den kører kun på 5 volt

5. Standard navaksel ServoBlock ™ (24T Spline) ServoCity - endnu et fantastisk firma! (Jeg modtager ingen fordele fra mine anbefalinger af disse virksomheder)

6. Standard HiTec Digital Servo, der passer ovenover.

7. 6.00”Aluminiumskanal-Servo City

Trin 2: 3D -udskriv komponenterne

Komponenterne udskrives alle let med PLA på enhver 3D -printer. Den billige Creality CR10, som jeg brugte, har en bred nok outputbase til at muliggøre hornets og bagpladens store størrelse. Det tog et antal timer, men der opstod ingen problemer. Udskriv med support. Hornet blev derefter sprøjtet med den teksturerede maling, der giver det sandede præg til det endelige produkt og dækker de fine linjer i 3D -printet. Bagpladen er designet i Fusion 360 til let at passe til vinduet på Feather E blækdisplayet. De andre filer er til skrueholderen til markørstangen og kassen, der holder modvægte til bunden af markøren.

Trin 3: Byg det

Konstruktionen er ret enkel. Servocity -systemet gør det muligt hurtigt at samle servomekanismen til understøtningsstrukturen. Vedhæftninger til montering af det forreste horn med bagplade, der indeholder al elektronik, er lavet med to bøjede stikplader, som er E6000 limet på bagsiden af pladen. En anden stikplade strækker sig ud på bagsiden for at muliggøre solid montering på et 90 graders vægstik. Markøren, jeg brugte, kan laves i stort set enhver længde-min var cirka 4 fod i størrelse. Jeg brugte en lang indkøringsmarkør, som du kan finde i en stor boksbutik til under $ 5. De er lavet af glasfiber og er pæne og lette i forhold til deres længde. I en situation med en servo, selv med gearkassestøtte, skal du omhyggeligt modvægte vægten og centrere den nøjagtigt i holderen. Min modvægt blev lavet med skiver indesluttet i 3D -printet hus og derefter forseglet med den afskårne ende af stangen i epoxy. Sørg for, at servoen tolererer denne vægt- og modvægtsoplevelse ved at prøve den-servoen skal stoppe med at klynke, når den har nået sin position i softwaren. Hvis det fortsætter med at klage og bevæge dig, har du sandsynligvis et problem.

Trin 4: Tråd/saml

Ledningsdiagrammet er inkluderet ovenfor. Servostift er forbundet til pin 11 i dette scenario. E -papirdisplayet fylder en del pins på fjeren, så brug dem ikke ved et uheld. Sørg for, at SDA-, SCL -parene er korrekt forbundet. Strøm sker via enten en 5 volt vægvorte (2 A) eller Lipo -batteri. Vægvorten ledes gennem tænd/sluk -kontakten monteret i toppen af hornet, som derefter driver fjercomputeren, servoen og sensoren alle med 5 volt. Jeg har også vedhæftet en række blå LED'er til enden af hornet parallelt for at give lidt lys for enden af tunnelen. (Dette er ikke i ledningsdiagrammet.) Lasersensoren til CO2 er monteret nær hornets åbning, så du kan blæse ind i det eller levere andre luftblandinger op til munden. Det digitale kort til det er også monteret inde i hornet, og strømforbindelserne foretages direkte til kontakten. Jordledningen, strømledninger og SDA, SCL -ledninger ledes ud af pladens bagside til fjerbrættet. Adalogger Feather/ E -papirskærmen er monteret bag på pladen. Efter at alle forbindelser er testet, lukkes hornet til bagpladen med E6000 lim natten over.

Trin 5: Programmer det

Virkelig let program med Arduino IDE. Inkluder de forskellige biblioteker til de vedhæftede maskiner: NDIR_I2C.h (inkluderet på Sandbox Electronics-webstedet), "Adafruit_EPD.h" til at køre det smukke E-papir display, Servo.h til standard servobiblioteket. Definer de ben, der er nødvendige for displayet. Definer stiften til servo output. Fastgør servoen og sensoren. Loop -funktionen læser bare sensoren og sender den til servoen med en Map/Constrain -funktion. Den eneste vanskelige del er at begrænse din servo rækkevidde, så den ikke slår ind i siderne af foden. Jeg kunne godt lide ideen om det bageste mount til servoen/markøren indkapslet mellem frontpladen og det bageste vægbeslag, men det har også nogle begrænsninger. Brug standardeksempel fejefunktionen til at teste vinkelgrænserne til servoen og begrænse dem i kortfunktionen. Til -udsagnene i slutningen er at begrænse servoens hastighed, så momentum i den lange pegearms modvægt ikke ødelægger skulpturen.

Trin 6: Brug det

Enheden monteres let på enhver vægoverflade med et par skruer. Det vejer ikke så meget, og da det går så langsomt, svinger det virkelig ikke meget. I den første GIFF kan du se, at den er utrolig følsom over for CO2, selv i dit åndedræt. Indånding i enden af hornet øger det potentielle CO2 -niveau til 4%, hvilket ville være 40.000 ppm. Sensoren går uden for skalaen ved 10.000, og du kan håndtere dette i programmeringen af stavbevægelsen-dvs. lave output logaritmisk eller ændre bevægelsescyklussen med hurtigere svingninger. Andre eksperimenter kan let udføres med det, herunder at sætte det i et lille indelukket rum med masser af mennesker (kirkekælder under en pot-luck) eller udenfor på en vindblæst skråning. Det laveste, jeg fik, var omkring 410, og det var med 50 mph vindstorm i går. Den potentielle brug af dette instrument ville være at gøre folk bekendt med begrebet CO2 -overvågning og dets betydning - ikke en abstrakt mængde, som talende hoveder adresserer, men hvad vi rent faktisk kan måle i vores klasseværelser eller museer.

Modstå ikke trangen til at være en del af løsningen på dette frygtelige problem, hverken ved uddannelse eller udtale.