Giant Analog CO2 -mätare: 6 steg (med bilder)

2024 Författare: John Day | [email protected]. Senast ändrad: 2024-01-30 12:44

Av rabbitcreekFölj mer av författaren:

Den nuvarande atmosfären ovanför ett berg på Hawaii innehåller cirka 400 ppm koldioxid. Detta nummer är oerhört viktigt för alla som lever på planets yta. Vi omges nu av antingen förnekare av denna oro eller de som vrider händerna i en upprörd oro. Men det här antalet och de tusentals siffror som följer det i nyheterna är svårt att riktigt förstå dagligen. Vad är mängden CO2 runt omkring mig? Hur kan jag förhålla mig till denna idé om att gaser i atmosfären orsakar överhettning av planeten? För dem som är intresserade har jag byggt en Giant Analog CO2 -mätare som med hjälp av en 4 fot lång nål kommer att liva upp den här diskussionen i alla skolrum eller museum om hur CO2 mäts och hur du kan bli en del av denna gasanalys.

Från mitt arbete med att analysera gasblandningarna i snorklar: https://www.instructables.com/id/CO2-Measurement-in-Snorkels/ och det roliga att producera gigantiska tidvattensklockor: https://www.instructables.com/ id/ Giant-Tide-Clock/ Jag har återanpassat CO2-sensorn och den robusta servomekanismen för att göra en väggmonterad analog CO2-mätare som mycket exakt visar den aktuella CO2-nivån i luften. Det mesta av byggnaden är 3D -tryckt och den erbjuder också en exakt digital utmatning från Adafruit fjäder E - Ink display. Sensorns kapslingsluftshorn är den underbara STL -filen från: Resize 3 inch Spiral Speaker box by iiime som ursprungligen gjordes för Nautilus högtalarhöljen. Den går på laddningsbara batterier eller väggvorter på 5 volt och registrerar all din data till den medföljande SD -korthållaren.

Steg 1: Samla dina material

Byggmaterialen är inte billiga men ökar avläsningarnas yttersta noggrannhet.

1. Adafruit 2.13 Tri-Color eInk / ePaper Display FeatherWing-Röd Svart Vit-du kan använda en mycket billig TFT för detta för $ 3.00 men det skulle inte dyka upp lika bra i solljuset. Nackdelen med denna stapelbara skärm är att det är långsamt att uppdatera.

2. Adafruit Feather 32u4 Adalogger - MO -versionen av denna enhet fungerar inte bra med sensorn. Du kan klara dig med den billigare 32u4 -enheten utan SD -kortplats, men det gör det lättare om du vill spela in all din data.

3. Robust på/av -omkopplare i metall med blå LED -ring - 16 mm blå på/av

4.10, 000ppm MH-Z16 NDIR CO2-sensor med I2C/UART 5V/3.3V-gränssnitt för Arduino/Raspeberry Pi av Sandbox Electronics-en riktigt bra problemfri upplevelse med detta företag, se till att du följer instruktionerna för att möjliggöra 3 volt utgång- den går bara på 5 volt

5. Standard navaxel ServoBlock ™ (24T Spline) ServoCity - ännu ett fantastiskt företag! (Jag får inga förmåner från mina godkännanden av dessa företag)

6. Standard HiTec Digital Servo som passar ovan.

7. 6.00”Aluminiumskanal-Servo City

Steg 2: 3D -utskrift av komponenterna

Komponenterna skrivs enkelt ut med PLA på alla 3D -skrivare. Den billiga Creality CR10 som jag använde har en tillräckligt stor utgångsbas för att möjliggöra stor storlek på hornet och bakplattan. Det tog ett antal timmar men inga problem uppstod. Skriv ut med stöd. Hornet sprayades sedan med den texturerade färgen som ger den slutliga produkten den sandiga känslan och täcker de fina linjerna i 3D -utskriften. Bakplattan designades i Fusion 360 för att enkelt passa fönstret på Feather E -bläckskärmen. De andra filerna är för skruvmonteringshållaren för pekarstången och höljet som håller motvikterna för pekarens botten.

Steg 3: Bygg det

Konstruktionen är ganska enkel. Servocity -systemet gör att du snabbt kan montera servomekanismen på stödstrukturen. Tillbehör för montering av främre hornet med bakplatta som innehåller all elektronik är gjorda med två böjda kontaktplattor som är E6000 limmade på baksidan av plattan. En annan kopplingsplatta sträcker sig ut baksidan för att möjliggöra solid montering på en 90 graders väggkontakt. Pekaren jag använde kan göras i princip vilken längd som helst-min var cirka 4 fot stor. Jag använde en lång markeringsstav för uppfarten som du kan hitta i en stor lådbutik för under $ 5. De är gjorda av glasfiber och är snygga och lätta för sin längd. I en situation med en servo även med växellådsstöd måste du noggrant motvikta vikten och centrera den exakt i fästet. Min motvikt gjordes med brickor inneslutna i 3D -tryckta höljen och förseglades sedan med polens snittände i epoxi. Se till att servon tolererar denna vikt- och motviktsupplevelse genom att prova den-servon ska sluta gnälla efter att den nått sin position i programvaran. Om det fortsätter att klaga och flytta har du troligtvis ett problem.

Steg 4: Tråd/montera

Kopplingsschemat ingår ovan. Servostiftet är anslutet till stift 11 i detta scenario. E -pappersdisplayen tar upp ganska många stift på fjädern så använd dem inte av misstag. Se till att SDA, SCL -paren är korrekt anslutna. Strömförsörjning sker antingen genom en 5 volt väggvarta (2 A) eller Lipo -batteri. Väggvårtan leds genom PÅ/AV -omkopplaren monterad i toppen av hornet som sedan driver fjäderdatorn, servon och sensorn alla med 5 volt. Jag har också fäst en serie blå lysdioder parallellt med hornets ände för att ge lite ljus i slutet av tunneln. (Detta finns inte i kopplingsschemat.) Lasersensorn för CO2 är monterad nära hornets öppning så att du kan blåsa in i den eller ge andra luftblandningar upp till dess mun. Det digitala kortet för det är också monterat inuti hornet och strömanslutningarna görs direkt till omkopplaren. Jordkabeln, strömkablar och SDA, SCL -ledningar leds ut på baksidan av plattan till fjäderbrädan. Adalogger Feather/ E -pappersdisplaybunten är monterad på baksidan av plattan. Efter att alla anslutningar har testats förseglas hornet till bakplattan med E6000 -lim över natten.

Steg 5: Programmera det

Riktigt enkelt program med Arduino IDE. Inkludera de olika biblioteken för de anslutna maskinerna: NDIR_I2C.h (ingår på Sandbox Electronics webbplats), "Adafruit_EPD.h" för att köra den vackra E-pappersdisplayen, Servo.h för standard servobibliotek. Definiera de stift som behövs för displayen. Definiera stiftet för servoutgång. Fäst servon och sensorn. Slingfunktionen läser bara sensorn och matar ut den till servon med en karta/begränsningsfunktion. Den enda knepiga delen är att begränsa ditt servointervall så att det inte slår in i sidorna av fästet. Jag gillade idén om det bakre fästet till servon/pekaren inkapslad mellan frontplattan och det bakre väggfästet, men det har också vissa begränsningar. Använd standardexemplets svepfunktion för att testa vinkelgränserna till servon och begränsa dem i kartfunktionen. Satserna i slutet är att begränsa hastigheten på servon så att momentumet i den långa pekararmens motvikt inte förstör skulpturen.

Steg 6: Använd den

Enheten monteras enkelt på valfri väggyta med ett par skruvar. Det väger inte så mycket och eftersom det är så långsamt rör det sig verkligen inte mycket. I den första GIFF kan du se att den är otroligt känslig för CO2 även i ditt andetag. Andas in i slutet av hornet höjer den potentiella CO2 -halten till 4% vilket skulle vara 40 000 ppm. Sensorn går utanför skalan vid 10 000 och du kan hantera detta i programmeringen av trollrörelsen-dvs göra utgångslogaritmik eller ändra rörelsecykeln med snabbare svängningar. Andra experiment kan enkelt göras med det, inklusive att placera den i ett litet trånga rum med massor av människor (kyrkans källare under en lycka) eller ute på en vindpinad sluttning. Det lägsta jag fick var cirka 410 och det var med 50 mph vindstorm igår. Den potentiella användningen av detta instrument skulle vara att bekanta människor med begreppet CO2 -övervakning och dess betydelse - inte någon abstrakt mängd som talande huvuden tar upp utan vad vi faktiskt kan mäta i våra klassrum eller museer.

Motstå inte lusten att vara en del av lösningen på detta fruktansvärda problem, antingen genom utbildning eller uttalande.