Détection de la pollution de l'air + Filtration de l'air : 4 étapes

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Dernière modifié: 2024-01-30 09:07

Les étudiants (Aristobulus Lam, Victor Sim, Nathan Rosenzweig et Declan Loges) de la German Swiss International School ont travaillé avec le personnel de MakerBay pour produire un système intégré de mesure de la pollution atmosphérique et de l'efficacité de la filtration de l'air. Ce système intégré vous permettra de surveiller à la fois la qualité de l'air filtré et non filtré. Les données seront converties en un ratio d'efficacité et seront représentées graphiquement. Ce projet est recommandé pour les 15+, bien que les plus jeunes doivent faire attention au risque d'électrocution et à la difficulté de la programmation.

Pourquoi devriez-vous faire ceci:

Eh bien, nous pensons que s'il y a certainement beaucoup de motivation pour fournir des données pour la surveillance de la pollution de l'air (ce qui est expliqué en détail sur le site Web de Smartcitizen, nous pensons également que le simple fait de savoir combien de pollution de l'air il y a autour de vous ne fait rien pour votre santé. Nous pensons que nous devons agir nous-mêmes, c'est pourquoi nous avons créé ces capteurs intégrés et ce filtre à air.

Fournitures

• Un gros morceau de carton
• 2x ventilateurs PC
• Plusieurs variétés de filtres à air
• 2 lumières LED
• 2x kits de démarrage Smartcitizen (à acheter ici)
• 2x Résistances
• 1 interrupteur électrique
• 1 ordinateur capable d'exécuter Jupyter Notebook, Matplotlib et Python
• Plus toutes les autres décorations que vous souhaitez avoir !!!

Étape 1: configuration du capteur SCK

Assurez-vous d'avoir vos deux capteurs SCK. Choisissez le premier et connectez-le à la batterie ou à votre ordinateur. Ensuite, allez sur le site d'installation et suivez les instructions. Faites de même pour l'autre capteur. Lorsque vous devez les nommer, nommez-les respectivement A et B pour le capteur d'air non filtré et filtré. Après cela, enregistrez les deux sur le même compte et assurez-vous de vous connecter au compte pour obtenir les données.

Vérifiez que les capteurs fonctionnent en vous rendant sur cette plateforme et en recherchant les noms de vos capteurs. Assurez-vous qu'il publie des données en continu toutes les minutes.

Étape 2: Conception de l'enceinte

Utilisez le carton susmentionné et étalez-le devant vous. Toutes les mesures seront conformes à notre prototype final. Mesurez 12,5 cm d'un côté et coupez dans le carton. Ensuite, placez le ventilateur sur le carton et commencez à utiliser le ventilateur pour rouler le carton. Lorsque vous avez fait un carré complet, marquez le point avec un marqueur. Utilisez des ciseaux pour couper à travers. Répétez cette opération pour l'autre ventilateur.

Étape 3: Puissance aux fans

Nous avons fabriqué un interrupteur qui allume et éteint le purificateur d'air. Pour expliquer le fonctionnement du commutateur, vous pouvez utiliser le schéma à titre de référence. En partant de la gauche du schéma, nous avons un convertisseur 220 volts AC/DC qui réduit les volts à 12 volts pour une utilisation en toute sécurité. Sans cet appareil, l'électricité provenant d'une source d'alimentation sera trop dangereuse pour nous à utiliser. Une fois que les volts ont été considérablement réduits, nous avons 2 fils qui sont connectés à 2 lumières LED et à l'interrupteur. Vous devez souder les fils aux lumières LED afin qu'ils soient tous connectés les uns aux autres. Une fois le circuit terminé et les deux voyants LED testés, connectez les deux fils, un positif et un négatif, au ventilateur. Une fois la configuration terminée, insérez la fiche dans la prise. Une fois que vous avez fait cela, la LED 'power on' devrait s'allumer. Une fois que vous avez basculé l'interrupteur, le voyant LED « fan on » devrait s'allumer et le ventilateur devrait commencer à fonctionner.

Étape 4: coder

Recommandé pour les 15+

Ce programme est réalisé par Victor Sim. Ce programme permettra d'extraire les données du capteur smart citizen de l'API développeur du site smart citizen et de calculer une valeur d'efficacité. Le programme que j'ai utilisé sera écrit en Python 3. J'ai écrit le code sur un Jupyter Notebook sur un Macbook air équipé de Mac OS (version 10.14.6).

Ce dont vous aurez besoin pour ce programme: Matplotlib Numpy Pandas JSON CSV A python 3 IDE

Étape 1: Importez les bibliothèques nécessaires Vous aurez besoin de urllib.request pour demander l'accès à l'API et ouvrir l'URL de l'API. Vous aurez besoin de csv pour convertir le fichier en un fichier csv qui peut être manipulé facilement. Vous aurez besoin de JSON pour lire le JSON dans lequel l'API entre. Vous aurez besoin de pandas pour analyser facilement le bloc de données. Le matplotlib est nécessaire pour que les données soient représentées dans un graphique intuitif.

Étape 2: Demander l'accès à l'API Smart-citizen: Ce code demande des données à l'API. Par expérience, il est essentiel de mettre les en-têtes à la source de la requête pour obtenir une réponse. Les deux URL demandées sont formatées comme suit: référencer l'API smart citizen, obtenir des informations sur les appareils, vérifier l'identifiant d'un certain appareil, référencer l'identifiant du capteur de 87 (capteur PM 2.5) et enregistrer des données toutes les minutes. Il demande ensuite l'accès à l'API.

Étape 3: Ouvrir et analyser les données:

Ces lignes lisent les données, puis mettent les données dans une « jolie impression ». Cela rend les données faciles à lire et donc plus faciles à dépanner.

Étape 4: Convertir les données dans un fichier CSV: Dans ces lignes de code, la bibliothèque pandas lit les données et les convertit en un format csv qui peut être facilement manipulé. Le fichier CSV est ensuite stocké sous la variable data_csv.

Étape 5: Rendre les données CSV digestes: Les colonnes du CSV sont désormais nommées « ignorer » pour la ligne d'index inutile, « heure » pour l'heure à laquelle l'enregistrement a été enregistré et « valeur » pour la concentration de PM 2,5 enregistrée. Toutes les barres obliques et toutes les valeurs sont supprimées afin que les valeurs puissent être tracées facilement sur le graphique.

Étape 6: Trouvez la moyenne de la colonne de valeur:

Ces lignes trouvent la moyenne de la colonne des valeurs, puis placent les valeurs dans une liste pour les tracer facilement.

Étape 7: Créer plus de données pour la comparaison: Répétez le code de l'étape 1 à 6 pour le capteur B à comparer

Étape 8: Tracer les données:

La ligne trace les moyennes des deux capteurs et montre la différence

Étape 9: Trouver l'efficacité:

L'efficacité peut être calculée par la moyenne initiale et la moyenne ultérieure, puis en divisant par la moyenne initiale. Cela peut ensuite être calculé en pourcentage.

COMPLET: vous devriez obtenir un pourcentage et un graphique en sortie. Votre sortie devrait ressembler à l'image ci-dessous: