Compteur de CO2 analogique géant : 6 étapes (avec photos)

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

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L'atmosphère actuelle au-dessus d'une montagne à Hawaï contient environ 400 ppm de dioxyde de carbone. Ce nombre est extrêmement important pour tous ceux qui vivent à la surface des planètes. Nous sommes maintenant entourés soit de négateurs de cette inquiétude, soit de ceux qui se tordent les mains dans une vague d'inquiétude agitée. Mais ce chiffre et les milliers de chiffres qui le suivent dans l'actualité sont difficiles à appréhender au quotidien. Quelle est la quantité de CO2 autour de moi ? Comment puis-je me rapporter à cette idée de gaz dans l'atmosphère provoquant une surchauffe de la planète ? Pour les personnes intéressées, j'ai construit un compteur de CO2 analogique géant qui, à l'aide d'une aiguille de 4 pieds de long, animera cette discussion de n'importe quelle salle d'école ou musée sur la façon dont le CO2 est mesuré et comment vous pouvez participer à cette analyse de gaz.

De mon travail avec l'analyse des mélanges de gaz dans les tubas: https://www.instructables.com/id/CO2-Measurement-in-Snorkels/ et le plaisir de produire des horloges à marée géantes: https://www.instructables.com/ id/Giant-Tide-Clock/ J'ai réutilisé le capteur de CO2 et le mécanisme d'asservissement robuste pour créer un compteur de CO2 analogique à montage mural qui représente très précisément le niveau actuel de CO2 dans l'air. La majeure partie de la construction est imprimée en 3D et offre également une sortie numérique précise de l'écran Adafruit Feather E - Ink. La corne de reniflement d'air du boîtier du capteur est le magnifique fichier STL de: Resize 3 inch Spiral Speaker box by iiime qui a été fait à l'origine pour les boîtiers de haut-parleur Nautilus. Il fonctionne avec des piles rechargeables ou des verrues murales de 5 volts et enregistrera toutes vos données sur le support de carte SD inclus.

Étape 1: Rassemblez vos documents

Les matériaux de construction ne sont pas bon marché mais ajoutent à la précision ultime des lectures.

1. Adafruit 2,13 Tri-Color eInk / ePaper Display FeatherWing - Rouge Noir Blanc - vous pouvez utiliser un TFT très bon marché pour 3,00 $, mais il n'apparaîtrait pas aussi bien au soleil. L'inconvénient de cet écran empilable est qu'il est lent à se rafraîchir.

2. Adafruit Feather 32u4 Adalogger -- la version MO de cet appareil ne fonctionne pas bien avec le capteur. Vous pouvez vous en tirer avec l'unité simple 32u4 moins chère sans la fente pour carte SD, mais cela facilite les choses au cas où vous voudriez enregistrer toutes vos données.

3. Interrupteur marche/arrêt en métal robuste avec anneau LED bleu - 16 mm bleu marche/arrêt

Capteur de CO2 MH-Z16 NDIR 4.10, 000ppm avec interface I2C/UART 5V/3.3V pour Arduino/Raspeberry Pi par Sandbox Electronics - une très bonne expérience sans problème avec cette société, assurez-vous de suivre les instructions pour activer la sortie 3 volts - il ne fonctionne que sur 5 volts

5. ServoBlock™ (cannelure 24T) standard à arbre de moyeu ServoCity - une autre excellente entreprise ! (Je ne reçois aucun avantage de mes avenants de ces sociétés)

6. Servo numérique HiTec standard qui s'adapte au-dessus.

7. 6,00 canal en aluminium--Servo City

Étape 2: Imprimez les composants en 3D

Les composants sont tous facilement imprimés avec du PLA sur n'importe quelle imprimante 3D. La Creality CR10 bon marché que j'ai utilisée a une base de sortie suffisamment large pour permettre la grande taille du pavillon et de la plaque arrière. Cela a pris plusieurs heures mais aucun problème n'a été rencontré. Imprimer avec support. La corne a ensuite été pulvérisée avec cette peinture texturée qui donne cette sensation de sable au produit final et recouvre les lignes fines de l'impression 3D. La plaque arrière a été conçue dans Fusion 360 pour s'adapter facilement à la fenêtre de l'écran d'encre Feather E. Les autres fichiers sont pour la vis sur le support de montage pour la tige du pointeur et le boîtier qui contient les contrepoids pour le bas du pointeur.

Étape 3: Construisez-le

La construction est assez simple. Le système d'asservissement vous permet d'assembler rapidement le mécanisme d'asservissement à la structure de support. Les fixations pour monter le klaxon avant avec plaque arrière qui comprend toute l'électronique sont faites avec deux plaques de connecteur coudées qui sont E6000 collées à l'arrière de la plaque. Une autre plaque de connexion s'étend à l'arrière pour permettre un montage solide sur un connecteur mural à 90 degrés. Le pointeur que j'ai utilisé peut être fait pratiquement n'importe quelle longueur - le mien mesurait environ 4 pieds. J'ai utilisé un long poteau de balisage que vous pouvez trouver dans un magasin à grande surface pour moins de 5 $. Ils sont faits de fibre de verre et sont agréables et légers pour leur longueur. Dans une situation avec un servo même avec support de boîte de vitesses, vous devez soigneusement contrebalancer le poids et le centrer avec précision dans le support. Mon contrepoids a été fabriqué avec des rondelles enfermées dans le boîtier imprimé en 3D puis scellé avec l'extrémité coupée du poteau en époxy. Assurez-vous que le servo tolère cette expérience de poids et de contrepoids en l'essayant - le servo devrait cesser de geindre après avoir atteint sa position dans le logiciel. S'il continue à se plaindre et à bouger, vous avez probablement un problème.

Étape 4: câbler/assembler

Le schéma de câblage est inclus ci-dessus. La broche du servo est connectée à la broche 11 dans ce scénario. L'affichage du papier E prend pas mal d'épingles sur la plume, alors ne les utilisez pas accidentellement. Assurez-vous que les paires SDA, SCL sont correctement connectées. L'alimentation se fait soit par une verrue murale de 5 volts (2 A) soit par une batterie Lipo. La verrue murale est acheminée via l'interrupteur marche/arrêt monté en haut du klaxon qui alimente ensuite l'ordinateur de plume, le servo et le capteur avec 5 volts. J'ai également attaché une série de LED bleues au bout du klaxon en parallèle pour fournir un peu de lumière au bout du tunnel. (Ceci n'est pas dans le schéma de câblage.) Le capteur laser pour le CO2 est monté près de l'ouverture du klaxon afin que vous puissiez souffler dedans ou fournir tout autre mélange d'air jusqu'à sa bouche. La carte numérique correspondante est également montée à l'intérieur du klaxon et les connexions d'alimentation sont effectuées directement sur le commutateur. Le fil de terre, les fils d'alimentation et les lignes SDA, SCL sont acheminés à l'arrière de la plaque jusqu'à la carte Feather. La pile d'affichage papier Adalogger Feather/E est montée à l'arrière de la plaque. Une fois toutes les connexions testées, le klaxon est scellé à la plaque arrière avec de la colle E6000 pendant la nuit.

Étape 5: Programmez-le

Programme vraiment simple avec l'IDE Arduino. Incluez les différentes bibliothèques pour les machines connectées: NDIR_I2C.h (inclus sur le site Web de Sandbox Electronics), "Adafruit_EPD.h" pour exécuter le magnifique affichage E-paper, Servo.h pour la bibliothèque d'asservissement standard. Définissez les broches nécessaires à l'affichage. Définissez la broche pour la sortie servo. Fixez le servo et le capteur. La fonction de boucle lit simplement le capteur et le transmet au servo avec une fonction Map/Constrain. La seule partie délicate est de limiter la portée de votre servo afin qu'il ne heurte pas les côtés du support. J'ai aimé l'idée du support postérieur au servo/pointeur encapsulé entre la plaque frontale et le support mural postérieur, mais il a également quelques limitations. Utilisez l'exemple de fonction de balayage standard pour tester les limites d'angle par rapport au servo et les limiter dans la fonction de carte. Les instructions for à la fin visent à limiter la vitesse du servo afin que l'élan du contrepoids du bras de pointeur long ne détruise pas la sculpture.

Étape 6: l'utiliser

L'appareil se monte facilement sur n'importe quelle surface murale à l'aide de quelques vis. Il ne pèse pas tant que ça et comme il se déplace si lentement, il ne bouge pas beaucoup. Dans le premier GIFF, vous pouvez voir qu'il est incroyablement sensible au CO2, même dans votre souffle. Respirer au bout de la corne augmente le niveau potentiel de CO2 à 4%, ce qui serait de 40 000 ppm. Le capteur sort de l'échelle à 10 000 et vous pouvez gérer cela dans la programmation du mouvement de la baguette - c'est-à-dire rendre la sortie logarithmique ou modifier le cycle de mouvement avec des oscillations plus rapides. D'autres expériences peuvent facilement être faites avec, notamment le placer dans une petite pièce confinée avec beaucoup de monde (sous-sol de l'église lors d'un repas-partage) ou à l'extérieur sur une colline balayée par le vent. Le plus bas que j'ai obtenu était d'environ 410 et c'était hier avec une tempête de vent de 50 mph. L'utilisation potentielle de cet instrument serait de familiariser les gens avec le concept de surveillance du CO2 et son importance - pas une quantité abstraite que les têtes parlantes abordent, mais ce que nous pouvons réellement mesurer dans nos salles de classe ou nos musées.

Ne résistez pas à l'envie de faire partie de la solution à ce terrible problème, que ce soit par l'éducation ou la prise de parole.