خلاصه
موضوع کیفیت پایین هوا یک نگرانی مهم است که بر رفاه بسیاری از جوامع، به ویژه افرادی که شرایط بهداشتی دارند، تأثیر می گذارد. توانایی اندازه گیری دقیق کیفیت هوا از اهمیت بالایی برخوردار است. در این ماژول، شما این فرصت را خواهید داشت که با استفاده از قطعات مقرون به صرفه و به راحتی در دسترس، یک سنسور کیفیت هوای پایه بسازید.
مواد و روش ها
- اجزای سخت افزاری مورد نیاز برای این پروژه شامل یک برد Arduino Uno یا یک مدل معادل آن، مانند نمونه موجود در https://www.sparkfun.com/products/12757 است. شایان ذکر است که ما از مدلهای ارزان قیمت مختلف Amazon و SparkFun RedBoards استفاده کردهایم که همگی به اندازه آردوینو Uno سنتی عملکرد خوبی داشتهاند.
- برای تغذیه برد، می توانید از کابل USB متصل به شارژر تلفن، باتری خارجی تلفن یا رایانه استفاده کنید. همچنین، میتوانید از اتصال باتری 9 ولتی با آداپتوری مانند آنچه در https://www.amazon.com/IDS-Battery-Power-Cable-Arduino/dp/B072PTY1WM/ref=sr_1_7?ie=UTF8&qid=1525987560&sr استفاده کنید. =8-7&keywords=arduino+9v+باتری+آداپتور&dpID=41m3xLRH-0L&preST=_SY300_QL70_&dpSrc=srch.
- سنسور کیفیت هوای مورد استفاده در این پروژه از Plantower (http://www.plantower.com/en/) تهیه شده است. کد ما با چندین مدل از جمله 1003، 3003، 5003 و 7003 سازگار است. با این حال، لطفاً توجه داشته باشید که در کد آردوینو، باید متغیر "LENG" را با توجه به مدل خاص مورد استفاده تغییر دهید. کد حاوی نظرات دقیقی است که شما را در این فرآیند راهنمایی می کند. شما می توانید به راحتی این سنسورها را از منابع مختلف خریداری کنید.
- برای ساده کردن فرآیند اتصال سیم برای 5 ولت و زمین، تخته نان و جامپرهای نر به ماده توصیه می شود. تخته نان بستر مناسبی را برای سازماندهی و اتصال سیمهای لازم به خصوص در هنگام استفاده از تمام اجزای اختیاری در این ماژول فراهم میکند. از طرف دیگر، می توانید سیم های چندشاخه خود را برای 5 ولت بسازید و با لحیم کاری زمین را انجام دهید.
- می توانید انواع تخته های نان و جامپرها را در آمازون در پیوندهای زیر پیدا کنید:
– تخته های نان: https://www.amazon.com/s/ref=nb_sb_noss_1?url=search-alias%3Daps&field-keywords=breadboard
– Male-to - جامپرهای زن: https://www.amazon.com/Foxnovo-Breadboard-Jumper-Wires-Female/dp/B00PBZMN7C/ref=sr_1_1?s=electronics&ie=UTF8&qid=1525989304&sr=1-1+to+key جامپرها&dpID=51is6kX6ZsL&preST=_SY300_QL70_&dpSrc=srch - وقتی صحبت از تجسم غلظت ذرات به میان می آید، بسته به سطح مشارکتی که می خواهید، چندین گزینه برای انتخاب دارید. توجه به این نکته مهم است که این سنسورهای کیفیت هوای کم هزینه تخمین نسبی غلظت ذرات معلق (PM) را ارائه می دهند. برای به دست آوردن تخمین های دقیق، کالیبراسیون سنسور برای انواع خاصی از ذرات مورد مشاهده ضروری است.
ما یک صفحه نمایش LCD 16 ستونی در 2 ردیفه را با بسته I2C Arduino برای این پروژه ادغام کرده ایم. کد ارائه شده اطلاعات مختلفی مانند زمان سپری شده از زمان روشن شدن آردوینو، غلظت PM1.0، PM2.5 و PM10 را نمایش می دهد. تعداد زیادی صفحه نمایش LCD در بازار موجود است که می توان از آنها برای این منظور استفاده کرد. ما از یکی از آمازون استفاده کردهایم و اطمینان میدهیم که برد لازم را دارد که فقط به 4 سیم برای اتصال نیاز دارد. لطفاً توجه داشته باشید که هنگام انتخاب یک صفحه نمایش LCD، مطمئن شوید که فقط خود صفحه نمایش نیست، بلکه برد مورد نیاز را نیز شامل می شود. در اینجا یک نمونه از آمازون است: https://www.amazon.com/FICBOX-Serial-Backlight-Display-Arduino/dp/B071XP6PPT/ref=sr_1_5?ie=UTF8&qid=1525383666&sr=8-5&keywords=lcd+screen+ard
کارت خوان microSD برای ضبط داده ها در مدت زمان طولانی ضروری است، که می تواند بعداً در رایانه تجزیه و تحلیل شود. همچنین برای ذخیره سازی به یک کارت microSD نیاز خواهید داشت. توصیه می شود از کارتی با ظرفیت کمتر از 32 گیگابایت استفاده کنید و از فرمت آن به صورت FAT16 یا FAT32 اطمینان حاصل کنید (اکثر کارت ها از قبل فرمت شده هستند، اما ممکن است برای مدل های خاصی نیاز به فرمت مجدد باشد).
در اینجا پیوندهایی به نمونههایی از کارتخوانهای microSD موجود در آمازون وجود دارد:
– ماژول آداپتور کارت خوان MicroSD برای آردوینو: https://www.amazon.com/SenMod-Adapter-Reader-Module-Arduino/dp/B01JYNEX56/ref=sr_1_1_spa؟ s=electronics&ie=UTF8&qid=1525987957&sr=1-1-spons&keywords=sd+card+reader+arduino&psc=1 –
کارت MicroSD (برای ذخیره سازی): https://www.amazon.com/gp/product/B00MHZ70_aupageo_0_0s ?ie=UTF8&psc=1
برای نظارت بر غلظت ذرات، می توانید از مانیتور سریال در ویرایشگر طرح آردوینو با اتصال آردوینو به رایانه خود از طریق USB استفاده کنید. برای دسترسی به مانیتور سریال، می توانید از میانبر صفحه کلید "Ctrl + Shift + M" استفاده کنید یا از طریق منوی "Tools" به آن بروید.
علاوه بر این، اگر پایتون را روی رایانه خود نصب کرده اید، اسکریپت پایتون ارائه شده در انتهای این ماژول می تواند برای ایجاد نمودارهای زمان واقعی کیفیت هوا استفاده شود.