Как собрать сенсор для измерения качества воздуха

0
271 просмотров

Качество воздуха в городах центральной Азии официально мониторят местные гидрометеостанции. До недавнего времени, казалось, что ситуацию в измерении качества воздуха ничто не изменит, пока не появились гражданские экоактивисты с собственными сенсорами.  Во многих городах есть службы, которые измеряют данные по окружающей среде. Собранную информацию анализируют – именно эти данные и показывают насколько экологическое состояние города благоприятно для проживания. Основной пункт в этих исследованиях – качество воздуха. Рост населения ведет к увеличению потребления электричества, тепла, количества автомобилей и предприятий, – все это вместе приводит к большим выбросам вредных веществ в атмосферу. Решение проблем с загрязненным воздухом лежит на городских властях, но они опираются на усредненные цифры официального мониторинга «в пределах нормы» и не торопятся такие решения найти. Например в Алматы альтернативой государственной службе мониторинга «Казгидромет» стали экоактивисты в лице жителей. Их идея проста: горожане самостоятельно могут участвовать в мониторинге воздуха, получать альтернативные данные и сравнивать их с цифрами гидромета. Эти знания помогут людям принимать важные для их здоровья решения, а также вполне возможно смогут изменить позицию городских властей – люди начнут требовать от них принятия эффективных решений для уменьшения загазованности Главный пример гражданского мониторинга воздуха в Казахстане – это алматинец Павел Александров. Он заказал в онлайн-магазине недорогие ручные сенсоры, перенастроил их, установил в разных частях города. Павел информирует жителей, в каких районах города в буквальном смысле «нечем дышать» и в какое время загазованность достигает пика. Таким образом люди даже с гуманитарным образованием могут собрать сенсор для измерении качества воздуха.

 

Как собрать сенсор?

Вся система состоит из нескольких модулей:

  1. Цифровой датчик DHT11 для измерения температуры и влажности воздуха;
  2. Датчик для измерения мелкодисперсной пыли PM2,5 от компании SHARP;
  3. Основной модуль Arduino. Является центром всей системы;
  4. Wi-Fi-модуль ESP 8266 – он помогает все полученные данные передавать на сервер;
  5. Макетная (монтажная) беспаечная плата Breadbord, чтобы все эти детали между собой соединить.

 

Разберем каждое устройство. Цифровой датчик DHT11 измеряет температуру и влажность воздуха. Данные поставляются по проводу в виде цифрового сигнала. Это позволяет передавать информацию на расстоянии до 20 метров. Сенсор работает по собственному протоколу.

Датчик от SHARP отвечает за данные по уровню PM2,5 (PM2,5 – это воздушный загрязнитель, в состав которого входят как твердые микрочастицы, так и мельчайшие капельки жидкостей — прим. ред.)  в воздухе. Массовая концентрация РМ2.5 является ключевым параметром для оценки качества воздуха и его угрозы для здоровья человека. По нормам Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) среднегодовой уровень РМ2.5 должен составлять не больше 10 мкг/м3, а среднесуточный уровень не больше 25 мкг/м3. В отличие от более крупных частиц, РМ2.5 легко проникают сквозь биологические барьеры и поэтому представляют наибольшую угрозу для организма.

Модуль Arduino uno – это главный элемент в сборке датчика. Он соединяет все составляющие сенсора между собой. В процессор Arduino загружается программа, которая будет управлять всеми этими устройствами по заданному алгоритму.

Wi-Fi-модуль ESP8266 позволяет дистанционно управлять и снимать показания с сенсоров через интернет.

Breadbord – это доска для прототипирования – незаменимая вещь для экспериментов с электроникой. Она позволяет быстро, удобно, без паяльника собирать электрические схемы.

 

Второй этап: написание кода для работы сенсора

После того, как устройство будет собрано, начинается процесс написания кода. Данный этап не такой сложный, как все себе представляют. Его даже можно не писать, а найти готовый код в интернете. Для этого надо зайти в поисковик и указать название датчика, который используется.  Должны появиться примеры кодов и можно увидеть наглядно, что с ними делать дальше.

А для того, чтобы работать с платой Arduino uno, надо зайти на сайт arduino.org и скачать там программу под свое устройство. В разделе «загрузки» есть подходящие версии для разных устройств. Устанавливать как любое другое приложение в компьютере.

 

Где купить модули для сенсора и сколько все это будет стоить?

 

Купить их можно «с рук» на сайтах бесплатных объявлений либо заказать в других странах.

Примерные цены за каждый модуль:

  • плата arduıno uno — $30,
  • breadbord — $3,
  • датчик от SHARP — $15,
  • датчик температуры и влажности DHT11 — $3,
  • Wi-Fi-модуль ESP8266 — $8.

В итоге, собственноручно собранный сенсор обойдется в $59. Готовые приборы с экраном домашнего исполнения в китайских онлайн-магазинах продают за $50-70.

Все сенсоры после сборки нужно калибровать, так как цифры могут выдаваться с большой погрешностью. То есть необходимо найти сенсор с точными показателями и подстроить свои данные по его образцу.

 

Источник: сайт Ливингазия.онлайн

Нет комментариев

Также рекомендуем