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[入门] 红苹果-空气质量检测仪

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  冬天长途驾驶,长时间闭窗,车子内CO2浓度和有害气体浓度猛增,时间长了会造成头晕、眩晕、恶心等,严重者可能导致贫血甚至致癌,车内空气污染还会使司机出现呆滞、焦躁不安、注意力无法集中等,影响驾车安全。长时间处于这种有害气体和高浓度CO2的封闭环境下,会对我们的健康造成极大的威胁。
红苹果-空气质量检测仪图1

  我们只有感觉到不舒服时才会开窗透气,但是那时空气质量早已经不健康了。所以我们就很需要一个科学的数据来告诉车内的成员,此时的环境很差了,需要开一小下窗户,透透气。
其实空气质量就是我们的参考来源,而空气质量的主要参数就是二氧化碳和有害气体。那么我们怎么才能让有害气体和CO2无处遁形呢?
红苹果-空气质量检测仪图2

  正巧发现了一款传感器—CCS811,既可以检测有害气体浓度,也可以检测CO2浓度。现在不是流行DIY,那我们就自己动手制作一个车载空气质量测试仪吧。

  话说,查资料的时候,常看到什么VOC、VOCS、TVOC、IAQ、、ppb、ppm什么的。我去,这些都是什么鬼?为了节约大家的时间,我就将网上的知识整理了一下。
红苹果-空气质量检测仪图3

一、专用名词解释
  VOC种类繁多,但在监测和监管时不可能把所有挥发性有机物囊括进去。所以国内衍生一些指标来表征VOC,如VOCs、TVOC和非甲烷总烃。

VOC
VOC是挥发性有机化合物(volatile organic compounds)的英文缩写。普通意义上的VOC就是指挥发性有机物;环保意义上的VOC是指活泼的一类挥发性有机物,即会产生危害的那一类挥发性有机物。
汽车内部的车用粘合剂、车内的合成纤维、塑料、燃料等物质中和油漆等都会散发有害气体(VOC)。
VOCS
VOCVOCS其实是同一类物质,即挥发性有机化合物(Volatile Organic CompoundS)的英文缩写,VOCSVOC的复数形式,由于挥发性有机化合物一般成分不止一种,因此VOCS更精准。
VOC指标只是粗浅的加和挥发性有机物,不能表征出各种成分的区别。
TVOC
TVOC是指所有的各种被测量的VOC的总和,各种被测量的VOC被总称为总挥发性有机物TVOC
TVOC主要用于空气质量监测,可较为快速地监测挥发性有机物,用于空气质量好坏的定性指标。无法显示各组分检测结果、无法作分组筛选/溯源
VOC指标只是粗浅的加和挥发性有机物,不能表征出各种成分的区别。
IAQ
"室内空气品质",是Indoor Air Quality的缩写。是指在某个具体的环境内,空气中某些要素对人们生活、工作的适宜程度,它反映了人们的具体要求而形成的一种概念。
它包括室内空气的温度、湿度、空气新鲜度和洁净度等情况。
TVOC是室内空气质量(IAQ)的重要污染因素,还有四个污染物:二手香烟烟雾、甲醛、霉菌灰尘、一氧化碳

  我们举一个类似的例子来理解一下VOCVOCSTVOC三者之间的关系。空气中只有乙醇这一种有害气体,我们称它为VOC;空气中有乙醇、甲醇、甲苯,我们就称这些为VOCS;当我们测试空气中的全部有害气体浓度总和时,这个“和”就是指TVOC
我们知道了这些专用名词,我们又来了解一下,这些其不同数值范围对人的影响
红苹果-空气质量检测仪图4

我们了解了相应的专业名词,我们又双叒叕来看看关于VOC的量或浓度单位。对环境大气(空气)中污染物浓度的表示方法有两种:

质量浓度表示法
mg/m3
每立方米空气中所含污染物的质量数
体积浓度表示法
ppm
part per million 百万分之一。一百万体积的空气中所含污染物的体积数
ppb
part per billion 十亿分之一。十亿体积的空气中所含污染物的体积数

ppm ppb单独拿出来,不能说是单位,就像%、‰一样,不是单位。1ppm=1000ppb 1ppb=1000ppt
红苹果-空气质量检测仪图5

常见化学有机物分子量计算器http://www.ab126.com/Chemistry/1869.html
红苹果-空气质量检测仪图6

在线ppb/ppm与mg/m³转换器http://www.ab126.com/Chemistry/1900.html
红苹果-空气质量检测仪图7
我们可以通过上面两个网址,进行常见有害气体的单位转换。


二、作品功能
1、测量车内等效有害气体浓度(eTVOC),并显示在液晶屏上
        2、测量车内的等效CO2浓度,并显示在液晶屏上。
        3、液晶屏上配套显示一些车内其他环境参数(温度)
        4、当CO2浓度和TVOC浓度超过设定值时,我们就点亮LED灯。

三、材料准备
配件列表
液晶显示屏12864OLED
显示数据
Beetle控制器
主控
Gravity: CCS811空气质量传感器
测量eTVOC浓度和eCO2浓度
模拟LM35线性温度传感器
测试温度
3.7V电池
供电

红苹果-空气质量检测仪图8红苹果-空气质量检测仪图9
  这款CCS811空气质量传感器能够测量空气中的eCO2和TVOC浓度,通过IIC返回采集到的数据。其功耗低、体积小,并且反应灵敏,对于车内空气质量测量摆件特别合适。
0.96”OLED显示屏无需任何背景,自发光的特性便于人们立马捕捉到显示的信息。尤其是在夜晚开车的状态,自发光可以帮助司机立马了解到车内空气情况。

【配件图】
红苹果-空气质量检测仪图10

四、制作过程

【电路接线图】
红苹果-空气质量检测仪图11

  这里只绘制了主要配件的电路。可以根据自己的心意,适当添加一些提醒类设备(灯、蜂鸣器等)

【实物接线图】
红苹果-空气质量检测仪图12
  我们可以先在Leonardo上面先将应用功能完全实现,然后再换成beetle板子为了能够醒目的提醒驾驶员和乘客,我加入了一小段RGB灯带。CO2浓度和TVOC浓度超过设定值时就发红光提提醒车内人员及时通风
我们就将焊接好的电路3D打印的壳子里好吧,只要把显示屏露出来,其他的随便放(注意短路,我们可以用绝缘胶带将线路裸露部分包裹起来)。这样一个空气质量检测仪就完成了。


Red_Apple.zip

9.47 MB, 下载次数: 3052

gada888  版主

发表于 2020-4-23 17:35:56

这个模块好像不错的样子
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DFrJ5KYVQaH  中级技匠

发表于 2020-4-24 20:18:33

是个好东西,谢谢分享
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