146浏览
查看: 146|回复: 2

[项目] PM2.5,我能感受到你的浓度

[复制链接]
本帖最后由 怀若谷 于 2021-11-19 19:55 编辑


qw1.jpg



qw2.jpg


图1 pm2.5空气质量传感器及图形化指令积木


前不久,DFRobot商城上线了一款全新的pm2.5空气质量传感器。乍一看,颜值颇高,再一查,支持图形化编程,简单易用,功能挺多。虽然我这山清水秀,无雾霾之忧,但是检测空气质量的传感器我还没玩过,所以冒出一个念头:买它!买它!买它!

到手后,感觉实物的外观确实漂亮,加上准备用掌控板作为主控,手上的是一块装了掌控宝还配有硅胶套的掌控板,颜值也很高,所以打算用亚克力材料给作品做外壳,尽量呈现出这两款产品的高颜值。由于掌控板集成了显示屏和一些传感器,再增加了一个DHT11温湿度模块就够用了,这样的硬件搭配使得成品能做得比较小巧,适合手持,跟一个手机差不多大小。

【演示视频】




【知识链接】


qw3.jpg


图2 雾霾中的城市


PM2.5,中文名为细颗粒物,指环境空气中空气动力学当量直径小于等于 2.5 微米的颗粒物。它能较长时间悬浮于空气中,其在空气中含量浓度越高,就代表空气污染越严重。虽然PM2.5只是地球大气成分中含量很少的组分,但它对空气质量和能见度等有重要的影响。与较粗的大气颗粒物相比,PM2.5粒径小,面积大,活性强,易附带有毒、有害物质(例如,重金属、微生物等),且在大气中的停留时间长、输送距离远,因而对人体健康和大气环境质量的影响更大。细颗粒物的化学成分主要包括有机碳(OC)、元素碳(EC)、硝酸盐、硫酸盐、铵盐、钠盐(Na⁺)等。

根据PM2.5检测网的空气质量新标准,24小时平均值标准值分布如下:
空气质量等级
24小时PM2.5平均值标准值
0~35μg/m³
35~75μg/m³
轻度污染
75~115μg/m³
中度污染
115~150μg/m³
重度污染
150~250μg/m³
严重污染
大于250μg/m³及以上


注:以上知识摘自百度百科 --“细颗粒物


【材料清单】


qw4.jpg


图3 硬件材料


(1)掌控板&掌控宝


(2) pm2.5空气质量传感器


(3)DHT11温湿度传感器



【制作过程】


一、硬件连接

qw5.jpg


图4 硬件连接


将pm2.5传感器接到I2C引脚、DHT11温湿度传感器接到P1引脚。


二、设计外壳

qw6.jpg


图5 外壳图纸


使用LaserMaker软件进行建模。


qw7.jpg


图6 切割好的制件


使用激光切割机对亚克力材料进行切割加工。


三、组装成型

qw8.jpg


图7 组装侧边


(1)在亚克力底板上装上侧边,采用尼龙螺丝螺母固定,拐角处使用亚克力胶水粘贴。


qw9.jpg

图8 安装电子模块


(2)将电子模块安装到底板上


qw10.jpg


图9 安装顶板


(3)合上顶板,使用螺丝紧固。


四、编写程序
(一)基础功能版

该版本能实现在两种模式(大气、标准颗粒物)下切换,可检测pm2.5、pm1.0、pm10三种颗粒物的浓度数值。开机即可工作。

qw11.jpg


图10 子程序1—初始化


qw12.jpg


图11 子程序2——检测模式及颗粒物类型切换


qw13.jpg


图12 子程序3——大气模式检测


qw14.jpg


图13 子程序4——标准颗粒物模式检测


qw15.jpg


图14 主程序


(二)物联网版

当只需要获取户外空气质量和温湿度数据,为晨练或者出行作参考时,可以加入与物联网平台通讯功能, 实现将数据远程传送、云端共享的功能。当然,对一些不需要的功能可以进行精简,甚至都不需要将数据显示在显示屏上,以节省电能、延长工作时间。该版本需要成功连接Wi-Fi和物联网平台后才会进行检测工作。

qw16.jpg


图15 物联网版程序


(三)长时间监测版

当需要进行长时间的监测或者实验时,我们可以进一步精简程序功能,并且根据实验时长确定发送数据的间隔。当数据类型只有一种时,我们可以直接利用物联网平台生成的统计图来进行分析,非常方便。在进行这样的项目时,只使用锂电池供电可能坚持不了多久,建议使用插座供电。

qw17.jpg


图16  pm2.5浓度变化实验程序


【实用测试】

(一)基本功能版测试
制作完成后,我用这个空气质量检测仪检测了一些地方的pm2.5浓度。从数据变化看,基本能反映这些地方的空气质量的好坏,与人的感觉也基本一致。我还与天气预报中空气质量中相关数据进行了对比,结果也较接近。

qw18.jpg


图17 小区内检测


qw19.jpg


图18 一公园深处检测


qw20.jpg


图19 公园边缘处检测


qw21.jpg


图20 在公园内小广场处检测


qw22.jpg


图21 在教室内检测


qw23.jpg


图22 在学校附近街道旁检测


(二)物联网版测试
将空气质量检测仪放在Wi-Fi信号能覆盖到的区域,然后通过电脑或者手机登录物联网平台可测看数据是否传送成功。也可以修改程序,实现当收到某个指令后才发送数据。

qw24.jpg


图23 物联网平台接收到的数据


(三)长时间监测测试
同上面的测试一样,将空气质量检测仪放在Wi-Fi信号能覆盖到的区域,比如阳台上,开机进行长时间检测。通过实际测试,充满电后该检测仪工作了两个半小时就没电了。所以进行更长时间的实验,需要解决好供电问题。

qw25.jpg

图24 长时间监测数据统计图


这一次实验结果中,凌晨0:30后数据骤增,有可能是实际pm2.5浓度确实有很大变化,也有可能是因为电池供电电压下降造成的。有待下次实验!

朋友们,如果有什么好的想法或者意见、建议,欢迎留言交流!


诸葛小毛  学徒

发表于 4 天前

您好,很喜欢您发的帖子,能加一个好友嘛~
回复

使用道具 举报

诸葛小毛  学徒

发表于 4 天前

我的V:YY18874817289
回复

使用道具 举报

您需要登录后才可以回帖 登录 | 立即注册

本版积分规则

为本项目制作心愿单
购买心愿单
心愿单 编辑
[[wsData.name]]

硬件清单

  • [[d.name]]
btnicon
我也要做!
点击进入购买页面
上海智位机器人股份有限公司 沪ICP备09038501号-4

© 2013-2021 Comsenz Inc. Powered by Discuz! X3.4 Licensed

mail