Приборы для измерения качества окружающей среды. Детектор загрязнения окружающего воздуха Анализатор загрязнения воздуха
Под заказ. Работу прибора можно посмотреть в нашем офисе.
В результате загрязнения атмосферы продуктами сгорания ископаемых видов топлива в атмосферу ежегодно поступает около 20 млрд. тонн углекислого газа.
Загрязнение атмосферы, по оценкам экспертов ВОЗ, приводит к смерти около 3 млн миллионов человек ежегодно. Сегодня загрязнение воздуха как окружающей среды, так и внутри помещений - это самый большой экологический риск для здоровья.
Однако для каждого человека важны конкретные условия в месте его проживания.
Качество воздуха внутри помещений в первую очередь определяется экологичностью стройматериалов и материалов мебели, работоспособностью систем вентиляции и кондиционирования помещения, качеством уборки и проветривания помещения.
Каждый современный человек сталкивается с проблемой плохого самочувствия в помещениях с оптимальным климатическим режимом, оборудованных системами кондиционирования воздуха. Объяснение этому довольно простое. В замкнутых помещениях, с плохой вентиляцией накапливается углекислый газ и мелкодисперсные аэрозольные микроскопические частицы. Системы кондиционирования не обеспечивают очистку воздуха от микрочастиц, более того, создавая потоки воздуха, микрочастицы поддерживаются в атмосфере помещения во взвешенном состоянии.
Присутствие во вдыхаемом воздухе двуокиси углерода даже в незначительных количествах вредно и опасно для здоровья.
Поэтому в жилых помещениях особенно там, где есть дети, необходим мониторинг качества воздуха.
Микроскопические частицы и аэрозоли не приводят к быстрому появлению плохого самочувствия, однако обладают кумулятивным эффектом, причем в зависимости от размера воздействие их на организм проявляется по-разному. Из-за малых размеров эти частицы обладают свойством зависания в потоках воздуха, поэтому официально они называются взвешенными частицами (РМ - particulate matter).
В отличие от более крупных частиц, РМ2.5 легко проникают сквозь биологические барьеры, оседают в легких и поэтому представляют наибольшую угрозу для организма.
Эти глобальные изменения и неутешительные результаты исследований заставляют задуматься как уберечь здоровье людей в этих тяжелых условиях (торфяные пожары, городская пыль и смог), ведь человек не всегда может увидеть и понять,что воздух загрязнен и очень опасен для жизни. Для очищения воздуха используются HEPA-фильтры, а качество их работы поможет определить AirCheck.
Такое устройство сможет помочь контролировать качество воздуха, а также предупредить владельца об утечке газа или присутствия горючих газов. Для дополнительной функциональности в детектор входит датчик влажности и температуры. Эта мини-станция сможет определять все основные загрязнители атмосферы (оксид углерода, оксид азота, диоксид серы, озон и твёрдые частицы воздуха), кроме диоксида серы.
Из-за того, что используемые датчики имеют разную цену и их параметры отличаются один от другого их калибровка происходила при известных автору концентрации газов.
Материалы:
- Arduino Uno
- Источник питания 5В
- LCD шилд RGB 16x2 LCD шилд
- Датчик газовый MiSC-2614 (Озон)
- Датчик газовый MQ-9
- Датчик измерения влажности и температуры Keyes DHT11
- Датчик твёрдых частиц Shinyei PPD42
- Датчик газовый MQ-2
- Датчик газовый MiCS-2714 (NO2)
- Доступ к 3D принтеру (для корпуса, можно использовать имеющиеся пластиковый или деревянный короб)
- Макетная плата
- Вентилятор 5В
- Проводники калибра 24 (0.511 мм) 10 - 15 шт
Электрическая схема:
Эта схема показывает общую схему работы устройства для представления о том что из себя представляет этот детектор. Автор просит обратить внимание на то что большинство портов с датчиками могут быть изменены, но тогда потребуется изменить код программы.
Шаг первый. Датчик твёрдых частиц.
Для сбора данных о твёрдых частицах используются два датчика Shinyei PPD42.
Каждый из них имеет два выхода: левый жёлтый для мелких твёрдых частиц, и второй для больших частиц. Выходы будут подсоединены к Ardiuno с напряжением питания 5В, как указано на общей схеме.
Каждый из датчиков использует светодиод и фотодиод для замера концентрации в воздухе частиц.
Шаг второй. Плата газового датчика.
Ниже показана схема печатной платы датчиков газа и температуры с влажностью. Автор печатную плату изготавливал самостоятельно и рекомендует делать также тем, кто займётся этим проектом, и отмечает что плата, может, отличаться физически от той, которая указанна на схеме.
Шаг третий. Датчики NO2 и озона.
В самоделке используют датчики с поверхностным монтажом MiCS-2614 и MiCS-2714, они обнаруживают озон и двуокись озона в воздухе.
Каждый датчик в своём сенсорном элементе использует внутренний резистор. На схеме указано расположение измерительного резистора между выводами K и G. Для определения их правильного расположения использовался омметр. Сопротивление резистора находится в пределах кОм. Также датчики имеют нагревательный элемент между выводами H и A, который поддерживает температуру сенсорного элемента. Нагревательный элемент имеет сопротивление в 50-60 кОм.
Шаг четвёртый. Датчики газа.
Автор использует датчики газовые MQ-2 и MQ-9, которые измеряют токсичные газы. Датчики используют газочувствительный резистор для обнаружения токсичных газов, и используют свой нагревательный элемент для установки и сохранения требуемой температуры датчика.
Датчики устанавливаются согласно схеме макетной платы. Датчик MQ-2 соединяется выводом с меткой А к питанию 5В, вывод G к земле, вывод S к земле через резистор 47 кОм. Датчик MQ-9 подключается немного иначе: вывод А к транзистору, В к питанию 5В вывод G к земле и вывод S к земле через резистор 10 кОм.
Шаг пятый. Датчик влажности и температуры.
Этот датчик является обязательным, так как контроль за влажностью и температурой является очень важной частью в определении концентрации газов. Повышенные значения влажности и температуры сильно повлияют на точность измерений за обеими этими параметрами можно следить с помощью одного датчика. Его подключение происходит следующим образом: левый вывод подключается к питанию, средний вывод -сигнальный выход, а правый к земле. Сигнал от этого датчика будет поступать на цифровой порт Arduino.
Шаг шестой. Вентилятор и источник питания.
Если заглянуть на схему всего проекта то можно заметить что используется только одно входное напряжение 5В. В этой самоделке используется обычный сетевой адаптер. Для правильной работы устройства, и для предотвращения перегрева используется корпусный вентилятор 5В.
Шаг седьмой. Корпус.
Корпус можно изготовить из подручных материалов таких как дерево, металл, пластик. Автор использовал 3D принтер, внизу статьи приложен файл для печати.
Уровень комфорта и безопасности человека зависит от микроклимата там, где люди проводят большую часть своей жизни, а именно: в доме, офисе и в служебном кабинете. Загрязнение атмосферы, сокращение зеленых насаждений, применение синтетических материалов ухудшает состав и свойства вдыхаемой воздушной смеси. В нашей стране существуют нормативные документы, которых обязаны придерживаться ответственные владельцы производств и компаний. Чтобы иметь представление о составе воздушной смеси, разработаны устройства и детекторы, которые определяют состояние атмосферы на наличие пыли, содержание вредных веществ, отклонение параметров воздушной смеси от нормативных характеристик.
Область применения газоанализаторов
Очень важной областью применения газоанализаторов является контроль чистоты воздуха в кабинетах здания, что понятно, ведь владелец небольшой компании, офиса или кинотеатра не сможет воздействовать на городской воздух. В кабинете, учитывая современные возможности, создать приемлемую атмосферу можно, установив вентиляционную систему, которая будет работать в нужном режиме, учитывая состояние воздушной смеси, что позволяет создать в служебных помещениях оптимальную атмосферу. Санитарными нормами установлены специальные характеристики воздуха, куда входят температура, влажность, концентрация углекислого газа, озона, летучих органических соединений, задымленность и запыленность. Эффективность и скорость определения показателей зависит от точности датчика качества воздуха. Когда в здании находится много людей, газоанализатор должен быстро измерять состояние воздушной смеси, по его командам, подача чистого воздуха должна осуществляться более интенсивно. Если людей мало или нет совсем, подача должна снижаться вплоть до полной остановки.
Анализаторы углекислого газа в помещении
Одним из основных параметров, которые характеризуют оптимальный состав воздуха, является концентрация углекислого газа. Когда человек заходит в офис и отмечает, что в нем душно, это, скорее всего, говорит о повышенном содержании диоксида углерода. При вдыхании воздуха, где содержание углекислоты выше рекомендуемых значений, организм ощущает дискомфорт, человек чувствует себя уставшим, становится невнимательным и рассеянным. При нахождении в служебном кабинете значительного количества человек, когда все они выдыхают углекислоту, в помещении становится душно, поэтому основным критерием плохого состава воздушной смеси становится содержание в ней углекислого газа, говорящего о необходимости проветрить офис. Отслеживание содержания углекислоты в воздухе позволяет контролировать состояние атмосферы в здании. Для этого применяются датчики качества воздуха, отслеживающие уровень двуокиси углерода, выпускаются они различными фирмами, имеется много различающихся по цене и характеристикам моделей, предлагаются различные варианты их размещения.
Комнатные детекторы
Отслеживание содержания диоксида углерода комнатными датчиками качества воздуха "Ардуино" основано на ослаблении инфракрасного излучения при увеличении количества диоксида углерода. Осуществляется измерение инфракрасным анализатором. Комнатные анализаторы состояния воздушной смеси дают возможность индивидуальной регулировки подачи внешнего воздуха при необходимости освежить кабинет, обеспечивают соответствующее стандартам состояние воздуха, снижают затраты на электроэнергию, поскольку подача осуществляется в нужный момент. Выпускается немало моделей комнатных датчиков качества воздуха, имеется много типов приборов настенного размещения. Из комнатных детекторов контроля состояния воздуха наибольшее применение имеют два вида:
- Детектор двуокиси углерода, имеющий релейный выход, кнопки управления вентиляционной системой, светодиодной индикацией.
- Детектор без индикации и кнопок управления. Анализаторы показывают содержание двуокиси углерода в комнате, при превышении его концентрации сотрудник самостоятельно включает вентиляцию и обеспечивает приток чистого внешнего воздуха. Все детекторы могут измерять количество диоксида углерода, отслеживая граничные показатели, измерения обычно имеют следующие диапазоны:
- От 0 до 0.02%.
- От 0 до 0,03%.
- От 0 до 0.05%.
- От 0 до 0,1%.
Полученные данные преобразуются в активные выходные сигналы на монитор, возможно использование аналогового вывода данных, несущих в себе информацию о концентрации диоксида углерода. Государственными стандартами регламентируется допустимая концентрация диоксида углерода в воздухе и производительность вентиляционной системы, которая зависит от количества людей. По стандарту, на одного сотрудника должно приходиться не менее тридцати кубометров приточного воздуха в час. Комнатный датчик качества воздуха необходимо в соответствии с нормами устанавливать на расстоянии, превышающем один метр от постоянного местонахождения людей, но не ближе одного метра до приточной вентиляции.
Автоматические датчики для вентиляции
Для автоматизации процесса работы системы подачи и очистки используются датчики качества воздуха для вентиляции. Эти устройства подключены к приборам управления вентиляцией и при отклонении параметров от заданных автоматически регулируют приток кислорода. Автоматизация систем вентилирования дает возможность поддерживать состояние воздуха в помещении на оптимальном уровне, позволяет исключить человеческий фактор. Встроенные в вентиляцию датчики качества воздуха также позволяют экономить электроэнергию, так как кондиционеры и вентиляционные системы работают не постоянно, а только в заданное программой время. Анализаторы могут быть подсоединены к системам увлажнения или озонирования. Технология работы прибора состоит в том, что через реле датчик включает вентиляционную систему только тогда, когда замечено превышение концентрации диоксида углерода.
Газоанализатор SQA
Кроме углекислого газа в доме могут витать другие газы и запахи. Для того чтобы отслеживать качество вдыхаемого кислорода и повышение концентрации некоторых газов, и были разработаны газоанализаторы. Они способны контролировать характеристики воздушной смеси. Датчик качества воздуха SQA отслеживает концентрацию не отдельного элемента атмосферы, углекислоты или другого отдельного газа, он включает вентиляцию при обнаружении органических веществ, изменяющих состав атмосферы в зависимости от заложенных в устройство параметров. После того как параметры микроклимата офиса достигнут нормы, а воздушная смесь приобретет необходимые характеристики, подача воздуха извне будет продолжаться еще некоторое время, установленное таймером, до двадцати пяти минут. Устройству контроля можно установить заданные параметры воздуха, при отклонении от них он включает принудительную подачу воздушной смеси до достижения оптимального состава.
Детектор контроля загрязнений воздуха Arduino
Организацией по охране окружающей среды выделены основные пять загрязнителей воздуха, к ним относятся оксид азота, диоксид серы, оксид углерода, озон, твердые частицы. Датчик качества воздуха Arduino является оптимальным и очень экономичным способом отслеживания чистоты воздуха, он может выявлять загрязнение основными вредоносными агентами, кроме диоксида серы. Устройство имеет также детектор твердых частиц, влажности, температуры и анализатор выявления наличия бытового газа, что дает возможность определить утечки и наличие в воздухе других горючих углеводородов. Датчики качества воздуха запускают вентиляцию в автоматическом режиме для очистки здания. Это происходит в том случае, если имеется превышение по любому заданному параметру.
Датчики качества воздуха VOC
Аббревиатура VOC означает "летучие органические вещества". Датчик качества воздуха VOC оценивает состав смешанного воздуха анализатором смешанного газа. Им отслеживается концентрация имеющейся смеси определяет состояние воздуха, позволяет количественно оценить насыщенность его различными газами, сигаретным дымом, парами бензина, растворителя, краски. Этот датчик сам калибруется, управляется микропроцессором, превышение концентрации вредных примесей обнаруживается использованием химического чувствительного элемента, который вступает в реакцию с органическими примесями загрязнителей воздуха, что ведет к изменению его электропроводности. Она измеряется приборами и переводится в цифровой вид. Чувствительный химический элемент при эксплуатации прибора расходуется, срок его службы зависит от типа загрязняющих веществ и их концентрации.
Детекторы состояния воздуха KNX
KNX - это автоматизированная система комплексного обслуживания зданий, стандартизированная и использующая единое программное обеспечение. Автоматизация управления домом с применением системы дает возможность значительной экономии энергоресурсов, например, применение комплексного обслуживания здания при управлении вентиляцией может обеспечить экономию электроэнергии до сорока пяти процентов. При использовании системы KNX датчики качества воздуха управляют вентиляцией помещений здания в целом. Детекторы других функций, отопления, жалюзи, освещения также подсоединены к устройствам управления этих систем. Суть схемы управления микроклиматом в здании заключается в измерении датчиками контроля качества воздуха, фиксировании текущих показаний и передаче их в систему управления микроклиматом, которая регулирует подачу или прекращение подачи свежего воздуха в то или иное помещение.
Устройства для выявления пыльцы
В настоящее время выпускается целая линейка датчиков качества воздуха в помещении, способных определить наличие в воздухе пыльцы. Такие устройства определяют степень загрязнения атмосферы твердыми частицами. Компании-производители разработали и реализуют устройства для определения количества пыли и пыльцы, способные различать частицы размерами до 2,5 микрон с помощью оптических способов и с использованием лазерного луча. Частицы подобного размера считаются серьезными и опасными для здоровья загрязнителями воздуха, в Японии и Китае они считаются важным фактором роста заболеваний. Особенно опасна пыльца и пыль для болеющих астмой, хронической пневмонией, сердечно-сосудистыми заболеваниями при сезонном цветении растений. Оптический способ состоит в том, что рассеянный от частиц свет собирается системой зеркал. Разработчики датчиков считают, что прибор способен отличать частицы пыли от пыльцы, анализируя характерные особенности рассеянного света. Детекторы, использующие оптический способ контроля концентрации пыли и пыльцы в воздухе, показывают количество взвешенных в воздухе частиц. Прибор, использующий лазерный луч для определения количества твердых частиц в воздухе, применяет способ направления лазерного луча в воздух, по рассеянию возвращенного луча определяется концентрация взвешенных в воздухе твердых частиц.
Очистители воздуха от пыльцы
На определении степени загрязнения люди остановиться не могли и разработали устройства для очистки воздуха от примесей. Хорошим изобретениям по очистке воздуха необходимо выполнять минимум две задачи: поддерживать оптимальное состояние воздуха вентилированием, очищать его от взвешенных частиц, а также вредных газов. Эти приборы должны быть оснащены фильтрами, которые должны улавливать пыль, пыльцу и другие твердые загрязнители. Принцип очистки заключается в прогонке воздушной смеси вентилятором прибора через набор фильтров, что позволяет обеспечивать быструю очистку значительных по объемам помещений.
Многие модели оборудованы угольными фильтрами, которые улавливают большую часть канцерогенных веществ, газов, ликвидируют запахи, табачный дым, иногда модели дополнительно оснащены ионизаторами воздуха. Также существуют приборы для измерения качества воздуха с датчиками на пыльцу. По способам очистки можно выделить следующие виды очистителей:
- Электростатический очиститель производит очистку ионизированным воздухом. Он эффективно улавливает пыль, копоть и табачный дым. Оснащение озонатором помогает регулировать количество микробов и бактерий. Прибор несложен в уходе, электроэнергии потребляет немного, недорог, не требует расходных материалов, нужно лишь периодически убирать накопившуюся пыль.
- Очистители со сменными фильтрами очень эффективны против пыли. Они недорогие, но периодически требуется заменять фильтры.
- Фотокаталитические очистители считаются самыми эффективными, очистка производится путем разложения твердого вещества воздуха под действием ультрафиолетовых лучей и катализатора. Эффективен также против запахов и дыма. Эти приборы не нуждаются в расходных материалах, но имеют довольно высокую стоимость.
- Очистители, использующие для воду. Приборы такого типа обычно сочетают одновременно увлажнитель и очиститель воздуха.
Часто производителю в одном датчике качества воздуха приходится умещать целую комбинацию из разных способов очистки, что увеличивает эффективность прибора. Выбор такого аппарата стоит производить с учетом площади дома, количества пыли, наличия курильщиков, а также цены и производителя. Человеком придумано много способов для обнаружения загрязняющих веществ и контроля за состояния воздуха в помещениях, будет придумано еще больше. Однако, все-таки, не стоит забывать об элементарных, веками испытанных способах борьбы с пылью, грязью и запахами, это систематическая влажная уборка и очищение от пыли.
В современных жилых помещениях применяют комплексный автоматизированный контроль состояния условий пребывания в служебных помещениях, который в автоматическом режиме позволяет реагировать на изменение характеристик микроклимата в зданиях. А вот в старых сооружениях вентиляция редко оснащена хотя бы грубыми фильтрами для очистки поступающего воздуха от крупных частиц пыли. Для того, чтобы не подвергать риску здоровье персонала, специалисты рекомендуют устанавливать локальные системы поддержания микроклимата в помещениях. В этом может помочь датчик реле качества воздуха.
Данное устройство предоставит пользователям экономичное решение для контроля качества воздуха. Организации по защите окружающей среды определили пять основных загрязнителей атмосферы: озон, твердые частицы в воздухе, оксид углерода, диоксид серы и оксид азота. Данное устройство может детектировать все эти загрязняющие вещества, кроме диоксида серы. Кроме того, устройство включает детектор бытового газа, что позволит предупреждать пользователей об утечке газа или присутствия горючих газов. Также в комплект входит датчик температуры и влажности.
Мы откалибровали устройство согласно даташитов датчиков для предварительной оценки качества работы устройства в целом. Так как используемые датчики достаточно дешевые и их параметры значительно колеблются от компонента к компоненту, их калибровка выполнялась при заранее известной концентрации вредных газов.
Шаг 1: Материалы
Управление и питание
- Микроконтроллер Arduino Uno
- Источник питания напряжением 5В
- RGB 16x2 LCD шилд
Датчики
- Датчик твердых частиц Shinyei PPD42
- Газовый датчик MQ-2
- Газовый датчик MQ-9
- Газовый датчик MiCS-2714 (NO2)
- Газовый датчик MiSC-2614 (Озон)
- Датчик температуры и влажности Keyes DHT11
Дополнительные материалы для сборки
- Доступ к 3D принтеру
- Макетная плата
- 5В вентилятор
- 10 - 15 проводников калибра 24 (0.511 мм)
Шаг 2: Общая электрическая схема
Вышеуказанная электрическая схема представляет собой общую схему, демонстрирующую работу детектора вредных газов. Подробная электрическая схема для макетной платы будет представлена ниже. Примите во внимание, что вы можете изменить большинство цифровых и аналоговых портов, к которым подключаются датчики, если это будет необходимо (по любой причине); для этого следует внести изменения в предоставленный код программы.
Шаг 3: Датчик твердых частиц
Для сбора данных о концентрации твердых частиц в воздухе мы использовали два пылевых датчика Shinyei PPD42.
Каждый датчик Shinyei имеет два сигнальных выхода: один для мелких твердых частиц (левый желтый провод на изображении выше) и один для больших твердых частиц. Эти выходы подсоединены к цифровым входам Ardiuno. Для портов датчика требуется напряжение питания +5В и земля. Смотрите общую электрическую схему.
Каждый датчик использует инфракрасный светодиод и фотодиод для измерения концентрации рассеянных в воздухе твердых частиц. Внутренняя схема преобразует выходной сигнал фотодиода в цифровые сигналы. Обычно на выходе датчика сигнал +5В, а когда датчик обнаруживает частицы, он посылает низковольтный импульс. Период времени, когда на выходе низкий сигнал или "low-pulse occupancy percentage" (процент времени, в течение которого на выходе фотодиода низкий уровень напряжения) пропорционален концентрации твердых частиц в воздухе.
Подробный анализ обратного декодирования датчика Shinyei PPD42 указан в учебном материале Трейси Аллена
Шаг 4: Печатная плата газового датчика
Выше показана электрическая схема для печатной платы газовых датчиков и датчика температуры/влажности. Подробные сведения об установке каждого компонента указаны ниже в следующих шагах. Заметьте, что ваша печатная плата может отличаться физически от указанной на изображении. Фактически, рекомендуется самостоятельно изготовить печатную плату для компонентов с поверхностным монтажом, вместо использования макетной платы.
Шаг 5: Датчики озона и NO2
Мы использовали датчики с поверхностным монтажом MiCS-2614 и MiCS-2714 , которые могут обнаруживать в воздухе озон и двуокись азота соответственно.
Оба этих датчика используют внутренний резистор в своем сенсорном элементе. На схеме выше измерительный резистор расположен между выводами (G) и (K). Используйте омметр для того, чтобы убедиться в правильном расположении выводов. Сопротивление резистора должно находиться в пределах 10-20 kΩ.
Кроме того оба датчика оснащены нагревательным элементом между выводами (A) и (H). Данный нагревательный элемент поддерживает требуемую температуру сенсорного элемента. Сопротивление нагревательного элемента составляет 50-60Ω.
В идеальном случае оба датчика необходимо установить поверхностно на печатной плате. Однако при отсутствии печатной платы следует аккуратно подпаиваться к выходам этих датчиков, используя низкотемпературный припой и проявлять особую осторожность.
Как показано на электрической схеме для макетной платы, мы установили резисторы номиналом 82Ω и 131Ω последовательно с нагревательными элементами датчиков MiCS-2614 и MiCS-2714 соответственно. Это гарантирует, что нагревательные элементы получат необходимый уровень мощности. Если у вас нет резистора номиналом 131Ω (это нестандартное значение), тогда используйте резисторы на 120Ω и 12Ω, подключенные последовательно.
Мы разместили измерительные резисторы в обоих датчиках последовательно с резисторами 22kΩ с целью создания делителя напряжения. По напряжению на выходе делителя напряжения мы смогли вычислить измерительное сопротивление датчика.
Rsenor = 22kΩ * (5В / Ввых - 1)
Шаг 6: Датчики токсичного газа MQ
Для измерения токсичных газов, включая пропан, бутан, сжиженный попутный газ и оксид углерода, мы использовали газовые датчики MQ-2 и MQ-9 .
MQ-2 и MQ-9 очень похожи на датчики MiCS. Они используют газочувствительный резистор (SnO2) для детектирования концентраций токсичных газов и имеют нагревательный элемент для поддержания требуемой температуры датчика. Схемы, используемые для этих датчиков, аналогичны схемам для датчиков MiCS, за исключением того, что мы использовали транзистор вместо резистора для регулировки нагревательной мощности в MQ-9.
Для получения подробных сведений касательно монтажа обратитесь к электрической схеме для макетной платы. Для датчика MQ-2, подсоедините вывод с меткой A к 5В питания, вывод с меткой G к земле, а вывод с меткой S подсоедините к земле через резистор 47 kΩ. Для газового датчика MQ-9, подсоедините вывод с меткой A к транзистору, вывод с меткой B к 5В питания, вывод с меткой G к земле, а вывод с меткой S подсоедините к земле через резистор 10 kΩ.
Шаг 7: Датчик температуры и влажности
Данный датчик нужно обязательно использовать, поскольку контроль температуры и влажности играет важную роль в определении концентрации газов. Высокая влажность и температура значительно влияют на точность измерений. Поэтому очень важно контролировать эти изменяющиеся параметры. Температуру и влажность можно одновременно контролировать с помощью одного датчика. Согласно изображению выше, левый вывод присоединяют к питанию, средний вывод – сигнальный выход, а правый к земле. Выходной сигнал от данного датчика поступает на цифровой порт Arduino. В нашем коде предполагается, что температурный сигнал поступает на цифровой порт 2. При необходимости можно поменять на другой цифровой порт; просто в код программы следует внести соответствующие коррекции в зависимости от выбранного порта. Для надлежащего использования данного компонента обратитесь к электрической схеме для макетной платы.
Шаг 8: Источник питания и вентилятор
Если вы обратите внимание на электрическую схему для всего проекта, то увидите, что вам необходимо только одно входное напряжение величиной 5В. Для данного проекта можно использовать обычный сетевой адаптер, показанный выше. Кроме того, вам потребуется корпусной вентилятор, который поможет предотвратить перегрев устройства. Можно использовать стандартный 5В вентилятор требуемого размера.
Шаг 9: Корпус
Корпус можно изготовить многими способами. Мы использовали UP 3D принтер. Мы приложили STL файл, который использовали для окончательной печати.
Шаг 10: Код программы
Код для извлечения исходных данных из устройства прикреплен выше. Данный код распечатывает на компьютере через последовательный монитор значения сопротивления датчика, процент занятости низко импульсных сигналов Shinyei PPD42 и показания температуры и влажности. Также исходные данные можно просмотреть на LCD дисплее.
Для правильной работы кода сначала необходимо загрузить библиотеки для LCD шилда, и датчиков температуры и влажности. Библиотеки можно найти на следующих веб-сайтах:
Шаг 11: Интерпретация данных
Для определения концентрации твердых частиц мы использовали Дэвида Холстиуса (David Holstius). В статье для пылевого датчика Shinyei PPD42 были определены соотношения выходов датчика и измерений, проведенных Управлением по охране окружающей среды. Диаграммы в приложении указывают наиболее подходящие графики для данных. Мы использовали графики для выполнения аппроксимации концентрации твердых частиц PM2.5 в микрограммах на метр кубический следующим образом:
PM2.5 = 5 + 5 * (небольшой процент времени, в течение которого на выходе фотодиода низкий уровень напряжения).
Для оценки концентрации газа от газовых датчиков MiCS, мы использовали графики в даташитах (NO2 и ) для извлечения функций, касающихся сопротивления датчика по отношению к концентрации газа.
Для датчиков MQ мы использовали графики из даташитов датчиков для качественной оценки данных. Когда значение сопротивления падает ниже половины сопротивления в воздухе, то вероятно, что датчик обнаруживает целевые газы. Когда сопротивление падает на коэффициент 10, уровни целевого газа будут в районе 1000 промилле, то есть близко к требуемому безопасному пределу.
Кислород - это источник жизни. К сожалению, на сегодняшний день окружающая среда пребывает в не очень хорошем состоянии. Мы вынуждены вдыхать вместе с кислородом массу вредных веществ и элементов. Это может привести к различным заболеваниям и отразиться негативно на состоянии вашего здоровья.
Многие думают, что выхода нет, ведь отказаться от потребления кислорода, значит обрести себя на погибель. В первую очередь нужно иметь преставление о сложившейся ситуации. Как говорится: " Предупрежден, значит, вооружен." В этом вам поможет анализатор воздуха.
Анализатор воздуха в квартире
Существует множество приборов, позволяющих и очистить воздух в помещении. Анализатор воздуха в квартире укажет вам на наличие не только вредных веществ, но и бытовых загрязнений. Пыль, пары аэрозолей, выхлопные газы, попавшие в комнату через открытое окно, все это может попадать в ваши дыхательные пути на протяжении всего дня. И если очистить кислород на открытой территории будет проблематично, то сделать это в квартире будет намного проще.
Анализатор воздуха на наличие вредных веществ вы легко можете подключить к вашему очистителю воздуха. Это позволит автоматизировать работу устройств, и как только показатели состава воздуха на анализаторе превысят норму, очиститель тут же начнет очистку. Такая система позволит сэкономить электроэнергию, ведь очистителю не нужно больше работать круглосуточно. И сами приборы прослужат значительно дольше. Купить анализатор воздуха в квартире стоит всем, кто заботится о своем здоровье.
С помощью анализатора воздуха Xiaomi можно узнать экологическую обстановку в любом месте и районе города. Например, вам проще будет подобрать местность для утренней пробежки или прогулки с ребенком. Аксессуар легкий и удобный, и вам несложно будет взять его с собой.
В инструкции вы обнаружите код для приложения , с помощью которого вы сможете управлять устройством со своего смартфона. Аксессуар имеет квадратную форму, его размеры чуть больше спичечного коробка. Ж/к дисплей черного цвета и белый корпус придают устройству привлекательный внешний вид. Купите анализатор воздуха и, подключив его к смартфону, вы сможете управлять устройством на расстоянии.
Анализатор воздуха на наличие вредных веществ
Снимите защитную пленку, и запустите устройство, нажав кнопку на верхней панели. Через несколько секунд на экране анализатора качества воздуха появятся показатели, и световой датчик укажет качество кислорода.
Зеленый сигнал означает, что концентрация вредных веществ не превышает норму. Оранжевый говорит о средней загрязненности окружающей среды. Красный укажет на опасную для здоровья атмосферу.
Также на экране будут указаны показатели вредных веществ в цифровом эквиваленте. Норма - от 0 до 77, средняя загрязненность - от 76 до 150 и повышенная - от 150 до 600. Чуть ниже цифровых показателей можно видеть степень зарядки батареи анализатора воздуха в помещении, значок работы Wi-Fi и название модели PM2,5.
Задняя панель прибора для измерения чистоты воздуха выполнена в виде решетки. Именно через нее порция кислорода попадает в бытовой анализатор воздуха для определения ПДК. Внутри находится высокоточный лазер, который измеряет наличие частиц.
Портативный анализатор воздуха имеет вход для зарядного устройства и Wi-Fi. С помощью приложения для анализатора загрязнения воздуха можно использовать девайс в качестве обычных часов. Для этого вам нужно просто запустить приложение и нажать кнопку на верхней панели корпуса.
Также с помощью приложения вы сможете регулировать интенсивность подсветки анализатора качества воздуха для дома. Функция умного дома поможет синхронизировать ваш кондиционер и увлажнитель воздуха с анализатором . Вы всегда сможете посмотреть историю анализатора пыли в воздухе через приложение.
Купите анализатор воздуха на наличие вредных веществ, и вы по достоинству оцените все его преимущества. Прибор будет отслеживать концентрацию даже, когда вы спите. Если для вас имеет значение то, чем вы дышите, и вы хотите сами управлять ситуацией, то купить анализатор загрязнения воздуха вам просто необходимо.
Анализатор воздуха Xiaomi. Преимущества
- Беспрерывной работы аккумулятора хватает на 3 часа;
- Может работать как самостоятельно, так и через приложение;
- Определяет процент пыли, сажи, золы, сульфатов и нитратов в воздухе;
- Показывает качество воздуха в реальном времени;
- Отличный подарок для человека, ведущего здоровый образ жизни.
Анализаторы качества воздуха на улице и в помещении начали выпускать совсем недавно. Еще каких-то года 2-3 назад, чтобы сделать похожий замер ПДК, нужно было воспользоваться профессиональными приборами. К сожалению, они доступны далеко не каждому. С помощью анализатора вредных веществ в воздухе любой человек может самостоятельно выявить их концентрацию.
И если решить проблему загрязнения воздуха не всегда в наших силах, то определить, где находиться будет безопасно для здоровья, а пребывание в каких местах лучше свести к минимуму, в наших силах. Раз уж человечество не может создать нормальные условия для существования, то нужно хотя-бы избегать превышения нормы вредных веществ. Цена на анализатор воздуха в нашем интернет-магазине значительно ниже, чем в специализированных магазинах техники.
Характеристики
- Дисплей: OLED;
- Размер обнаруживаемых астиц: 0.3μm;
- Лазерный сенсор;
- Материал корпуса: ABS пластик;
- Время работы: 3 часа;
- Тип питания: встроенный аккумулятор;
- Размер: 6,2 х 6,2 х 3,7 см.
