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.
Многие из нас сегодня стремятся обезопасить свое жилье во всевозможных отношениях. Особую опасность для человеческой жизни представляет процесс утечки бытового газа. Наиболее актуальным это считается для семей с детьми и людьми пожилого возраста. Современный рынок имеет разнообразные варианты приборов, которые контролируют загазованность помещения. Их можно разделить на такие виды:
- газовый сигнализатор;
- детектор загрязнения воздуха.
Действительно ли использование данных аппаратов безопасно и чем они отличаются друг от друга? По словам специалиста, который исследовал загазованность помещения с использованием газового счетчика, можно сделать следующие выводы:
- газ естественного происхождения без запаха, в него добавляются специальные присадки, благодаря чему его можно отличить от других;
- только по наличию запаха его концентрация не определяется;
- метан считается основой газа, который используется в быту, он взрывоопасен и вреден для здоровья, если концентрация более 15%.
Из всего вышесказанного можно сделать вывод, что наличие газа необходимо определять только с помощью приборов. В ходе проведенных исследований было выяснено, что детектор загрязнения является достаточно посредственным средством для определения газовой утечки в быту. Причиной этому служат следующие характеристики:
- в нем отсутствуют минимальные требования безопасной чувствительности к контролируемому газу, это означает, что нет порога опасности;
- реагирует на примесь любого характера в воздухе, включая растворители, лаки, алкоголь и другие;
- первично настраивается в незагрязненном помещении с помощью поворачивания рычага. Пользователь не может быть уверен в том, что в помещении нет примеси, ведь существуют такие опасные вещества, которые запаха не имеют.
Напрашивается вывод, что детектор загрязнения воздуха не создан, для того чтобы контролировать утечку газа в помещениях. Поэтому его установка не может гарантировать полной безопасности, и как следствие не исключает нанесение вреда здоровью.
Газовый сигнализатор существенно отличается от детектора, так как он способен отреагировать не только на наличие определенных элементов в воздухе, но и на их процентное содержание. Компания ГАЗТРАСТПРОЕКТ – один из лучших продавцов газовых сигнализаторов, который всегда поможет выбрать и рассказать о преимуществах данного аппарата. Он обладает необычайной точностью, от чего так популярен среди потребителя. Вторая причина, по которой он востребован – экономичное использование. Техническая проверка данного сигнализатора является одноразовой, делается при окончании его монтажа. Это отличная экономия средств и времени, так как предыдущий измеритель требует этого ежегодно.
Если ваша квартира находится на газовом обслуживании, то вложение средств в безопасность своей семьи будет правильным. Купить и установить прибор – это значит защититься от утечки газа. Для того чтобы не беспокоить аварийную службу, стоит установить газовый сигнализатор, так как детектор загрязнений не дает гарантии полной безопасности.
Приборы основным предназначением которых является измерение мощности дозы радиации (альфа-, бета- и гамма- с учетом рентгеновского) и проверка тем самым на радиоактивность подозрительных предметов.
Дозиметрические приборы используются для определения уровней радиации на местности, степени заражения одежды, кожных покровов человека, продуктов питания, воды, фуража, транспорта и других различных предметов и объектов, а также для измерения доз радиоактивного облучения людей при их нахождении на объектах и участках, зараженных радиоактивными веществами.
Служат для химического анализа воздуха, что дает информацию о качественном и количественном составе загрязнителей и позволяет прогнозировать степень загрязнения. К основным внутренним загрязнителям относят предметы интерьера, мебель, напольные и потолочные покрытия, строительные и отделочные материалы. Химический анализ воздуха выявляет такие показатели, как пыль, диоксид серы, диоксид азота, оксид углерода, фенол, аммиак, хлорид водорода, формальдегид, бензол, толуол и т.д.
Приборы для измерения водородного показателя (показателя pH). Исследуют активность ионов водорода в растворах, воде, пищевой продукции и сырье, объектах окружающей среды и производственных системах, в том числе в агрессивных средах.
Служат для оценки качества питьевой воды. Показывают количество взвешенных в воде неорганических примесей, в основном солей различных металлов. В быту применяются для определения качества воды из-под крана, бутилированной воды, а также для контроля эффективности водоочистных фильтров.
Портативные приборы, предназначенные для измерения точного уровня звука. Шум называют загрязнителем окружающей среды. Он также вреден как табачный дым, как выхлопные газы, как радиационная активность. У шума может быть всего четыре типа источника. Поэтому его принято делить на: механический, гидромеханический, аэродинамический и электромагнитный. Современные приборы способны определить уровень шума любых механизмов: наземных, водных и даже линий электрических передач. Прибор позволит вам объективно измерить уровень громкости звука.
Портативные приборы, предназначенные для измерения точного уровня освещенности, создаваемого различными источниками света. Область применения люксметров широка, что объясняется, прежде всего, их высокой спектральной чувствительностью, которая приближается к чувствительности человеческого глаза. Следует помнить, что некоторые источники осветительных приборов, галогенные, люминесцентные и даже светодиодные лампы, по прошествии некоторого времени эксплуатации теряют существенную величину светового потока, общая освещенность в помещении может ухудшиться. Это не только снизит остроту зрения человека, но и будет влиять на его утомляемость. Контролировать освещенность следует постоянно.
Приборы, предназначенные для экспресс-определения количества нитратов в овощах, фруктах, мясе и других продуктах питания. Еще не так давно для проведения подобных исследований, требовалась целая лаборатория, теперь это возможно осуществить при помощи одного компактного устройства.
Портативные нитратомеры приобрели широкую популярность благодаря своей компактности, невысокой стоимости и простоте в эксплуатации. Нитраты присутствуют во многих удобрениях, которые активно используют в сельском хозяйстве для повышения урожайности культур. По этой причине нитраты в овощах и фруктах часто содержатся в значительной концентрации. Попадая с пищей в организм человека, нитраты в больших количествах, способны вызывать отравления нитратами, различные расстройства и хронические заболевания.
Индикатор нитратов поможет вовремя распознать опасные продукты и защититься от отравления нитратами.
Распечатать
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.
