Ilmansaasteen tunnistus + ilmansuodatus: 4 vaihetta

2024 Kirjoittaja: John Day | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-01-30 09:01

Saksalaisen Sveitsin kansainvälisen koulun opiskelijat (Aristobulus Lam, Victor Sim, Nathan Rosenzweig ja Declan Loges) työskentelivät yhdessä MakerBayn henkilökunnan kanssa MakerBayn henkilökunnan kanssa luodakseen integroidun ilmansaasteiden mittaus- ja suodatustehokkuusjärjestelmän. Tämän integroidun järjestelmän avulla voit seurata suodatettua ja suodattamatonta ilmanlaatua samanaikaisesti. Tiedot muunnetaan tehokkuussuhteeksi ja piirretään. Tätä projektia suositellaan yli 15 -vuotiaille, vaikka nuorempien on otettava huomioon sähköiskun vaara ja ohjelmoinnin vaikeus.

Miksi sinun pitäisi tehdä tämä:

No, mielestämme on varmasti paljon motivaatiota antaa tietoja ilmansaasteiden seurantaa varten (mikä selitetään yksityiskohtaisesti Smartcitizenin verkkosivustolla), mutta uskomme myös, että pelkkä tieto siitä, kuinka paljon ilmansaasteita ympärilläsi on, ei tee mitään terveydellesi. Uskomme, että meidän on ryhdyttävä toimiin itse, joten loimme nämä integroidut anturit ja ilmansuodattimen.

Tarvikkeet

• Iso pahvi
• 2x PC -tuulettimet
• Useita ilmansuodattimia
• 2 LED -valoa
• 2x Smartcitizen -aloituspaketti (osta täältä)
• 2x vastukset
• 1 sähkökytkin
• 1 tietokone, joka pystyy käyttämään Jupyter Notebookia, Matplotlibia ja Pythonia
• Lisäksi kaikki muut koristeet, jotka haluat saada !!!

Vaihe 1: SCK -anturin asennus

Varmista, että sinulla on kaksi SCK -anturia. Valitse ensimmäinen ja liitä se akkuun tai tietokoneeseen. Siirry sitten asennuspaikalle ja seuraa ohjeita. Tee sama toiselle anturille. Kun sinun on nimettävä ne, nimeä ne A ja B suodattamattomalle ja suodatetulle ilma -anturille. Rekisteröi tämän jälkeen molemmat samaan tiliin ja varmista, että kirjaudut tilille saadaksesi tiedot.

Tarkista, että anturit toimivat, siirtymällä tälle alustalle ja etsimällä antureidesi nimet. Varmista, että se lähettää tietoja jatkuvasti minuutin välein.

Vaihe 2: Kotelon suunnittelu

Käytä edellä mainittua pahvia ja aseta se eteen. Kaikki mittaukset tehdään lopullisen prototyypin mukaan. Mittaa toiselta puolelta 12,5 cm ja leikkaa pahvin poikki. Aseta sitten tuuletin pahville ja aloita tuulettimen käyttö kartongin rullaamiseen. Kun olet tehnyt neliön, merkitse kohta merkillä. Käytä saksia leikkaamiseen. Toista tämä toiselle tuulettimelle.

Vaihe 3: Voimia faneille

Teimme kytkimen, joka kytkee ilmanpuhdistimen päälle ja pois. Voit selittää, miten kytkin toimii, käyttämällä kaaviota viitteenä. Kaavion vasemmalta puolelta alkaen meillä on 220 voltin AC -DC -muunnin, joka vähentää volttia 12 volttiin turvalliseen käyttöön. Ilman tätä laitetta virtalähteestä tuleva sähkö on liian vaarallista käyttää. Kun volttia on vähennetty merkittävästi, meillä on 2 johtoa, jotka on kytketty kahteen LED -valoon ja kytkimeen. Johdot on juotettava LED -valoihin, jotta ne kaikki on kytketty toisiinsa. Kun piiri on valmis ja molemmat LED -valot on testattu, kytke molemmat johtimet, yksi positiivinen ja toinen negatiivinen, tuulettimeen. Kun asennus on valmis, työnnä pistoke pistorasiaan. Kun olet tehnyt tämän, käynnistyksen merkkivalon pitäisi syttyä. Kun käännät kytkimen, tuulettimen päällä -LED -valon pitäisi syttyä ja tuulettimen pitäisi alkaa toimia.

Vaihe 4: Koodaus

Suositellaan 15+

Tämän ohjelman on tehnyt Victor Sim. Tämän ohjelman avulla älykkään kansalaisen anturin tiedot voidaan poimia älykkään kansalaisen verkkosivuston kehittäjäliittymästä ja tehokkuusarvo voidaan laskea. Ohjelma, jota käytin, kirjoitetaan Python 3. Kirjoitin koodin Jupyter -muistikirjaan Mac OS Air -laitteella (versio 10.14.6).

Mitä tarvitset tähän ohjelmaan: Matplotlib Numpy Pandas JSON CSV A python 3 IDE

Vaihe 1: Tuo tarvittavat kirjastot Tarvitset urllib.request inorder -käyttöliittymän käyttöoikeuden pyytämiseen ja sovellusliittymän URL -osoitteen avaamiseen. Tarvitset csv -tiedoston, jotta voit muuntaa tiedoston csv -tiedostoksi, jota voidaan käsitellä helposti. Tarvitset JSONin lukemaan JSON: n, jonka api tulee. Tarvitset pandoja analysoidaksesi tietokehyksen helposti. Matplotlib on tarpeen tietojen esittämiseksi intuitiivisessa kaaviossa.

Vaihe 2: Pyydä käyttöoikeutta Smart-citizen-sovellusliittymään: Tämä koodi pyytää tietoja sovellusliittymästä. Kokemuksen perusteella on välttämätöntä sijoittaa otsikot vastauksen saamiseksi pyynnön lähteeksi. Pyydetyt URL -osoitteet on muotoiltu siten: viitataan älykkään kansalaisen sovellusliittymään, haetaan tietoja laitteista, tarkistetaan tietyn laitteen tunnus, viitataan anturitunnukseen 87 (PM 2.5 -anturi) ja tallennetaan tietoja joka minuutti. Sitten se pyytää pääsyä sovellusliittymään.

Vaihe 3: Avaa ja jäsennä tiedot:

Nämä rivit lukevat tiedot ja laittavat tiedot sitten "kauniiseen tulosteeseen". Tämä helpottaa tietojen lukemista ja helpottaa niiden vianmääritystä.

Vaihe 4: Muunna tiedot CSV -tiedostoksi: Näillä koodiriveillä pandas -kirjasto lukee tiedot ja muuntaa ne csv -muotoon, jota voidaan helposti käsitellä. CSV -tiedosto tallennetaan sitten muuttujan data_csv alle.

Vaihe 5: Tee CSV -tiedoista sulavia: CSV -sarakkeiden nimi on nyt "sivuuta" tarpeettomassa hakurivissä, "aika" tallennuksen tallennushetkessä ja "arvo" PM 2,5 -pitoisuuden kirjaamisessa. Kaikki vinoviivat ja arvot poistetaan, jotta arvot voidaan helposti piirtää kaavioon.

Vaihe 6: Etsi arvosarakkeen keskiarvo:

Nämä rivit etsivät arvot -sarakkeen keskiarvon ja laittavat sitten arvot luetteloon, jotta ne voidaan piirtää helposti.

Vaihe 7: Lisää vertailutietoja: Toista koodi vaiheista 1–6, jotta anturi B vertaa

Vaihe 8: Tietojen piirtäminen:

Viiva esittää molempien anturien keskiarvoja ja näyttää eron

Vaihe 9: Tehokkuuden löytäminen:

Tehokkuus voidaan laskea alkukeskiarvolla ja myöhemmällä keskiarvolla ja jakaa sitten alkukeskiarvolla. Sen voi laskea prosentteina.

TÄYDELLINEN: Tulokseksi pitäisi saada prosenttiosuus ja kaavio. Tuloksen pitäisi näyttää seuraavan kuvan kaltaiselta: