Detectarea poluării aerului + filtrarea aerului: 4 pași

2024 Autor: John Day | [email protected]. Modificat ultima dată: 2024-01-30 11:43

Elevii (Aristobulus Lam, Victor Sim, Nathan Rosenzweig și Declan Loges) de la Școala Internațională Elvețiană Germană au lucrat împreună cu personalul MakerBay pentru a produce un sistem integrat de măsurare a poluării aerului și a eficacității filtrării aerului. Acest sistem integrat vă va permite să monitorizați în același timp calitatea aerului filtrat și nefiltrat. Datele vor fi convertite într-un raport de eficiență și vor fi reprezentate grafic. Acest proiect este recomandat pentru 15+ ani, deși vârstele mai tinere trebuie să ia în considerare riscul de electrocutare și dificultatea programării.

De ce ar trebui să faceți acest lucru:

Ei bine, credem că, deși există cu siguranță o mulțime de motivații pentru a furniza date pentru monitorizarea poluării aerului (ceea ce este explicat în detaliu pe site-ul Smartcitizen, credem, de asemenea, că doar cunoașterea cantității de poluare a aerului în jurul tău nu face nimic pentru sănătatea ta. Credem că trebuie să acționăm singuri, așa că am creat acești senzori și filtru de aer.

Provizii

• O bucată mare de carton
• 2x ventilatoare pentru PC
• Mai multe varietăți de filtre de aer
• 2 lumini LED
• 2x Kituri de pornire Smartcitizen (cumpărați aici)
• 2x rezistențe
• 1 întrerupător electric
• 1 computer capabil să ruleze Jupyter Notebook, Matplotlib și Python
• Plus orice alte decorațiuni pe care vrei să le ai !!!

Pasul 1: Configurarea senzorului SCK

Asigurați-vă că aveți cei doi senzori SCK. Alegeți primul și conectați-l la baterie sau la computer. Apoi, accesați site-ul de configurare și urmați instrucțiunile. Faceți același lucru și pentru celălalt senzor. Când trebuie să le denumiți, denumiți-le A și respectiv B pentru senzorul de aer nefiltrat și filtrat. După aceasta, înregistrați-vă pe același cont și asigurați-vă că vă conectați la cont pentru a obține datele.

Verificați dacă senzorii funcționează accesând această platformă și căutând numele senzorilor dvs. Asigurați-vă că postează în mod continuu date în fiecare minut.

Pasul 2: Proiectarea incintei

Utilizați cartonul menționat mai sus și așezați-l în fața dvs. Toate măsurătorile vor fi conform prototipului nostru final. Măsurați 12,5 cm pe o parte și tăiați cartonul. Apoi, puneți ventilatorul pe carton și începeți să folosiți ventilatorul pentru a rula cartonul. După ce ați făcut un pătrat complet, marcați punctul cu un marker. Folosiți foarfece pentru a tăia. Repetați acest lucru pentru celălalt fan.

Pasul 3: Puterea fanilor

Am făcut un comutator care pornește și oprește purificatorul de aer. Pentru a explica modul în care funcționează comutatorul, puteți utiliza diagrama ca referință. Începând de la stânga diagramei, avem un convertor de 220 volți ca la curent continuu care reduce volți la 12 volți pentru o utilizare sigură. Fără acest dispozitiv, electricitatea de la o sursă de energie va fi prea periculoasă pentru noi. După ce volți au fost reduși în mod semnificativ, avem 2 fire care sunt conectate la 2 lumini LED și la comutator. Trebuie să lipiți firele cu luminile cu LED-uri, astfel încât să fie toate conectate între ele. Odată ce circuitul este complet și ambele lumini LED-uri au fost testate, conectați ambele fire, unul pozitiv și unul negativ, la ventilator. După finalizarea configurării, introduceți fișa în priză. După ce ați făcut acest lucru, LED-ul „pornit” ar trebui să se aprindă. Odată ce răsuciți comutatorul, lumina LED „ventilator pornit” ar trebui să se aprindă și ventilatorul ar trebui să înceapă să funcționeze.

Pasul 4: Codificare

Recomandat pentru peste 15 ani

Acest program este realizat de Victor Sim. Acest program va permite ca datele senzorului smart citizen să fie extrase din API-ul dezvoltatorului site-ului web Smart Citizen și să se calculeze o valoare a eficienței. Programul pe care l-am folosit va fi scris în Python 3. Am scris codul pe un notebook Jupyter pe un Macbook air echipat cu Mac OS (versiunea 10.14.6).

De ce veți avea nevoie pentru acest program: Matplotlib Numpy Pandas JSON CSV A Python 3 IDE

Pasul 1: Importați bibliotecile necesare Veți avea nevoie de urllib.request inorder pentru a solicita acces la API și pentru a deschide adresa URL a API-ului. Veți avea nevoie de CSV pentru a converti fișierul într-un fișier CSV care poate fi manipulat cu ușurință. Veți avea nevoie de JSON pentru a citi JSON în care intră API-ul. Veți avea nevoie de panda pentru a analiza cu ușurință cadrul de date. Matplotlib este necesar pentru ca datele să fie reprezentate într-un grafic intuitiv.

Pasul 2: Solicitați acces la API-ul Smart-citizen: Acest cod solicită date de la API. Din experiență, este esențial să puneți anteturile la sursa cererii pentru a obține un răspuns. Cele două URL-uri solicitate sunt formatate astfel: Referirea la API-ul Smart Citizen, obținerea de informații pentru dispozitive, verificarea ID-ului unui anumit dispozitiv, referirea la ID-ul senzorului 87 (senzorul PM 2.5) și înregistrarea datelor în fiecare minut. Apoi solicită accesul la API.

Pasul 3: Deschideți și analizați datele:

Aceste linii citesc datele și apoi pun datele într-o „imprimare frumoasă”. Acest lucru face ca datele să fie ușor de citit și, astfel, mai ușor de depanat.

Pasul 4: convertiți datele într-un fișier CSV: în aceste linii de cod biblioteca pandas citește datele și le convertește într-un formular CSV care poate fi manipulat cu ușurință. Fișierul CSV este apoi stocat sub variabila data_csv.

Pasul 5: Faceți datele CSV digerabile: coloanele CSV sunt acum denumite „ignorați” pentru rândul index inutil, „timp” pentru timpul înregistrării înregistrării și „valoare” pentru concentrația PM 2.5 înregistrată. Toate barele și valorile sunt eliminate, astfel încât valorile să poată fi reprezentate cu ușurință pe grafic.

Pasul 6: Găsiți media coloanei de valori:

Aceste linii găsesc media coloanei de valori și apoi plasează valorile într-o listă pentru a le reprezenta cu ușurință.

Pasul 7: Crearea mai multor date pentru comparație: Repetați codul de la pasul 1 la 6 pentru ca senzorul B să fie comparat

Pasul 8: Plotarea datelor:

Linia trasează mijloacele ambelor senzori și arată diferența

Pasul 9: Găsirea eficienței:

Eficiența poate fi calculată prin media inițială și media ulterioară și apoi împărțind la media inițială. Aceasta poate fi apoi calculată ca procent.

COMPLET: Ar trebui să obțineți un procent și un grafic ca ieșire. Rezultatul dvs. ar trebui să arate ca imaginea de mai jos: