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攜帶式粉塵+紫外線偵測裝置DIY

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發表於 2018-6-18 15:59:56 | 顯示全部樓層 |閱讀模式
本文章最後由 ex9535 於 2018-6-18 04:06 PM 編輯

專題終於完成了~而且還拿到系上最高分,要代表系上競賽
雖然途中經歷風風雨雨,但也因這樣才讓小弟有所成長{:14_1478:}
小弟仍有許多不懂需要改進的地方,我的作品如果還有可以改進的地方,還麻煩各位大大指點n_097|

以下是小弟有運用到的材料
        名稱           |          規格             | 數量  |                          備註
------------------------------------------------------------------------------------------------------------
   1.  單晶片                ht66f50                        1                28pin
   2. 升壓電路                MT3608                         1                DC-DC 2A
   3. 電池                              ATL 385085M1             2                1890mAh
   4. 紫外線感知器        ML8511                     1                電壓 3~5V ;消耗電流 : Max 5mA
   5. 粉塵傳感器                GP2Y1010AU0F             1                電壓 5~7V ;消耗電流 : Max 85mA
   6. 石英震盪晶體         4MZ                             1
   7. 蜂鳴器                壓電式                     1                5V
   8. 電晶體                9014                      1                NPN型
   9. 二極體                1N4148                     1                齊納二極體
10. 開關                        觸摸式                     1
11. 電阻器                                 0Ω                     1                碳膜式
                                        220Ω                     8                碳膜式
                                         10KΩ                     1                精密型
                                       1.5KΩ                     1                碳膜式
                                      300KΩ                     1                精密型

12. 電容器                220uF/6.3V             1                固態式電容
                                0.01uF/50V             1                貼片式電容
                                0.1uF/50V                     1                貼片式電容
13. LED                           紅色                     2       
                                  黃色                     2       
                                  藍色                     2       
                                  綠色                     1       

----------------------------------------------------------------------------------------------------
晶片運用腳位示意 :
2.PNG


電路圖 :
キャプチャ.PNG

紫外線感知器特性曲線 :
9-2.png

以下是我紫外線感知器的部分 :
        1. 小於1.375V也就是小於3 mW/cm2 設定為紫外線正常狀態。
        2. 1.375V~1.625V也就是5 mW/cm2設定為警告。
        3. 當電壓大於1.625V則為危險,提示使用者若額需要,不建議待在室外日曬。

粉塵感知器特性曲線 :
4.PNG

以下是我粉塵感知器設定的部分 :
        1. 電壓1V~1.5V也就是粉塵0.05~0.12mg/m3設定為提示。
        2. 電壓1.5V~2V也就是粉塵0.12~0.2mg/m3設定為警告。
        3. 大於2V為粉塵多於0.2 mg/m3設為危險。

-------------------------------------------------------------------------------------------------------
程式碼 :
6666.png
6666 - コピー.png

-------------------------------------------------------------------------------------------------------
晶片燒入畫面 :
8.png

燒入器顯示畫面 :
2018_0529_222818_006.JPG

-----------------------------------------------------------------------------------------------------
裝置展示+測試圖
IMG_E2696.JPG

PM in.PNG

PM out.PNG

UV close.PNG

UV out.PNG

使用電流測試 :
IMG_2693.JPG

IMG_E2697.JPG

-----------------------------------------------------------------------------------------------------
備註 :  
        1. 以上測試電壓及電流單位為 mV及mA。
        2. 在粉塵感知器GP2Y1010AU0F資料手冊中提到,裡面的LED不能設定恆亮,是必須設定一個脈衝週期為10ms,一個脈波寬度為0.32ms,而我設定為亮0.28ms,休息0.04ms,也就是原廠建議脈波寬度0.32ms。
        3. 若要測試粉塵感知器,資料手冊中提到,不得使較大型髒污進入感知器中,否則數值則易誤判,甚至建議安裝攔沙網。我有用家裡拜拜的香做測試,但變化不大。※備註:不得自行分解清潔感知器。
        4. 紫外線感知器測試不能用一般LED測試,要用UV LED測試。下面連結是國際牌對LED作的解釋(雖然我跟我同學解釋多次,但他還是聽不下去...
                http://www2.panasonic.biz/es/lighting/led/led/principle/
        5. 相片上的版本是上一版,紫外線的電壓呈現有問題,目前的版本已經做好分壓,讓電壓正常呈現了,等天氣晴之後再做測試更新。


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很謝謝烏骨雞學姊出貨超級快n_089|
也謝謝之前把我敲醒的痞友們n_111|

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發表於 2018-6-18 16:46:31 | 顯示全部樓層
用Arduino開發模組製作 應該會比較快速方便 且都有現成的模組(PM2.5濃度等...)

之前參加第四分區科展的時候,發現評審大多不是本科或只懂皮毛,所以個人認為 應該要將作品線材整理好,避免橫跨電路零件或遮住零件,然後電路布局合理 避免擠成一團,臨場解說是很重要的 一定要讓評審知道你的作品與眾不同的地方。
祝你好運!

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1

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 樓主| 發表於 2018-6-18 17:46:39 | 顯示全部樓層
葉坦克 發表於 2018-6-18 04:46 PM
用Arduino開發模組製作 應該會比較快速方便 且都有現成的模組(PM2.5濃度等...)

之前參加第四分區科展的時 ...

謝謝 ! 線材部分之後會裁剪,還會製作外殼。
使用那顆晶片主要是因為之前參加那間公司在逢甲大學主辦的比賽,所以就想說沿用那顆晶片下去製作。
畢竟自己認為如果什麼東西學一半或是學皮毛,那沒有東西我學得起來...

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1

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發表於 2018-6-18 19:02:29 | 顯示全部樓層
本文章最後由 ericchou 於 2018-6-18 07:54 PM 編輯

Q : 用家裡拜拜的香做測試,但變化不大。

===>
A : 可能樓主沒有使用風扇輔助收集氣體,
     強制氣體樣本通過感測器反應
     看其它類似裝置似乎都有加風扇收集樣本
     另外
     查閱sensor資料說明中
     有提到煙霧與塵埃感應訊號,有明顯差異呦 (您參考看看)
100_1389a.jpg

skitch.jpg
skitch2.png



另外隨想的問題
1. 粉塵偵測sensor髒了要如何清潔 ?

2. 這裝置如何作校正,(與正規偵測器作數值匹配比較) ?
3. 一般粉塵偵測器,大多一起比較的參數 (溫度/濕度/粉塵量),是否要增加上濕度 ?
4. 未來可考慮加掛太陽能電池,適應戶外無人偵測點應用。
5. 未來可考慮加掛資料傳輸介面,讓大數據收集統記更有方便性。


隨機參考的資料來源 :
Optical quality sensor the air Sharp GP2Y1010AU0F (煙塵偵測有明顯判差異判讀影片)
Air Quality Monitoring  (有加風扇的粉塵偵測)
GP2Y1010AU0F 灰塵感測 (通過電壓的波形還可以判斷是煙還是塵)



images.jpg
07756.jpg
07750.jpg
AQI2.jpg
464_1.jpg
發表於 2018-6-18 22:19:54 | 顯示全部樓層
本文章最後由 ericchou 於 2018-6-18 10:30 PM 編輯

看了一下 SHARP的粉塵感測器
後續有出模組型的 (有自帶風扇&集氣罩...等,價格約幾百台幣)
要針對粉塵精準量測,可以參考看看

SHARP DN7C3JA001 PM2.5 sensor

UhNpEqO_ujJZqJ58Xy828WuUvDXYcnu3hR0MllTNZQ5NAwAAegIAAEpQ.jpg
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 樓主| 發表於 2018-6-19 00:18:42 | 顯示全部樓層
ericchou 發表於 2018-6-18 07:02 PM
Q : 用家裡拜拜的香做測試,但變化不大。

===>

Q1. 粉塵偵測sensor髒了要如何清潔 ?
Q2. 這裝置如何作校正,(與正規偵測器作數值匹配比較) ?
Q3. 一般粉塵偵測器,大多一起比較的參數 (溫度/濕度/粉塵量),是否要增加上濕度 ?
Q4. 未來可考慮加掛太陽能電池,適應戶外無人偵測點應用。
Q5. 未來可考慮加掛資料傳輸介面,讓大數據收集統記更有方便性。

A1 : 手冊上寫說清潔後,需要送回原廠校正,感覺麻煩,還在想有沒有自己清潔+校正的方式。
A2 : 因為時間+自己得能力關係,還沒學到加上LCD功能,目前用不同顏色的燈號做提示,若之後有時間會補上LCD顯示;比較準確是用電表量測Vout得到的電壓在對應DataSheet,因為程式裡A/D後的數值是取約略值。
A3 : 濕度 ? 是指濕度感知器還是?因為粉塵感知器只要大於 0.8u大小的都能捕捉到,沒有限於PM 2.5。大大的意思是需要能解析目前空氣中所存在的東西 ??
A4 : 哇~這...若設計成可風吹日曬雨淋,想必只能走向封膠的路,封了就不能改了~等除錯全部做完再來玩n_087|
A5 : 記得這顆晶片的記憶體非常小,我再翻翻資料,了解擴充記憶體的方法。

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發表於 2018-6-19 20:12:22 | 顯示全部樓層
ex9535 發表於 2018-6-19 12:18 AM
Q1. 粉塵偵測sensor髒了要如何清潔 ?
Q2. 這裝置如何作校正,(與正規偵測器作數值匹配比較) ?
Q3. 一般粉 ...


濕度 ?
是指濕度感知器還是?
因為粉塵感知器只要大於 0.8u大小的都能捕捉到,沒有限於PM 2.5。
大大的意思是需要能解析目前空氣中所存在的東西 ??

==>
一般分析環境變因會包含濕度條件
要加一個溫/濕度感測器
這樣的資料收集(溫/濕/粉塵量/紫外線),對環境大數據分析較具整體性
下列是一些市售成品的介面概觀,您參考看看

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