Zbulimi i ndotjes së ajrit + Filtrimi i ajrit: 4 hapa

2024 Autor: John Day | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2024-01-30 12:17

Nxënësit (Aristobulus Lam, Victor Sim, Nathan Rosenzweig dhe Declan Loges) të Shkollës Ndërkombëtare Zvicerane Gjermane punuan me stafin e MakerBay për të prodhuar një sistem të integruar të matjes së ndotjes së ajrit dhe efektivitetit të filtrimit të ajrit. Ky sistem i integruar do t'ju lejojë të monitoroni cilësinë e ajrit të filtruar dhe të pa filtruar në të njëjtën kohë. Të dhënat do të konvertohen në një raport efektiviteti dhe do të grafikohen. Ky projekt rekomandohet për 15+ vjeç, megjithëse moshat e reja duhet të kenë parasysh rrezikun e goditjes nga rryma dhe vështirësinë e programimit.

Pse duhet ta bëni këtë:

Epo, ne mendojmë se ndërsa sigurisht që ka shumë motivim për të siguruar të dhëna për monitorimin e ndotjes së ajrit (i cili shpjegohet në detaje në faqen e internetit të Smartcitizen, ne gjithashtu besojmë se vetëm të dish se sa ndotje e ajrit ka përreth nuk bën asgjë për shëndetin tuaj. Ne besojmë se duhet të ndërmarrim veprime vetë. Pra, ne krijuam këta sensorë të integruar dhe filtrin e ajrit.

Furnizimet

• Një copë e madhe kartoni
• 2x tifozë të kompjuterit
• Disa lloje të filtrave të ajrit
• 2 drita LED
• 2x Komplete fillestare Smartcitizen (blini këtu)
• 2x Rezistorë
• 1 ndërprerës elektrik
• 1 kompjuter i aftë për të drejtuar Jupyter Notebook, Matplotlib dhe Python
• Plus çdo dekorim tjetër që dëshironi të keni !!!

Hapi 1: Konfigurimi i sensorit SCK

Sigurohuni që keni dy sensorët tuaj SCK. Zgjidhni të parën dhe lidheni atë me baterinë ose kompjuterin tuaj. Pastaj, shkoni në faqen e konfigurimit dhe ndiqni udhëzimet. Bëni të njëjtën gjë me sensorin tjetër. Kur duhet t'i emërtoni, emërtojini A dhe B respektivisht për sensorin e ajrit të pafiltruar dhe të filtruar. Pas kësaj, regjistrohuni të dy në të njëjtën llogari dhe sigurohuni që të hyni në llogari për të marrë të dhënat.

Kontrolloni që sensorët po punojnë duke shkuar në këtë platformë dhe duke kërkuar emrat e sensorëve tuaj. Sigurohuni që po poston vazhdimisht të dhëna çdo minutë.

Hapi 2: Dizajni i rrethimit

Përdorni kartonin e lartpërmendur dhe vendoseni para jush. Të gjitha matjet do të jenë sipas prototipit tonë përfundimtar. Matni 12.5 cm në njërën anë dhe prerë në të gjithë kartonin. Pastaj, vendoseni tifozin në karton dhe filloni të përdorni tifozin për të rrotulluar kartonin. Kur të keni bërë një katror të plotë, atëherë shënoni pikën me një shënues. Përdorni gërshërë për të prerë. Përsëriteni këtë për tifozin tjetër.

Hapi 3: Fuqia për Tifozët

Ne bëmë një ndërprerës që ndez dhe fik pastruesin e ajrit. Për të shpjeguar se si funksionon ndërprerësi, mund të përdorni diagramin për referencë. Duke filluar nga e majta e diagramit, ne kemi një konvertues 220 volt AC në DC që zvogëlon voltazhet në 12 volt për t'u përdorur në mënyrë të sigurt. Pa këtë pajisje, energjia elektrike nga një burim energjie do të jetë shumë e rrezikshme për ne që ta përdorim. Pasi voltat janë zvogëluar ndjeshëm, kemi 2 tela që lidhen me 2 drita LED dhe çelësin. Ju duhet të lidhni telat në dritat LED në mënyrë që ato të jenë të lidhura me njëra -tjetrën. Pasi qarku të ketë përfunduar dhe të dy dritat LED janë testuar, lidhni të dy telat, një pozitiv dhe një negativ, në ventilator. Pasi të përfundojë konfigurimi, futeni spinën në prizë. Pasi ta keni bërë këtë, LED i "ndezjes" duhet të ndizet. Pasi ta rrokullisni çelësin, drita LED e "ventilatorit" duhet të ndizet dhe ventilatori duhet të fillojë të funksionojë.

Hapi 4: Kodimi

Rekomandohet për 15+

Ky program është bërë nga Victor Sim. Ky program do të lejojë që të dhënat e sensorit të qytetarit të zgjuar të nxirren nga API -ja e zhvilluesit të uebfaqes së qytetarëve të zgjuar dhe të llogaritet një vlerë efikasiteti. Programi që kam përdorur do të shkruhet në Python 3. Kam shkruar kodin në një Jupyter Notebook në një Macbook air të pajisur me Mac OS (versioni 10.14.6).

Çfarë ju nevojitet për këtë program: Matplotlib Numpy Pandas JSON CSV A python 3 IDE

Hapi 1: Importoni bibliotekat e nevojshme Ju do të keni nevojë për urllib.request për të kërkuar qasje në API dhe për të hapur URL -në e API -së. Do t'ju duhet csv për ta kthyer skedarin në një skedar csv që mund të manipulohet lehtë. Ju do të keni nevojë për JSON për të lexuar JSON në të cilin vjen api. Ju do të keni nevojë për panda për të analizuar kornizën e të dhënave me lehtësi. Matplotlib është e nevojshme që të dhënat të përfaqësohen në një grafik intuitiv.

Hapi 2: Kërkoni qasje në Smart-Citizen API: Ky kod kërkon të dhëna nga API. Nga përvoja, është thelbësore të vendosni titujt në burimin e kërkesës për të marrë një përgjigje. Të dy URL -të e kërkuara janë formatuar kështu: Referimi i API -së së qytetarit të zgjuar, marrja e informacionit për pajisjet, kontrollimi i ID -së së një pajisjeje të caktuar, referimi i ID -së së sensorit 87 (sensori PM 2.5) dhe regjistrimi i të dhënave çdo minutë. Pastaj kërkon qasjen në API.

Hapi 3: Hapni dhe analizoni të dhënat:

Këto rreshta lexojnë të dhënat dhe më pas i vendosin të dhënat në një "printim të bukur". Kjo i bën të dhënat të lexohen lehtë dhe kështu më lehtë për të zgjidhur problemet.

Hapi 4: Ktheni të dhënat në një skedar CSV: Në këto rreshta të kodit biblioteka pandas lexon të dhënat dhe i konverton ato në një formë csv që mund të manipulohet lehtë. Skedari CSV më pas ruhet nën variablën data_csv.

Hapi 5: Bëni të tretshëm të dhënat CSV: Kolonat e CSV tani quhen "injoro" për rreshtin e panevojshëm të indeksit, "kohë" për kohën kur regjistrimi është regjistruar dhe "vlerë" për përqendrimin PM 2.5 të regjistruar. Të gjitha skajet dhe vlerat hiqen në mënyrë që vlerat të mund të vizatohen me lehtësi në grafik.

Hapi 6: Gjeni mesataren e kolonës së vlerës:

Këto rreshta gjejnë mesataren e kolonës së vlerave dhe më pas i vendos vlerat në një listë për t'i vizatuar ato me lehtësi.

Hapi 7: Krijimi i më shumë të dhënave për krahasim: Përsëriteni kodin nga hapi 1 deri në 6 që sensori B të krahasohet

Hapi 8: Komplotimi i të dhënave:

Linja vizaton mjetet e sensorit dhe tregon ndryshimin

Hapi 9: Gjetja e efikasitetit:

Efikasiteti mund të llogaritet me mesataren fillestare dhe mesataren e mëvonshme dhe pastaj të ndahet me mesataren fillestare. Kjo mund të llogaritet si përqindje.

KOMPLETE: Duhet të merrni një përqindje dhe një Grafik si dalje. Rezultati juaj duhet të duket diçka si imazhi më poshtë: