Главная > Автоматика > Метеостанция для параноиков

Метеостанция для параноиков

Метеостанция самодельная

Надо подумать о здоровье. Вегетарианство или здоровый образ жизни, загородный отдых. Я просто мнительный, придумал себе занятие попаять немного газоанализатор и метеостанцию в одной коробке. Кто знает, чем дышит Москва. Есть "нормы", но хочется быть всегда в курсе. Начитался интересных фактов. Бывают моменты, когда на улицу вообще опасно выходить, и оборудование квартир воздушными фильтрами скоро станет в порядке вещей.

Я живу рядом с дорогой . За лето фильтры покрываются сажей и пухом. А если это все еще сдать на анализ, вероятно там окажется не луговые и лесные запахи а нечно потяжелее. Всякие кислоты, нитраты, сульфаты, органические химические вещества, металлы, частицы почвы, пыли, сажа выхлопных газов, частицы асфальта и стертых шин и многое другое. Но это еще не все. Пыль отличный переносчик всяких аллергенов, вирусов и бактерий. Реакция организма на них может спровоцировать бронхиты, синуситы и всякие астмы. Но это я уже загибаю но все реально. То, что в городском воздухе в больших количествах переносятся такие химические элементы как диоксид и монооксиды азота, монооксид углерода, озон, диоксид серы, сероводород, амиак, метан, толуол, бензол, стирол, фармальдегид, фенол и может еще чего я не знаю ) Ну пропустим вступление, лучше вернемся к моей метеостанции.


устройство метеостанции

Что внутри

Даже самые дорогие метеостанции, которые продают, не оснащаются газоанализаторами, это я уже сам напридумывал. Обычный набор в покупных метеостанциях - это датчики ветра, давление, температура, влажность и программное обеспечение для прогноза погоды. Но мне показалось этого мало, и я решил сделать самую навороченую метеостанцию.

И так что может моя метеостанция. А может она вызвать панику у слобонервных пользователей, т.к. показывает то, чего знать вроде бы как и не надо.

Для начала я опишу все функции, а потом расскажу какие датчики я использую, некоторые из них очень простые и показания могут не совпадать в реальностью но примерно вполне.


приточная вентиляция

Кто думает, что приточная вентиляция с очистителем не нужна?

За качеством воздуха надо тщательно следить. Воздух, он вроде есть, но дышать им не совсем полезно. Проблему можно решить принудительной вентиляцией и фильтрами тонкой очистки. Для самых мнительных можно добавить фотокаталичтиеский фильтр. После такой очистки в квартире будет очищенный воздух лучше чем на улице. Внутри помещения воздух должен быть скондиционированным с помощью климат-контроля или хотябы кондиционера. Сухой воздух надо еще увлажнить, только не ультразвуковыми увлажнителями а лучше механической мойкой воздуха. Если у вас большой аквариум, то с открытой крышкой он будет лучше любого увлажнителя.
Нужно проветривать помещение, но сколько пыли остается на мебели, техники, ноутбуки и гаджеты быстро покрываются пылью и могут перегреваться от пыли. Скоро принудительная вентиляция с очисткой будет в каждой Московской квартире.


Датчик Сероводород

Сероводород H2S

Настараживаюсь, когда МЧС сообщают, что в городе воздух в пределах нормы. Жители Москвы знают эти байки, когда владельцы НПЗ Капотня специально стравливают отходы ночью, чтобы не платить за систему фильтрации, и заработать в карман. Даже при самых серъезных выбросах МЧС может "выдавить" из себя заявление, что концентрация сероводорода превысила норму в 50 раз. Не знаю где берет данные МЧС, наверное как обычно "среднее по больнице". Я нашел предельно допустимую концентрацию H₂S по данным ВОЗ - 0.008 мг/м3 на открытом воздухе. Носом этот газ щущается при концентрации от 2 мг/м3. Есть карта загрязнения воздуха от гринписа, там много датчиков по Москве, так вот в тех местах каждый день 4-5 мг/м3, и это считается нормой. Это значит, еслив вдруг МЧС сказал, что превышен в 50 раз, можно смело умножать на 500 и надевать противогаз, а лучше уехать на дачу )))

Для обнаружения данного вещества, я использовал китайский датчик MQ136. Датчик универсальный, может обнаружить бензол, спирт, пыль, дым. Для точности замеров использую другие датчики и сверяю результаты, чтобы исключать ложные срабатываения. сигналит не только на сероводород, может обнаружить много всего. Работает от 5В, потребляемый ток 150 мА. При первом использовании надо его включить на сутки, после чего можно калибровать.


датчик Взвешанные частицы PM

Взвешанные частицы PM до 2.5мкм

Пыль летает вокруг нас ежедневно. Но иногда ее бывает очень много, и в этот момент лучше находится где-нибудь на даче. При такой плотности населения и автомобилей мы буквально дышим пылью. Пыль диаметром менее 10 мкм легко переносится ветром. Но большую опасность представляют частицы менее 2,5 мкм. В состав мелких частиц может входить пыльца, бактерии, зола, уголь, ил, мелкий песок, мелкая пыль, вирусы, копоть, сажа, пары масла, табачный дым, глина и разные химические элементы от количества которых становится не по себе. ВОЗ считает, что взвешанные частицы являются причиной 3-5% смертельных случаев от сердечной недостаточности и рака лекгих. Показатели Московского воздуха могут содержать в 100 раз больше допустимых значений.

Чтобы метеостанция обнаружила частицы, надо укомплектовать ее датчиком DSM501 от кондиционера. Этот датчик, может обнаружить частицы от 1 микрона и более. Датчик требователен к качесву питания, нужен фильтр, чтобы было меньше ложных срабатываний. Датчик имеет два сенсора, один сенсор чувствителен к частицам от 1 мкм другой от 2.5мкм. Чтобы получить сигнал для частиц до 2.5мкм надо из первого сигнала вычесть второй, останется сигнал от частиц менее 2.5 микрон. Еще придется написать формулу, т.к. измерения не в м3 а на 283 миллилитра, поетому надо будет все это переобразовать. Я воспользовался готовым примером с гитхаба.


Датчик Формальдегид

Формальдегид CH2O, Бензол, толуол, спирт, ацетон, пропан, водород

Формальдегид в Москве в большой концентрации не встречается, но все равно часто можно наблюдать повышенные значения. Формальдегил обладает общей токсичностью. При больших концентрациях действует на ЦНС, зрение, сетчатку глаз. При острых отравлениях характерно раздражение слизистых оболочек глаз и верхних дыхательных путей, резь в глазах, першение в горле, кашель, боль и чувство давления в груди.

Для обнаружения формальдегида использую датчик MQ138, т.к. для этого датчика есть много примеров и готовых драйверов, но если нужно боле еточные измерения то лучше использовать оптический датчик PMS5003ST. Есть еще датчики ZE08-CH2O или CJMCU-1100, лучше выбрать тот, который может выдать количество частиц а не просто их наличие, чтобы можно было работать с данными. Как обычно, датчики выдают количество частиц в ppm, их надо будет перевести в мг/м3. Формула для расчета P x VM=R x T, где P (давление), VM (молярный объем), R (универсальная газовая постоянная), T (абсолютная температура в Кельвинах).


Датчик Оксиды азота

Оксиды азота NO2 и NO

Основной источник загрязнения - это сжигание топлива, т.е. в Москве это автотранспорт. Т.к. в Москве почти вся промышленность обонкротилась, то заводов стало очень мало, но и их доля в загрязнении воздуха велика. Пожалуй не меньше выбросов NO производит нефтехимическая промышленность, опять же всеми известный НПЗ Капотня. При сжигании топлива автомаобили выделяют NO, который менее токсичен NO2. Но потом происходит сложные фотохимические реакции, поднимаясь в стратосферу он катализируется с озоном и преобразуется в диоксид азота, который высокотоксичен. Но углубляться в этот процесс не стоит, мы ничего уже не остановим, но защитится всетаки стоит, например добавить в метеостанцию датчик NO и NO2.

Для обнаружения этого вещества, я приобрел датчик MiCS-2714.


Датчик Диоксид серы

Диоксид серы SO2

Источник этого вещества как обычно автотранспорт и электростанции на угле или мазуте. В сельской местности концентрация примерно 0,5 мкг/м3 а в городе может достигать 10 мкг/м3, а может и больше если на улице нет ветра. Опасен сам по себе но еще опаснее свойство вступать в каталитические или фотохимические реакции с другими загрязняющими веществами с образованием SO3. Снижает способность крови переносить кислород к тканям. Влияет на поведение и может усугублять симптомы сердечно-сосудистых заболеваний, приводит к нарушению психомоторных функций, нарушения сердечной деятельности и дыхания. Приводит к головной боли, утомляемости, сонливости, снижению работоспособности.

Для обнаружения использовал датчик как на картинке, без опозновательных знаков и очень дорогой.


Датчик Толуол

Толуол, бензол

Для обнаружения этого вещества, я приобрел датчик MS1100. Датчик также реагирует на Ксилол и формальдегид.


Датчик Атмосферное давление

Атмосферное давление

Для обнаружения используется датчик gy-bmp280.

Измерение атмосферного давления само позволяет делать прогнозы погоды.


Датчик Температура и влажность

Температура и влажность

В этой информации о погоде нам нужно знать чаще всего. Датчик DHT22/AM2302.


Датчик Радиация

Радиация

Опасным считается уровень радиации выше 0.5 микрозиверт в час (50 микрорентген в час и больше). Наиболее безопасный уровень до 0.2 микрозиверт в час (до 20 микрорентген в час).

Датчик Geiger Counter DIY Kits полностью готовый как отдельное устройство, совместимый с ардуино. Есть много готовых библиотек, настраивать не нужно. Питание 5 вольт, обнаруживает от 20 до 120 микрорентген в час гамма излучения, и также улавливает бета излучение. Поддерживает большинство трубок Гейгера - M4011, STS-5, SBM20, J305.


Анемоментр

Сила ветра и направление

Может кому и пригодятся данные о силе и направлении ветра для города, но я знаю точно, что это нужно для дачи. Я использую параметры силы ветра в автоматической теплице. Автоматически закрываются фромуги при усилении ветра чтобы их не оторвало ураганом. В основном этот параметр используют, велосипидисты, гребцы, парапланеристы и конечно же летчики.

Для измерения нужен анемометр. Можно собрать анемометр своими руками. Для измерения силы ветра, используется обычный мотор от кулера и крыльчатка, которая будет раскрычивать от ветра этот мотор. Мотор будет вырабатывать напряжение и его можно будет замерить с помощью микроконтроллера. Потом не хитрыми вычислениями можно подогнать результаты, но для этого нужно контролирующее устройство, например ручной анемометр за 300 рублей с алиекспресс. Так же можно сделать и флюгер для контроля направления ветра. Схемы в интернете состят из осевого энкодера (с трёхбитным кодом Грея), фотоприемник и излучатель. Можно использовать лазер и фоторезистор, вообще кто на что гаразд. Но мне направление ветра знать нет необходимости, анемометра хватит.


Датчик магнитнгого поля

Магнитное поле земли и электромагнитные бури

Этот показатель можно использовать для интереса. Человек, как известно, привык существовать в определенном магнитном поле. Если тело не испытвает влияние магнитного поля земли, нервная система перестает правильно работать. Также и сильное магнитное поле вредно для человека, это знают все гипертоники и любди чвствительеные к колебаниям магнитного поля и при геомагнитных бурях.

Чтобы уловить и посмотреть данные магнитного поля, есть куча разных сенсоров, я пока не понял какой из них лучше подойдет, поетому пока использовал обычный датчик Хола. Вычитал, что для измерения слабых магнитных полей подойдут сенсоры KMZ51, KMZ52 и KMZ10. На основе чипа KMZ52 очень легко создать компас. АМР-датчики легко улавливают слабые зменения магнитного поля Земли.

Добавить комментарий


Защитный код
Обновить


Наши заметки



Сайтостроение

Программирование и интеграция сайта с CMS, верстка HTML, CSS, PHP, JAVAscript

Всегда на связи

logotip

Комплексные IT решения для бизнеса и дома