Παρακολούθηση κινητού αέρα με AirCasting - 💡 Fix My Ideas

Παρακολούθηση κινητού αέρα με AirCasting

Παρακολούθηση κινητού αέρα με AirCasting


Συγγραφέας: Ethan Holmes, 2019

Όλοι το έχουμε μυρίσει: καπνός από καύση ξύλου. Είτε πρόκειται για πυρκαγιές, φωτιές φωτιάς ή τζάκια, τρισεκατομμύρια μικροσκοπικών σωματιδίων επιπλέουν στον αέρα όταν καίγεται το ξύλο. Στη γειτονιά μου στη βόρεια Καλιφόρνια, το μεγαλύτερο μέρος της μόλυνσης των σωματιδίων το χειμώνα προέρχεται από το ξύλο καύσης των γειτόνων στα τζάκια τους όχι για ζεστασιά αλλά για αισθητικούς λόγους.

Σημαίνει ότι, όταν τα σωματίδια εισπνέονται, προκαλούν προβλήματα υγείας που κυμαίνονται από το άσθμα έως τα καρδιακά επεισόδια. Και αν νομίζετε ότι η καμινάδα σας στέλνει το σωματίδιο πάνω, μακριά και μακριά από το σπίτι σας, κάνετε λάθος. Μια μελέτη (Pierson et al., 1989) έδειξε ότι το 70% της ρύπανσης των σωματιδίων που ανεβαίνει στην καμινάδα επανέρχεται στο σπίτι σας ή επηρεάζει τους γείτονές σας. ¶Έτσι μολύνετε μόνοι σας.

Ενώ δεν θέλω να βγάλω ανθρώπους στη γειτονιά μου για καύση του ξύλου, η γελοία μου, ας μετρήσουμε - όλα τα περιέργεια μου πήραν το καλύτερο από μένα. Έτσι αποφάσισα να δημιουργήσω ένα κινητό σύστημα παρακολούθησης καπνού ξύλου στο αυτοκίνητό μου. Ήθελα κυρίως να δω αν μπορούσα να εντοπίσω ποιοι δρόμοι ήταν πιο μολυσμένοι. Έτσι, οπλισμένοι με ένα αξιοπρεπές (αλλά ακριβό) όργανο μέτρησης σωματιδίων, ένα λογισμικό Arduino, και δύο ελεύθερα Σαββατοκύριακα, δημιούργησα ένα σύστημα που λειτούργησε αρκετά καλά. Αυτή η ανάρτηση θα περιγράψει σύντομα το σύστημα και θα παρουσιάσει τα αποτελέσματα.

Επέλεξα να χρησιμοποιήσω μια συσκευή μέτρησης σωματιδίων μέσου κόστους ($ 5.000) και μια δέσμη ειδών DIY. Αυτό βοήθησε να εξασφαλιστούν μετρήσεις σωματιδίων επαρκούς ποιότητας για την εξαγωγή συμπερασμάτων, αλλά παρέσχε ένα σύστημα όπου αισθητήρες σωματιδίων χαμηλότερου κόστους θα μπορούσαν να αντικαταστήσουν το ακριβό όργανο κάποια μέρα. Η εγκατάσταση συνίστατο από:

  • Νεφελομετρη για τη μετρηση των σωματιδιων και την εκτιμηση του PM2.5 (σωματίδια μεγέθους μικρότερου των 2,5 μικρομέτρων). Αυτή η μονάδα, που κατασκευάζεται από την Thermo Scientific, χρησιμοποιεί μια αντλία για να τραβήξει αέρα σε ένα θάλαμο, όπου τα σωματίδια διασκορπίζουν το φως σε έναν ανιχνευτή φωτογραφιών. Η διάχυση του φωτός είναι ανάλογη με την ποσότητα ή τη μάζα των σωματιδίων στον αέρα.
  • Εισαγωγή κυκλώνα που περιστρέφει τον αέρα για να αφαιρέσει τα μεγαλύτερα σωματίδια και δημιουργεί μια ροή αέρα με μόνο τα μικρότερα, ανθυγιεινά σωματίδια (λιγότερο από 2,5 μικρομέτρα).
  • Σωλήνας χαλκού που καθοδηγεί τον αέρα εισροής από την είσοδο του κυκλώνα στο Νεφελομετρικό.
  • Ο αισθητήρας θερμοκρασίας και υγρασίας DTH είναι τοποθετημένος έξω στη σωλήνωση χαλκού. Η μέτρηση της υγρασίας ήταν σημαντική επειδή, κατά τη διάρκεια υγρών συνθηκών (> 85%), το νερό συμπυκνώνεται στα σωματίδια και προκαλεί ψευδώς περισσότερη σκεδασμό του φωτός,2.5 μέτρηση.
  • AirCasting, μια πλατφόρμα ανοιχτού κώδικα για την καταγραφή, χαρτογράφηση και κοινή χρήση δεδομένων υγείας και περιβάλλοντος χρησιμοποιώντας το smartphone σας.

Το Arduino έλαβε εισόδους από το νεφελοόμετρο και τους αισθητήρες θερμοκρασίας και υγρασίας. Οι μετρήσεις υπολογίστηκαν κατά μέσο όρο κάθε δευτερόλεπτο και αποστέλλονται, μέσω Bluetooth, στην εφαρμογή AirCasting που εκτελείται στο τηλέφωνο Android μου. Τα δεδομένα σε πραγματικό χρόνο μεταδόθηκαν στην οθόνη της εφαρμογής, πράγμα που με βοήθησε να επιβεβαιώσω τους πραγματικούς χρόνους στους καπνιστούς και καθαρούς δρόμους στη γειτονιά μου, ενώ οδήγησα. Όταν τελείωσα την οδήγηση της διαδρομής, αποθηκεύτηκα τη συνεδρία μέτρησης με όλα τα δεδομένα της και τη φόρτωσα στην ιστοσελίδα AirCasting.org. Έχω οδηγήσει εκατοντάδες μίλια στη βόρεια Καλιφόρνια με αυτό το σύστημα μέτρησης. Σε μια νύχτα, στις 10 Νοεμβρίου 2013, οδήγησα επανειλημμένα μια διαδρομή στη γειτονιά μου.

Τα δεδομένα έδειξαν πολλά ενδιαφέροντα πράγματα (όπως φαίνεται στα παρακάτω σχήματα). Οι συνθήκες το απόγευμα (1400 PST) έδειξαν καλά επίπεδα ποιότητας του αέρα σε όλη τη γειτονιά - χωρίς καύση ακόμα. Από νωρίς το βράδυ (1800 PST), μια κατοικημένη περιοχή δίπλα στο κύριο νοσοκομείο της Santa Rosa έδειξε πολύ υψηλό PM2.5 επίπεδα από καύση ξύλου. Στην πραγματικότητα, τα επίπεδα PM ήταν πάνω από 150 μg / m3, το οποίο είναι πολύ ανθυγιεινό για τον δείκτη ποιότητας του αέρα της EPA. Αυτό προσεγγίζει τα επίπεδα που συνήθως θα δείτε σε μολυσμένες πόλεις όπως το Πεκίνο. Είναι αξιοσημείωτο πόσο μπορεί να παραμείνει ο καπνός. Παρατηρήστε ότι σε ένα δρόμο τα επίπεδα ποιότητας αέρα είναι υγιή (ή καλή), ενώ στο Parker Drive ο αέρας είναι πολύ ανθυγιεινός.

Μέχρι το 1900 PST, η καύση ξύλου συνεχίστηκε σε σπίτια κοντά στο νοσοκομείο. Η ποιότητα του αέρα σε άλλους δρόμους ήταν σε μέτρια επίπεδα λόγω της απομονωμένης καύσης και λόγω μιας καιρικής κατάστασης που ονομάζεται αντιστροφή θερμοκρασίας. Η αντιστροφή της θερμοκρασίας λειτουργεί σαν ένα καπάκι στην ατμόσφαιρα και παγιδεύει τη ρύπανση (στην περίπτωση αυτή καπνού) κοντά στο έδαφος. Μέχρι το 2000 PST, ελαφρύς και μεταβλητός άνεμος αργά διασκορπίστηκε ο καπνός κοντά στο νοσοκομείο εκατοντάδες πόδια στα νοτιοανατολικά. Μια ώρα αργότερα, στο 2100 PST, τα επίπεδα ποιότητας του αέρα ήταν μέτρια σε όλη την περιοχή και το καυτό σημείο κοντά στο νοσοκομείο είχε διασκορπιστεί. Αλλά τα σωματίδια απλά δεν εξαφανίστηκαν. ενώ δεν ήταν πλέον συγκεντρωμένες και ανθυγιεινές, τα σωματίδια απλώς σπρώχτηκαν σε κάποια άλλη γειτονιά από τους αργούς και απαλές ολονύκτιους ανέμους.

Post script: Δεν έχω ξεπεράσει τους γείτονές μου, αλλά έχω αφήσει κάποιους από αυτούς να γνωρίζουν ότι εμείς οι ίδιοι ρυπαίνουμε μόνοι μας.

Αναφορά:

Pierson W.E., Koenig J.Q., and Bardana E.J. (1989) Πιθανές δυσμενείς επιπτώσεις στην υγεία από τον καπνό του ξύλου. Η Δυτική Εφημερίδα της Ιατρικής, 151 (3), 339-342, Σεπτέμβριος. Διατίθεται στη διεύθυνση http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC1026893/pdf/westjmed00121-0093.pdf.



Μπορεί Να Σας Ενδιαφέρει

Μηδέν στον δημιουργό: Arduino και πέρα

Μηδέν στον δημιουργό: Arduino και πέρα


Προβολέας μεταμφιεσμένος ως φωτογραφική μηχανή Αναβοσβήνει εικόνες σε φωτογραφίες άλλων

Προβολέας μεταμφιεσμένος ως φωτογραφική μηχανή Αναβοσβήνει εικόνες σε φωτογραφίες άλλων


Έκδοση βιβλίου: Χειροποίητα χειροποίητα χειροτεχνήματα της Martha Stewart

Έκδοση βιβλίου: Χειροποίητα χειροποίητα χειροτεχνήματα της Martha Stewart


Έργο: Gory Brain Cap

Έργο: Gory Brain Cap