Uitbreiding: Fijnstof buiten meten
Vanwege de materiaalvereisten is dit een uitbreidingshoofdstuk.
Om fijnstof buiten te kunnen meten, moeten we enkele verbeteringen aanbrengen aan ons prototype.
Denk aan je prototype van je fijnstof-detector die bestaat uit een laptop, draden, een Arduino en de fijnstof-sensor.
Tip
Maak een doosje door te lasercutten
Heb je in je school een lasercuttermachine, dan kan je deze te gebruiken om er een behuizing mee te maken.
Maak gebruik van deze handige toepassing voor de design van het plan van je doosje.
Data Logging
Om te kunnen loggen heb je een datashield nodig, deze moeten we aan de hand van een aantal solderingen compatibel maken met de Arduino.
Bekijk de benodigdheden in het zakje van de datashield. Het klein blokje heb je niet nodig, dit mag weg.
Om het geleverde datashield compatibel te maken met de Arduino moeten eerst enkele solderingen aangebracht worden op het datashield.
Knip de rij pinnen op maat zodat deze op de Arduino passen. Steek dan de pinnen met de lange zijde in de Arduino.
Plaats de shield op de Arduino, met de pinnen in de daarvoor voorziene openingen.
Soldeer vervolgens deze pinnen (18 + 14) vast op de shield, let op dat je elk eilandje apart soldeert en dat deze elkaar niet raken!
In het filmfragmentje zie je hoe je tewerk kan gaan.
Haal de shield van de Arduino.
We solderen nu 6 rechthoekige eilandjes aan de achterkant van de shield dicht. Let er op dat je tin niet verder gaat dan de rechthoek waar je mee bezig bent.
Nu maken we de voorbereidingen om de shield met de fijnstofsensor te verbinden.
- Neem hiervoor een gele, rode en zwarte geleider.
- Ga met de gele geleider door de opening van de Digital pin 8 en soldeer deze aan de onderkant van de shield vast.
- Plaats de rode geleider van je sensor door de 5V opening van de shield, de zwarte geleider gaat door de Gnd opening van de shield, soldeer deze apart vast op de onderkant van je shield.
- De andere kant van de geleider verbind je met pinnen met dezelfde kleur van de fijnstofsensor.
- Nu nemen we er de batterijhouder erbij.
- De rode geleider moet in de Vin opening van je shield, de zwarte door de overige Gnd.
- Soldeer deze apart vast op de onderkant van je shield.
Het resultaat zie je op deze foto.
Controleer goed dat geen enkel eilandje elkaar raakt!
Als er sommige geleiders ver uitsteken aan de onderkant van de shield, knip deze dan korter af met de kniptang.
Plaats de shield weer op je Arduino en vervolledig de opstelling met de batterij en de fijnstofsensor.
Tip
Heb je nog extra informatie nodig over de Adafruit datashield?
Bekijk dan het Engelstalige lessenpakket op de website van Adafruit.
Hierin staat informatie over de bedrading, solderen, de SD-kaart en de code.
download hier de sketch met de uitbreiding voor dataopslag
download hier de sketch voor buitenmetingen
Bekijk het aangepaste programma (met data-shield) in Arduino IDE. Zie je de plaatsen waar deze veranderingen zijn gebeurd?
Laadt het programma op de Arduino.
Tip
Test het programma eerst uit met de Arduino uno aan de computer!
Zorg ervoor dat je zeker weet dat er data wordt opgeslagen op de sd-kaart voor je naar buiten vertrekt.
Wanneer je de Arduino nu loskoppelt van de computer, begint het programma te werken van zodra je de batterij in de batterijhouder duwt.
Tip
Breng voor de zekerheid een extra instructie aan in de void loop waarmee je de interne LED even aan en uit zet.
Dan kan je hieraan merken dat de Arduino Uno wel degelijk het programma doorloopt.
Opdracht 3: Onderzoekend leren
Doe opnieuw een onderzoek, maar deze keer buiten.
Hierbij enkele tips. Je kan het fijnstof opmeten:
- Afkomstig van uitlaatgassen van verschillende voertuigen (nieuwe auto vs. oud model, benzine- vs. Dieselwagen, brommer vs. personen wagen vs vrachtwagen of bus)
- Afkomstig van BBQ’s.
- Het gehalte aan fijnstof vergelijken in een bos of park vergeleken een drukke baan.
- Kijken hoe het gehalte aan fijnstof varieert in de tijd en met afstand t.o.v. voorbijgaand verkeer.
Voer het onderzoek uit aan de hand van het wetenschappelijk proces.
download hier het werkblad voor je onderzoek.
Opmerking
Gebruik steeds dezelfde sensor om metingen met elkaar te vergelijken
Bekijken van de metingen
De metingen die je met je fijnstofdetector uitvoert, worden opgeslagen op de SD-kaart als een tekst bestand.
Je zal dit tekst bestand moeten omzetten naar een rekenblad in Excel om grafieken te kunnen maken.
STAP 1
- Steek de SD-kaart in de computer.
- Kopieer de .TXT-bestanden naar een folder op de computer.
STAP 2
- Open een nieuw excel-document.
- Ga naar Data -> Get Data -> From file -> From Text/CSV
STAP 3
- Navigeer naar je folder en selecteer het juiste TXT-bestand.
- Klik op "importeer"
- Zorg dat je als "delimiter" de "comma" kiest. De komma zal de data in kolommen scheiden.
- Klik op "load". Je krijgt nu 2 kolommen, eentje met het aantal seconden en eentje met de fijnstofconcentratie.
- Controleer of je getallen kloppen. Excel herkent soms bijvoorbeeld geen kommagetallen. Corrigeer bijvoorbeeld door te delen door 100.