pracownia krawiecka fablab, fablab malopolska, szycie, bernina, warsztaty krawieckie

Smodżek Wawelski – historia prawdziwa, czyli jak zrobiliśmy czujnik smogu.

Jak każdy wie, w Krakowie żyje Smog Wawelski, który nie daje spokoju mieszkańcom, a szczególnie aktywny jest w zimie. Jako małopolski Fablab postanowiliśmy zmierzyć się z tym stworem i zbudować czujnik smogu, który go wykrywa. Tak zaczęła się historia Smodżka Wawelskiego.
W naszym Smodżku bije elektroniczne serce, które powstawało w kilku etapach – jak to w elektronice bywa zaczęło się od schematu, który powstał w Open Sourcowym programie typu EDA: Kicad.

 


  
Po utworzeniu schematu i wygenerowaniu NET-listy (listy połączeń na płytce), zabraliśmy się za tworzenie projektu płytki drukowanej – PCB, czyli płytki na której znajdują się połączenia elektryczne i pola lutownicze.

 


 
W programie Kicad można także zwizualizować płytkę, tak jak będzie wyglądała po produkcji – zaletą takiego podglądu jest sprawdzenie czy czegoś nie przeoczyliśmy na etapie projektowania. Jednak podczas lutowania bardziej przydatny jest schemat montażowy znajdujący się powyżej.

 


 
Serce Smodżka trafiło do FabLabowej wytrawiarki. Na laminat pokryty miedzią nanieśliśmy wzór ścieżek metodą termotransferu. Dzięki prototypowej płytce mogliśmy sprawdzić poprawność założeń i schematu.

 


 
Większość współczesnych urządzeń jest na tyle skomplikowana, że wymaga mikroprocesora i programu do niego. Tak też jest w naszym Smodżku, którym zarządza mikrokontroler ATMEGA, do którego napisaliśmy program w C, w środowisku ARDUINO:

 


 
Mając prototypową płytkę mogliśmy zacząć sprawdzać, czy nasz Smodżek będzie działał. Testowaliśmy program, oczekując na zamówione, profesjonalnie wykonane płytki w JLCPCB w Chinach.
Mamy już serce i wnętrze, ale czym jest serce bez obudowy? Nie każdemu muszą podobać się wnętrzności Smodżka, dlatego zaprojektowaliśmy obudowę w, także Open Sourcowym, FreeCAD:

 


 
Dzięki obudowie wydrukowanej na naszych drukarkach 3D Smodżek zyska estetyczny i atrakcyjny wygląd.
Przednia i tylna ścianka obudowy jest wykonana z pleksi, którą wycięliśmy w laserze CNC. W projekcie kolorem czerwonym oznaczone są linie cięcia, a czarnym obszary grawerowane. Na tylnej ściance wycięte zostaną otwory – płuca naszego Smodżka, przez które do czujnika będzie mogło dostać się powietrze. Natomiast z przodu znajduje się wyświetlacz oraz wartości pyłów zawieszonych (PM1, PM2,5, PM10) 

 


  
Poniższe zdjęcie wykonane w trakcie pracy FabLabowego lasera z pleksi może sugerować, że pleksi, z której korzystamy nie jest przeźroczysta. Nic bardziej mylnego. Aby pleksi zachowała dobry wygląd z obu stron, w trakcie wycinania znajduje się pod nią folia zabezpieczająca.

 


 
Od tego momentu, do akcji wkraczacie WY – uczestnicy warsztatów, którzy daliście Waszym własnym Smodżkom życie :) I działamy razem!
Z precyzją i dokładnością montowaliśmy wspólnie Smodżki, musieliśmy wykazać się bardzo dobrym wzrokiem podczas nakładania niewielkich części na płytkę, np. elementów SMD (do montażu powierzchniowego).

 


 
Jak na prawdziwego Smodżka przystało lubi on wysoką temperaturę (jednak tylko przez chwilę, nie próbujcie tego na gotowym urządzeniu w domu ;)). Aby złączyć płytkę z wcześniej położonymi na niej elementami lutowaliśmy wszystko przy użyciu gorącego powietrza – podczas pracy płytki znajdowały się na podgrzewaczu podczerwienią, który własnoręcznie zrobił Piotr – opiekun pracowni elektroniki w FabLabie.

 

 
Mogłoby się wydawać, że serce potraktowane wysoką temperaturą już jest gotowe. Jednak to nie koniec, kolejnym etapem działań był montaż elementów THT (przewlekanych) przy użyciu lutownicy kolbowej.

 

 

Serce jest gotowe i… możecie zobaczyć pierwsze chwile życia Smodżka – zanim to nastąpiło podłączyliśmy go do komputera za pomocą złącza ISP (In System Programming) i programowaliśmy napisanym wcześniej w Arduino kodem.

 

 


 

Smodżek już dokładnie przekazuje informacje o zanieczyszczeniu, ale żeby ładnie prezentował się w naszym domu musieliśmy mu jeszcze zamontować obudowę. 

 


 
Przyznajcie, że Smodżkowi dobrze jest w niebieskim, od teraz możemy się chwalić, jakiego posiadamy sprzymierzeńca w odczytywaniu zagrożenia związanego ze smogiem.

 


 
Nasz czujnik smogu mierzy zawartość pyłów zawieszonych PM1, PM2,5, PM10. Pokazuje wartości minimalne i maksymalne od momentu załączenia zasilania.
Ma olbrzymią przewagę nad aplikacjami w telefonach: monitoruje zagrożenie w naszych domach, a nie w stacjach pomiarowych. Można w ten sposób sprawdzić skuteczność filtru HEPA w odkurzaczu, czy sprawność domowego oczyszczacza powietrza.

 

04 kwietnia 2019

DOŁĄCZ DO NASZEJ SPOŁECZNOŚCI