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基于SCI采集模块对激光切割时环境甲醛浓度的探究 简单

头像 地下铁 2022.12.05 331 12

一、活动背景

    有幸参加了本次SCI采集模块的硬件漂流活动。之前看产品宣传的时候,已经对新产品的强大功能所折服,何况DF还贴心的提供了很多种搭配传感器的选择。后来我还是选择了有HCHO甲醛传感器的的组合,因为这个看起来很有趣,但我应该不(mai)会(bu)买(qi),有这样白玩的机会怎么可以错过。

    言归正传,学校创客空间的激光切割机因为课程使用的需要,一直是处于毕竟勤劳的工作状态。每学期之初,都会有新同学问:老师,这个木板的味道很大,有没有毒的?

 

二、资料检索

    因为一般学校多使用椴木板或奥松板作为激光切割加工耗材。我们学校只配备了椴木板,针对这个问题,我们查阅了相关的资料:

0、椴木板在生成过程需要使用胶水进行粘合,胶水中包含了甲醛等有害物质。

1、激光切割椴木胶合板,高温会使木板切口中的甲醛挥发出专来,其它地方的甲醛是不可能挥发出来的。

2、激光具有能量集中的特点,所以切割椴木胶合板时只有切口会有高温,其它地方的温度并不高,不会促使甲醛挥发。

 

三、提出问题

  使用激光切割制作作品时,环境的甲醛浓度究竟是怎样的?应当有那些措施可以降低由于甲醛存在所带来的风险?

 

四、探究思路

针对以下场景,对甲醛浓度进行检测。

    1、没有设备或耗材的教室环境

    2、存放椴木板或激光加工场所

    3、激光切割时,设备周边环境 

    4、激光切割作品本身

五、制作支撑架

SCI采集模块是一款多功能数据采集模块,可连接温湿度、大气压等常见的20余种传感器,并能将采集到的数据显示在板载屏幕中,此外SCI采集模块集成了传感器自动识别、数据显示、数据存储、RTC时钟、数据处理等探究实验中的常用功能.

因为板子的功能使用,产品wiki和之前交报告的老师都写的很详尽了,我就不赘述了。有感于测试过程中,采集模块连接上传感器和主控板之后,整线不美观,不利于移动采集。我简单做了一个支撑结构,该结构由两部分组成。

1)通过把SCI采集模块、甲醛传感器、主控板固定在木板上,设备之间的连线通过预留孔位,穿过背面进行连接,形成“一体化”板。

2)用于支撑一体化板的底板,并在对应甲醛传感器位置前放置孔位,用于插入待检的木板样本

3)因为主控方面我选择了一块行空板,所以制作完成后的“一体化”板可以插在掌控扩展板上,也可以直接插在底板上 .

2022-12-05_162120.png

切割并安装后的外观如图:

IMG_20221202_172755.jpg

六、编写程序

    SCI采集模块自带屏幕显示,采集的数据可以及时显示在屏幕上。本测试通过与行空板结合,将采集的数据显示在行空板屏幕上。参考官网产品wiki和其他老师的案例,我用Thonny作为编程工具,通过下面程序将采集数据在行空板上进行显示。

2022-12-06_124359.png

七、数据采集

   采集数据时,只需要在SCI采集模块的“记录”按键上按一下,屏幕右下角的REC旁会出现一个“*”标记,记录按键上方的led指示灯也会交替闪烁,表示设备开始进行记录。

2022-12-06_124913.png

我将采集模块分别在以下环境进行数据采集,得到相关的数据。

1)没有设备或耗材的教室环境

 

收集到数据:2.csv

 

IMG_20221206_163220.jpg 2.png

 

 

2)存放椴木板或激光加工场所

 

收集到数据:4.csv

IMG_20221201_100212.jpg 4.png

 

 

3)激光切割时,设备周边环境 

    将采集模块分别放置在激光切割机器的外部和内部.收集到数据:3.csv

 

IMG_20221201_100811.jpg  IMG_20221202_164729.jpg 3.png

 

 

4)、激光切割作品本身

用浅雕的方式制作一个70*70的样板,并将它放置在HCHO传感器前。收集到数据:1.csv 

 

IMG_20221206_140555.jpg IMG_20221205_091645.jpg1.png

 

 

八、数据整理

将几个场景收集到的csv文件,结合python数据可视化,用图表方式显示出来。

代码如下:

2022-12-06_160315.png

因为采集时的数据采集时间间隔是相同的,均为10秒。为了能更直观的显示对比,通过时间平移,将它们使用相同的开始时间。显示图表如下:

2022-12-07_015429.png

九、数据分析

 

通过对图表数据的观察,可以有如下发现:

result.png

1、可以观察出甲醛的浓度分布区间可粗略分为三段,1类区间为大于0.25ppm, 2类区间为0.12~0.25ppm,3类区间为小于0.12ppm.

2、存放耗材或设备的环境与普通办公室的检测数据差别不大,均在3类区间;

3、刚切割完成的成品会在0.5小时内从1类区间下降为2类区间,需要2个小时左右才能下降到正常的3类区间。

4、切割设备在加工时,将采集模块放置在切割机外的基本保持不变为3类区间,将采集模块放置在切割机内部的确检测到有数据增加,但没有上升到1类区间。因为考虑到设备的安全性,采集模块放置的比较远,可能会影响检测的准确性,该小项的测试数据可能有误差。

 

十、小结

 

1、保持激光切割室环境通风,环境中的甲醛浓度处于正常水平,不用过于担心。

2、刚切割好的板材,最好是经过通风晾置2个小时以后,再给学生使用。

 

参考文章:

 

1、SCI采集模块硬件漂流|读取CSV文件,并数据可视化   作者 :Hockel

2、行空板搭配SCI 采集模块博采多模块数据无难事    作者 :HonestQiao

3、Gravity SCI 采集模块      作者:dfrobot

 

 

 

 

 

 

评论

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  • 花生编程

    花生编程2023.01.16

    赞!!!

    0
    • 花生编程

      花生编程2023.01.16

      厉害厉害

      0
      • 木子呢

        木子呢2023.01.05

        赞一个

        0
        • 三春牛-创客

          三春牛-创客2022.12.27

          不错

          0
          • 三春牛-创客

            三春牛-创客2022.12.27

            这个厉害

            0
            • 摸鱼的网民

              摸鱼的网民2022.12.16

              但是我不(mai)会(bu)买(qi)的还有行空板(doge)

              1
              • 地下铁

                地下铁2022.12.16

                哈哈。不过行空板还是值得入手的,咬咬牙就从了吧。

            • 柳春晓

              柳春晓2022.12.09

              赞,下次去激光切割的时候我要带上口罩了

              0
              • 捣腾一个机器人

                捣腾一个机器人2022.12.07

                棒棒的

                0
                • pbl

                  pbl2022.12.07

                  沙发

                  2
                  • pbl

                    pbl2022.12.07

                    队形保持起来

                  • 地下铁

                    地下铁2022.12.07

                    二排报道