كيفية تركيب مصدر الطاقة لنظام مراقبة جودة الهواء المحيط عبر الإنترنت؟

إذا كنت تقوم بتشغيل أو إعداد نظام لمراقبة جودة الهواء المحيط عبر الإنترنت، فإن إحدى نقاط الألم الأكثر شيوعًا (والتي يتم تجاهلها غالبًا) هي الحصول على مصدر الطاقة بشكل صحيح. لقد كنت في هذه اللعبة لأكثر من عقد من الزمان كمورد، ورأيت الكثير من المشاريع تسير بشكل جانبي لأن شخصًا ما حصل على محول طاقة عشوائي من متجر الأجهزة بدلاً من التخطيط للمستقبل. لا يؤدي مصدر الطاقة الخاطئ إلى قتل وحدة المراقبة الخاصة بك فحسب، بل يمكنه أيضًا التخلص من دقة البيانات، والتسبب في التوقف المستمر، وحتى إبطال ضمان النظام الخاص بك. اليوم، سأرشدك إلى كيفية القيام بهذه الخطوة بشكل صحيح، دون الحاجة إلى شهادة هندسية فاخرة.

أولا، دعونا نقطع المصطلحات. جهاز مراقبة جودة الهواء الخاص بك ليس هاتفًا أو كمبيوتر محمولًا - فهو يعمل على مدار الساعة طوال أيام الأسبوع و365 يومًا في السنة، حتى عندما تنخفض شبكة الطاقة أو عندما تواجه طقسًا قاسيًا. لذا فإن القوة "الجيدة بما فيه الكفاية" لن تقطعها. لقد عملت مع كل شيء بدءًا من صفائف أجهزة الاستشعار الصغيرة الموجودة على الأسطح وحتى محطات المراقبة الصناعية الكبيرة، وفي كل مرة أبدأ فيها مشروعًا جديدًا، أطرح ثلاثة أسئلة أساسية أولاً: ما مدى قوة نظامي، وأين أقوم بتثبيته، وما النسخ الاحتياطية التي أحتاجها؟

لنبدأ بسحب الطاقة لأن هذا هو الأساس. لا أستطيع أن أخبرك بعدد المرات التي عاد فيها أحد العملاء قائلًا إن شاشته يتم إيقاف تشغيلها بشكل عشوائي فقط ليجد أنه اختار محول 10 وات لنظام يحتاج إلى 25 وات. تسحب معظم أجهزة مراقبة جودة الهواء المحيط القياسية ما بين 15 وات و40 وات، اعتمادًا على الطراز - خاصة إذا كانت تحتوي على مستشعرات مدمجة لـ PM2.5 أو أكاسيد النيتروجين أو الأوزون، أو إذا كانت متصلة بشبكة خلوية أو Wi-Fi لإرسال البيانات في الوقت الفعلي. لا تخمن هنا: تحقق من دليل المستخدم الخاص بوحدتك (بالمناسبة، نقوم دائمًا بتضمين ورقة مواصفات واضحة مع كل نظام) أو أرسل بريدًا إلكترونيًا إلى فريق الدعم لدينا إذا لم تكن متأكدًا. على سبيل المثال، تتمتع أنظمتنا عبر الإنترنت التي تتضمن التتبع المستمر للغازات الدفيئة بسحب أعلى قليلاً لأن محلل الغاز يقوم بتشغيل دورة إحماء كل ساعة للحفاظ على اتساق القراءات. إذا كنت تقوم بتوسيع إعدادك ليشمل مراقبة الغازات الدفيئة، فيمكنك مراجعة نظام المراقبة المستمرة للغازات الدفيئة للحصول على تفاصيل محددة حول الطاقة هناك.

المتابعة التالية: اختيار نوع الطاقة المناسب لموقع التثبيت الخاص بك. هذا هو المكان الذي يخطئ فيه معظم المبتدئين. إذا كانت شاشتك ستوضع في مرآب أو مستودع أو أي مكان آخر به اتصال شبكة موثوق به، فسيعمل محول AC-to-DC القياسي - ولكن ليس أي محول فقط. أنت بحاجة إلى واحد يتوافق مع جهد وحدتك (معظمها 12 فولت أو 24 فولت تيار مستمر) وله تصنيف تيار يساوي أو أعلى من الحد الأقصى لسحب نظامك. على سبيل المثال، إذا كان نظامك يسحب 2 أمبير عند 12 فولت، فاحصل على محول مُقدر بـ 2 أمبير أو أكثر - لا تبخل بنصف أمبير الإضافي، فهو سيوفر لك من الأحمال الزائدة لاحقًا. ولكن إذا كانت شاشتك في الخارج، مثل سطح مدينة أو موقع بناء أو منطقة ريفية تعاني من انقطاع التيار الكهربائي بشكل متكرر، فلن تتمكن من استخدام محول داخلي أساسي. هذه ليست مقاومة للعوامل الجوية، لذا فإن المطر أو الحرارة الشديدة ستحرقها بسرعة. أوصي دائمًا بمصادر الطاقة ذات تصنيف IP67 للتركيبات الخارجية - فهي مقاومة للغبار ويمكنها تحمل رشها بالماء، وهي مثالية للمطر أو الثلج.

شيء آخر كبير للمواقع الخارجية والبعيدة: استمرارية الطاقة. إذا تعطلت شاشتك لمدة ساعة واحدة، فقد يفوتك ارتفاع حاد في التلوث الذي تحتاجه المدينة أو العميل الصناعي. ولهذا السبب فإن إضافة مصدر طاقة احتياطية أمر غير قابل للتفاوض بالنسبة لمعظم الإعدادات الدائمة. النسخة الاحتياطية الأكثر شيوعًا وموثوقية هي بنك بطارية ليثيوم أيون مقترن بوحدة تحكم بالشحن. ما الحجم الذي يجب أن يكون عليه البنك؟ القاعدة الأساسية الجيدة هي تحديد حجمه لتشغيل نظامك لمدة 8 إلى 12 ساعة بدون طاقة الشبكة، لتغطية معظم حالات انقطاع التيار الكهربائي طوال الليل. إذا لم يكن موقعك يحتوي على شبكة على الإطلاق، مثل محطة مراقبة جبلية بعيدة، فستحتاج إلى إضافة ألواح شمسية ووحدة تحكم بالشحن تقترن بالبطارية. نصيحة احترافية: تأكد من مطابقة وحدة التحكم في الشحن مع كل من القوة الكهربائية للوحة الشمسية وحجم بنك البطارية - فوحدة التحكم غير المتطابقة إما أن تقوم بزيادة شحن البطارية أو السماح لها بالاستنزاف تمامًا، مما يؤدي إلى قتل عمرها بسرعة.

انتظر، دعنا نتحدث أيضًا عن حجم السلك إذا كنت تقوم بتشغيل الطاقة على بعد أكثر من 10 أقدام من المصدر. يستخدم الكثير من الأشخاص السلك الرفيع الذي يأتي مع المحول، ولكن إذا كنت تقوم بتشغيل الطاقة على بعد 50 قدمًا من الشبكة، فإن هذا السلك الرفيع سيتسبب في انخفاض الجهد. انخفاض الجهد يعني وصول طاقة أقل إلى شاشتك، مما قد يجعل أجهزة الاستشعار تقرأ بشكل غير صحيح (تحتاج إلى جهد ثابت لتعمل بشكل صحيح). للجري لمسافة تزيد عن 10 أقدام، استخدم سلكًا مقاس 16 للأنظمة التي تقل قوتها عن 20 وات، وسلكًا مقاس 14 لأنظمة 20-40 وات، وسلكًا مقاس 12 إذا كان لديك بطارية احتياطية تضيف حملاً إضافيًا. إنها تكلفة بسيطة توفر عليك الكثير من المتاعب لاحقًا.

لقد سألني العملاء أيضًا عن إعدادات الطاقة الشمسية فقط للمواقع البعيدة، وهذا يعمل بشكل رائع - طالما قمت بتحديد حجمه بشكل صحيح. إذا كنت في مكان يتعرض لأقل من 5 ساعات من ضوء الشمس الكامل يوميًا، أو إذا كانت شاشتك تتمتع بسحب عالٍ (مثل 40 وات أو أكثر)، فستحتاج إلى لوحات إضافية وبطارية أكبر. لا تشترِ مجموعات الطاقة الشمسية الرخيصة المتوفرة في الأسواق من المتاجر الكبيرة، على الرغم من أنها مصممة للهواتف، وليس للمراقبة الصناعية على مدار الساعة طوال أيام الأسبوع. يساعد فريقنا العملاء على تحديد حجم إعدادات الطاقة الشمسية المخصصة طوال الوقت، وقد رأينا الكثير من المشاريع تفشل لأن شخصًا ما حاول اختصار مجموعة أدوات الطاقة الشمسية الرخيصة. على سبيل المثال، إذا كنت تقوم بإضافة محلل غاز الأمونيا إلى الإعداد المحيط لديك، فإن نظام مراقبة غاز الأمونيا عبر الإنترنت لديه احتياجات طاقة مماثلة لوحدات الغازات الدفيئة لدينا، لذا يمكنك استخدام نفس قواعد الحجم التي نذكرها هنا.

الآن، دعنا ننتقل إلى عملية التثبيت خطوة بخطوة، لأنه حتى إذا اخترت الترس الصحيح، فإن تثبيته بطريقة خاطئة سيؤدي إلى تعطله. أولاً، قم بإيقاف تشغيل كل الطاقة من المصدر قبل أن تلمس أي أسلاك، وهذا أمر غير قابل للتفاوض، ولا توجد استثناءات. لقد رأيت الكثير من الأشخاص يتعرضون للانزعاج لأنهم تخطوا خطوة الأمان الأساسية هذه. بعد ذلك، قم بتركيب مصدر الطاقة الخاص بك في مكان بارد وجاف وجيد التهوية، ولا تضعه أبدًا في صندوق مغلق حيث يمكن أن يسخن أكثر من اللازم. تعمل مصادر الطاقة على ارتفاع درجة حرارتها، وتؤدي الحرارة الزائدة إلى تقليل عمرها الافتراضي إلى النصف بسرعة. إذا كان المكان بالخارج، فاستخدم غلافًا مقاومًا للعوامل الجوية لكل من مصدر الطاقة وبنك البطارية. قم بتركيبها على ارتفاع كافٍ عن الأرض لتجنب الفيضانات، وتأمينها حتى لا تتأرجح أو تتضرر من الرياح أو الحيوانات.

بمجرد تركيب كل شيء، قم بتوصيله. بالنسبة لمحولات التيار المتردد، قم بتوصيل المحول بمنفذ مؤرض - يمكن أن تتسبب المنافذ غير المؤرضة في تقلبات الجهد الكهربي التي تعبث بقراءات الشاشة. بالنسبة لأنظمة التيار المستمر، قم بمطابقة الأطراف الموجبة والسالبة بشكل صحيح (هذا خطأ شائع آخر - اقلب الأسلاك ولن يتم تشغيل الشاشة، أو ما هو أسوأ من ذلك، ستتعرض للتلف الدائم). نقوم دائمًا بتصنيف الأجهزة الطرفية على أنظمتنا، لذا تحقق مرة أخرى من الملصقات قبل الاتصال. إذا كنت تستخدم بطارية أو نظامًا شمسيًا، فقم بتركيب منصهر بين مصدر الطاقة والشاشة - وهذا إجراء أمان سيؤدي إلى قطع الطاقة في حالة وجود دائرة كهربائية قصيرة، مما يحمي كلاً من مصدر الطاقة والشاشة. بمجرد توصيل الأسلاك، قم بإجراء اختبار تشغيل: قم بتشغيل الطاقة، وتأكد من تشغيل شاشتك، وراقب سحب الطاقة لمدة 24 ساعة للتأكد من عدم وجود تقلبات. إذا كان الجهاز خارجيًا، فتحقق من عدم وجود تسرب للمياه أو أسلاك مفككة بعد هطول المطر الأول أو انتظار العاصفة الرياحية، لا، في الواقع، تحقق من وجود أسلاك مفككة قبل العاصفة الأولى وبعدها، فهذا أفضل.

الآن، دعونا نتحدث عن الأخطاء الشائعة التي أراها طوال الوقت، حتى تتمكن من تجنبها. أولا، لا قوة سلسلة ديزي. وهذا يعني توصيل شاشتك بمحول متصل بمشترك طاقة يعمل أيضًا على تشغيل جهاز تلفزيون وسخان وثلاجة. تستمد كل هذه الأجهزة قوتها الخاصة، ويمكن أن تسبب زيادات مفاجئة تقتل مستشعرات شاشتك. استخدم دائرة مخصصة أو جهاز حماية من زيادة التيار تم تصنيفه خصيصًا لأجهزة حماية من زيادة التيار للمستهلكين في المعدات الصناعية ولن يقطعها عن المراقبة على مدار الساعة طوال أيام الأسبوع. ثانيا، لا تتجاهل الصيانة. يجب فحص مصادر الطاقة والبطاريات كل 6 أشهر: تنظيف الغبار من فتحات مصدر الطاقة، والتحقق من جهد البطارية للتأكد من أنها تحتفظ بالشحن، وتشديد أي أطراف توصيل مفكوكة. في العام الماضي، تعرض أحد عملاءي لعطل بسبب تآكل أحد أطراف البطارية ولم يقوموا بفحصه لمدة عام، مما أدى إلى فقدهم ثلاثة أسابيع من البيانات حول حدث التلوث الذي كانت الحكومة المحلية تحاول تتبعه. إنها 10 دقائق من العمل مرتين في السنة، تستحق كل ثانية.

إذا كنت لا تزال غير متأكد من إعداد الطاقة لديك، فلا تخمن. أنا لا أقول ذلك لأنني أبيع الأنظمة فحسب، بل يقوم فريق الدعم لدينا بإجراء استشارات مجانية حول حجم الطاقة لكل عميل، لأننا نريد أن يعمل نظامك بأفضل ما يمكن. سواء كنت تقوم بإعداد شاشة واحدة لدراسة الفناء الخلفي، أو أسطول من أجهزة الاستشعار لمشروع تلوث المدينة، أو إضافة تتبع غاز متخصص إلى النظام المحيط لديك، يمكننا إرشادك خلال كل خطوة. لقد قمنا بتثبيت الآلاف من هذه الأنظمة في جميع أنحاء البلاد، لذلك نحن نعرف خصوصيات وعموميات كل سيناريو التثبيت.

إذا كنت مستعدًا للمضي قدمًا، أو كانت لديك أسئلة حول حجم الطاقة، أو توافق النظام، أو أي شيء متعلق بمراقبة جودة الهواء المحيط، فإن فريقنا موجود لمساعدتك. يمكننا مساعدتك في اختيار مصدر الطاقة المناسب، وتحديد حجم نظام النسخ الاحتياطي لديك، والتأكد من أن التثبيت يعمل بسلاسة من اليوم الأول.

مراجع

1. وكالة حماية البيئة الأمريكية. (2021).معايير وإرشادات مراقبة جودة الهواء المحيط. وكالة حماية البيئة 456/R-21/001.
2. اللجنة الكهروتقنية الدولية. (2019).السلامة الكهربائية لمعدات المراقبة للتطبيقات البيئية. إيك 61010-2-030.
3. الرابطة الوطنية للحماية من الحرائق. (2020).التركيبات الكهربائية لأنظمة المراقبة عن بعد الخارجية. NFPA 70، المادة 690 (أنظمة الطاقة الشمسية الكهروضوئية) ملحق.
4. منظمة الصحة العالمية. (2022).إرشادات لموثوقية مصدر الطاقة في شبكات مراقبة جودة الهواء المحيط. المكتب الإقليمي لمنظمة الصحة العالمية لأوروبا.
5. إدارة السلامة والصحة المهنية. (2020).السلامة الكهربائية لمنشآت البناء والمراقبة الصناعية. إدارة السلامة والصحة المهنية 29 CFR 1926 الجزء الفرعي ك.