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【活動報導】自製LASS空氣盒子,一同監測空氣品質

作者:王胤頡

俗話說:「水能載舟,亦能覆舟」,科技發展可能帶來災難,也可能成為救星。隨著工業蓬勃發展,許多自然資源遭受過度濫用,熱帶雨林砍伐就是一例;而亞馬遜 Tembé 部落的酋長 Naldo Tembé,因為不忍心故鄉土地遭受不肖業者濫墾濫伐,便利用科技逆向操作,使用機器學習框架 TensorFlow,製作自動採集伐木的聲響的監控系統,就能在第一時間阻止非法砍伐。

而在台灣的環境問題中,甚為明顯的則是空氣汙染,特別是隨工業快速發展而導致懸浮微粒 PM 2.5 日趨嚴重,危害空氣品質,長久下來勢必影響國人的呼吸道健康。本次活動便特別邀請 LASS PM2.5 教育團隊林東成老師,帶領學員們自製空氣盒子,一同監測空氣品質。

自主監測,不靠氣象局也行

LASS,全名 Location Aware Sensor System,由哈爸(許武龍)成立,希望以社群連結的方式,讓每個人都能輕易掌握居住空間的空氣品質。LASS 社群在推廣空汙防治與相關教育上皆不遺餘力,並期望透過密集的空氣品質監控,能更快找到空汙的來源。

目前 LASS 的感測節點已經遍布世界各地,在全球 38 個國家中,共設有 5000 台以上的感測裝置。相較於以往仰賴公部門興建的大型設施,造價高昂且覆蓋密度低,LASS 能利用微型感測和無線網路佈建,讓使用者只需用手掌大的裝置,就能監測空氣中的有害懸浮微粒;而較低的成本也有助於增加數據樣本數,搭配公開的資料庫,更能讓所有裝置的數據透明流通。

在進入實作之前,東成老師先介紹幾種常見的空氣盒子套件,包含:LASS FT、Air Box、MAPS、LASS 4U,以及 87 Live。有些專為學術研究使用,有些則適合業界運用。在經費、開源性與操作難易度的考量下,東成老師決定以 LASS 公開的版本套件 87 Live, 作為本次工作坊的操作項目。

自製空氣盒子所需的基本設備(圖片來源:陳伶志博士簡報)

Let’s start 87 Live!

東成老師帶領大家點完材料後,就正式開始操作空氣盒子的教學。一開始,學員們需要將基件裝在開發板上,然後將線路配對接好;課程中大家無不聚精會神,深怕迷失在茫茫線路之中。東成老師也很仔細地講解每個安裝步驟,擔心大家學到錯誤的組裝與配線方式。他表示,現今網路雖然發達,但也參雜著許多錯誤資訊,不可不慎。

Tiffany綠色外殼的空氣盒子,更添活潑氣息(攝影:童冠綺)

除了詳細講解與親自示範教學之外,東成老師還貼心準備好 3D 列印的檔案,即使學員們製作的空氣盒子外殼不慎壞掉,也能立刻重新列印。在說明組裝步驟的同時,東成老師也不忘分享一些組裝和保養的小訣竅,例如空氣盒子的進出氣口可以用攝影器材的吹球先清過,再進行組裝,偵測結果會更準確。

硬體處理好之後,就進入軟體安裝的環節。首先要安裝Ameba開發板驅動程式,讓電腦能順利感應到開發板,以便進行後續調整;再來就是下載 Arduino 的開發環境,它整合了編輯、驗證跟燒錄程式的功能,就像是 PC 主機的作業系統。

一旦軟體設置完成,重頭戲便即將登場,大家開始將監測空氣品質的程式-Hack4u 87 Live 燒錄進開發版;由於空氣盒子需要這個主程式才能順利運作,它可說是核心中的核心。一切準備就緒後,學員們打開先前用手機下載的blynk APP,就能查看目前的氣溫、氣壓、濕度、PM 值等相關數據。

除了以手機 APP 能夠觀察到空氣相關數據之外,東成老師也分享幾個開放資料庫給大家,包括:LINE 的即時數據推播、視覺化的空氣品質地圖等,讓學員可以上傳自己的空氣品質相關數據,成為 LASS 大數據的一份子。

LASS數據分佈圖(圖片來源:林東成老師簡報)

小結

由於身處教育界,東成老師很清楚在學校推廣新技術有多麼困難,像 3D 列印就是明顯的例子。由於 3D 列印機台價格較昂貴、運作功能也較複雜,一旦故障便需要送交廠商維修,而單次維修至少便得花費 6,000 元以上,在預算考量下,許多學校或許會選擇直接擱置機台,以節省維修經費,這樣的做法非常可惜。

畢竟技術的發展若只一味顧慮授權問題、利益考量,發展速度便會大幅受限。而今天 LASS 社群以公開、開源的方式將技術回饋給社會大眾,也是希望未來大家能一起分享資訊、交流技術,讓我們的生活環境能夠越來越好。

林東成老師細心地與學員們分享空氣盒子的自製過程(攝影:童冠綺)

(本文轉載自南科 AI_ROBOT 自造基地原文連結;責任編輯:賴芳如)

王胤頡

王胤頡

就讀政大歷史,喜歡故事與文字,為了豐富人生經驗與故事靈感,正在社會臥底。
王胤頡

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