Мікроелектронна система моніторингу та аналізу стану забруднення атмосферного повітря
Вантажиться...
Дата
2020
Науковий керівник
Назва журналу
Номер ISSN
Назва тому
Видавець
КПІ ім. Ігоря Сікорського
Анотація
Метою роботи є розробка системи поточного контролю температури, вологості, атмосферного тиску повітря на основі сучасної мікроелектронної компонентної бази, а також моніторингу та аналізу стану забруднення повітря в частині визначення концентрації летючих органічних сполук (TVOC) і еквівалентного рівня діоксиду вуглецю (eCO2). Дипломна робота орієнтована на поглиблене вивчення фізичних методів визначення вмісту найбільших забрудників повітря та передбачає аналіз сучасного стану ринку електронних первинних перетворювачів в названій сфері та контролерів для побудови систем моніторингу та аналізу.
В першому розділі дипломної роботи розглянуто нормативну базу в сфері отримання та аналізу інформації про поточний стан атмосферного повітря, проаналізовано відмінності в підходах до індексації якості повітря в Європі та Україні, визначено їх недоліки та переваги.
У другому розділі розглянуто методики визначення вмісту основних забрудників повітря та проведено аналіз структурних схем аналізаторів, розглянуто особливості їх ключових конструктивних елементів, проведено порівняння конструкції і архітектури, наведено окремі принципові схеми вимірювання.
В третьому розділі розглянуто сучасні типи мікроелектронних первинних перетворювачів фізичних параметрів атмосферного повітря, його хімічного складу та механічних забрудників. Проаналізовано технічні та метрологічні параметри сучасних сенсорних пристроїв з оглядом на відповідність сучасним вимогам, нормам, типам інтерфейсів. За результатами детального вивчення інформації у зазначених областях вибрано мікроелектронні сенсори з цифровим вихідним інтерфейсом для побудови мікроконтролерних системи моніторингу: - сенсор температури, вологості та атмосферного тиску BME 280;
- мікромеханічний сенсор абсолютного тиску моделі BMP180 (висоти над рівнем моря) з роздільною здатністю 6 кПа ( відповідає роздільній здатності за зміною висоти 0.5 м) в режимі ультра-низького споживання та 2 hPa кПа ( відповідає зміні висоти 0.17 м) в режимі прецизійного вимірювання;
- сенсор комплексного визначення якості повітря Adafruit CCS811 з можливістю визначення рівня летючих органічних сполук та ефективного рівня СО2 (CCS811 - Adafruit CCS811 Air Quality Sensor Breakout - VOC and eCO2) з додатковим вбудованим блоком прецизійного сенсора температури і вологості HDC1080.
Для проектування системи моніторингу використано контролер ARDUINO UNO. В роботі запропоновано структурну схему системи і наведено схему підключення кожного з компонентів. Також у третьому розділі розроблено програмний код у програмному середовищі Arduino IDE для підключення окремих компонентів системи моніторингу до мікроконтролера, проведено його налаштування.
Опис
Ключові слова
система моніторингу, моніторинг стану та основні забрудники повітря, аналізатор на загальну кількість летючих органічних сполук (TVOC), аналізатор на еквівалентний рівень індексу діоксиду вуглецю, контролер ARDUINO UNO, monitoring system, condition monitoring and main air pollutants, analyzer for total volatile organic compounds (TVOC), analyzer for equivalent level of carbon dioxide index, ARDUINO UNO controller
Бібліографічний опис
Гонтаренко, Ю. О. Мікроелектронна система моніторингу та аналізу стану забруднення атмосферного повітря : дипломна робота … бакалавра : 153 Мікро- та наносистемна техніка / Гонтаренко Юрій Олександрович. – Київ, 2020. – 66 с.