Мікроелектронна система моніторингу та аналізу стану забруднення атмосферного повітря

Скорочена інформація про документ
dc.contributor.advisorЛупина, Борис Іванович
dc.contributor.authorГонтаренко, Юрій Олександрович
dc.date.accessioned2020-07-20T13:03:20Z
dc.date.available2020-07-20T13:03:20Z
dc.date.issued2020
dc.description.abstractenThe work aim is an air quality system development for temperature, humidity, atmospheric pressure monitoring based on modern microelectronic components, as well as for monitoring and analysis of air pollution in terms of volatile organic compounds (TVOC) and equivalent levels of carbon dioxide and other pollutant gases concentration determination. Thesis is focused on in-depth study of physical methods for determining the the largest air pollutants content, on the electronic sensors current state analysis in this area and controllers choice for monitoring and analysis systems design. The first section of the thesis considers the regulatory framework in the field of obtaining and analyzing information about the atmospheric air current state, analyzes the differences in approaches to air quality indexing in the both Europe and Ukraine, identifies their disadvantages and advantages. The second section considers the methods of the major air pollutants content determining and analyzes the structural schemes of analyzers, considers the features of their key structural elements, compares the design and architecture, provides some basic electronic circuits. The third section considers modern types of atmospheric air physical parameters microelectronic sensors, its chemical composition and mechanical pollutants. The modern sensor technical and metrological parameters are analyzed with regard to compliance with modern requirements, norms, types of interfaces. Based on the results of a detailed study of information in these areas, modern microelectronic sensors with a digital output interface were selected to build microcontroller monitoring systems: - BME280 temperature, humidity and atmospheric pressure sensor; - micromechanical absolute pressure sensor model BMP180 (altitude) with a resolution of 6 kPa (corresponds to a change in altitude 0.5m) in the ultra-low consumption mode and 2 hPa kPa (corresponds to a change in altitude 0.17m) in the mode of precision measurement; - Adafruit CCS811 integrated air quality sensor with the ability to determine the level of volatile organic compounds and effective CO2 level (CCS811 - Adafruit CCS811 Air Quality Sensor Breakout - VOC and eCO2) with an additional built-in unit of precision temperature and humidity sensor HDC1080. The ARDUINO UNO controller was used to design the monitoring system. The structural scheme of the system is offered and the scheme of connection of each of components is resulted in the work. Also the program code in the Arduino IDE software environment for separate components of the monitoring system is developed, its adjustment is carried out.uk
dc.description.abstractukМетою 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.uk
dc.format.page66 с.uk
dc.identifier.citationГонтаренко, 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.uk
dc.identifier.urihttps://ela.kpi.ua/handle/123456789/35119
dc.language.isoukuk
dc.publisherКПІ ім. Ігоря Сікорськогоuk
dc.publisher.placeКиївuk
dc.subjectсистема моніторингуuk
dc.subjectмоніторинг стану та основні забрудники повітряuk
dc.subjectаналізатор на загальну кількість летючих органічних сполук (TVOC)uk
dc.subjectаналізатор на еквівалентний рівень індексу діоксиду вуглецюuk
dc.subjectконтролер ARDUINO UNOuk
dc.subjectmonitoring systemuk
dc.subjectcondition monitoring and main air pollutantsuk
dc.subjectanalyzer for total volatile organic compounds (TVOC)uk
dc.subjectanalyzer for equivalent level of carbon dioxide indexuk
dc.subjectARDUINO UNO controlleruk
dc.titleМікроелектронна система моніторингу та аналізу стану забруднення атмосферного повітряuk
dc.typeBachelor Thesisuk

Файли

Контейнер файлів
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз
Назва:
Hontarenko_bakalavr.pdf
Розмір:
1.2 MB
Формат:
Adobe Portable Document Format
Опис:
Завантажити
Ліцензійна угода
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз недоступний
Назва:
license.txt
Розмір:
9.06 KB
Формат:
Item-specific license agreed upon to submission
Опис:
Завантажити

Зібрання

Бакалаврські роботи (МЕ)
Бакалаврські роботи