Устройства для оценки качества воздуха
Период изготовления: июнь 2022 года.
Учебное заведение: неизвестно.
Целью работы является спроектировать устройство, которое будет информировать пользователя по беспроводному интерфейсу передачи о необходимости принятия мер при неудовлетворительных параметрах микроклимата. Также система передаст команду в центральный модуль «умный дом», который, в свою очередь, способен управлять интенсивностью вентиляции или открытием окон. В данный момент компоненты «умного дома» работают по принципу простейшей автоматизации, не обладая машинным обучением. Устройство должно собирать данные и, основываясь на статистике предыдущего использования, прогнозировать ухудшение качества воздуха заранее.
Таким образом можно выделить следующие задачи:
- выбор микроконтроллера;
- выбор датчика качества воздуха;
- выбор датчика температуры, влажности;
- обеспечение возможности длительной автономной работы;
- разработка структурной и электрической принципиальной схем;
разработка алгоритма работы и синхронизации с приложением на смартфоне и центральной системой, например, Google Home и Apple Homekit
Есть приложение (программный код).
Работа была успешно сдана - заказчик претензий не имел.
Готовые работы я могу оперативно проверить на оригинальность по Antiplagiat .ru и сообщить Вам результат.
Перечень условных сокращений 4
Введение 5
1 Обзор систем детектирования и оценки качества воздуха 7
1.1 Обзор аналогов от производителя Даджет 7
1.2 Обзор Honeywell HAQ 8
1.3 Обзор Siemens RLQ-S 10
1.4 Обзор Xiaomi Mijia SmartMI 10
1.5 Обзор Xiaomi Air Detector 11
1.6 Обзор Xiaomi Clear Grass 12
1.7 Обзор прочих аналогов 13
2 Разработка структурной схемы устройства 18
2.1 Датчики серии MQ 19
2.2 Датчик CCS811 23
2.3 Датчик BME680 29
2.4 Датчик SGP30 33
2.5 Датчик MH-Z19B 35
2.6 Выбор датчика качества воздуха 37
2.7 Датчики измерения параметров микроклимата 38
2.8 Устройство беспроводной передачи 39
2.9 Оценка необходимой производительности устройства 41
2.10 Разработка системы автономного питания 42
2.11 Разработка системы дополнительной индикации 44
3 Разработка электрической принципиальной схемы устройства 46
3.1 Проектирование схемы заряда и защиты li-ion аккумулятора 46
3.2 Проектирование схемы повышающего DC-DC преобразователя 47
3.3 Проектирование схемы обвязки микроконтроллера 48
4 Разработка алгоритма работы устройства 51
4.1 Режим работы в отсутствие активного подключения Bluetooth 51
4.2 Режим работы при переключении между доверенными устройствами 54
4.3 Выбор протокола передачи при смене доверенного устройства 55
5 Технико-экономическое обоснование разработки системы автономного контроля загазованности помещения 58
5.1 Характеристики системы автономного контроля загазованности помещения 58
5.2 Стоимостная оценка результата 58
5.3 Инвестиции в производство нового изделия 62
5.4 Показатели экономической эффективности проекта 65
Заключение 68
Список использованных источников 69
Приложение А (обязательное) Код программы 71
[1] Даджет [Электронный ресурс]. – Режим доступа : https://shop.dadget.by/catalog/house/detektor_uglekislogo_gaza/.
[2] Особенности Детектора [Электронный ресурс]. – Режим доступа : https://habr.com/ru/company/dadget/blog/370133/.
[3] Honeywell HAQ [Электронный ресурс]. – Режим доступа : https://shop.dadget.by/catalog/health/honeywell_haq/.
[4] Обзор Honeywell HAQ [Электронный ресурс]. – Режим доступа : https://habr.com/ru/post/448842/.
[5] Siemens RLQ-S [Электронный ресурс]. – Режим доступа : https://climate.by/ventilyaciya/datchik-kachestva-vozduha-siemens-rlq-s-voc-dlya-vnutrennih-pomesheniy.
[6] Xiaomi Mijia SmartMI [Электронный ресурс]. – Режим доступа : https://ru.geekbuying.com/item/Xiaomi-Smartmi-PM2-5-Air-Detector-White-410558.html.
[7] Xiaomi Air Detector [Электронный ресурс]. – Режим доступа : https://www.ixbt.com/news/2018/11/08/xiaomi-mi-home-air-detector.html.
[8] Xiaomi Clear Grass [Электронный ресурс]. – Режим доступа : https://habr.com/ru/post/493220/.
[9] Детектор D9 [Электронный ресурс]. – Режим доступа : https://liutyi.info/d9-air-quality-detector/.
[10] JQ-300 [Электронный ресурс]. – Режим доступа : https://github.com/xoseperez/espurna/issues/1644.
[11] Мошников, В. А. Газочувствительные слои на основе фрактально-перколяционных структур / В. А. Мошников // Физика и техника полупроводников. – 2014. – №11. – С. 1–5.
[12] MQ-2[Электронный ресурс]. Datasheet. – Режим доступа: https://www.pololu.com/file/0J309/MQ2.pdf.
[13] Швыдкий, В. С. Дифференциальные уравнения и численные методы / В. С. Швыдкий. – Екб. : УРФУ, 2004. – 179 с.
[14] Ams AG[Электронный ресурс]. : Datasheet / CCS811. – Режим доступа: https://cdn.sparkfun.com/assets/learn_tutorials/1/4/3/CCS811_Datasheet-DS000459.pdf.
[15] Отличия MOx датчиков[Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://www.idt.com/us/en/blogs/why-does-mox-make-difference.
[16] BME680 [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://www.terraelectronica.ru/news/5048.
[17] Bosch [Электронный ресурс]. : Datasheet / BMP680. – Режим доступа: https://cdn-shop.adafruit.com/product-files/3660/BME680.pdf.
[18] Мультипиксельные газовые датчики [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://www.sensirion.com/en/environmental-sensors/gas-sensors/multi-pixel-gas-sensors/.
[19] Mouser [Электронный ресурс]. : Datasheet / SGP30. – Режим доступа: https://www.mouser.com/pdfdocs/Sensirion_Gas_Sensors_SGP30_Datasheet_EN-1148053.pdf.
[20] Принцип работы NDIR датчиков [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://izmerkon.ru/podderzhka/publikaczii/kak-rabotaet-ndir.html.
[21] Winsen [Электронный ресурс]. : Datasheet / MH-Z19B. – Режим доступа: https://www.winsen-sensor.com/d/files/infrared-gas-sensor/mh-z19b-co2-ver1_0.pdf.
[22] Asair [Электронный ресурс]. : Datasheet / AHT10. – Режим доступа: https://server4.eca.ir/eshop/AHT10/Aosong_AHT10_en_draft_0c.pdf.
[23] Bosch [Электронный ресурс]. : Datasheet / BMP280. – Режим доступа: https://cdn-shop.adafruit.com/datasheets/BST-BMP280-DS001-11.pdf.
[24] Texas Instruments [Электронный ресурс]. : Datasheet / HDC1080. – Режим доступа: http://www.ti.com/lit/ds/symlink/hdc1080.pdf?ts=1591222579529.
[25] HC Technology [Электронный ресурс]. : Datasheet / HC-06. – Режим доступа: https://www.olimex.com/Products/Components/RF/BLUETOOTH-SERIAL-HC-06/resources/hc06.pdf.
[26] Texas Instruments [Электронный ресурс]. : Datasheet / HM-10. – Режим доступа: https://people.ece.cornell.edu/land/courses/ece4760/PIC32/uart/HM10/DSD%20TECH%20HM-10%20datasheet.pdf.
[27] STMicroelectronics [Электронный ресурс]. : Datasheet / STM32F103x. – Режим доступа: https://www.st.com/resource/en/datasheet/stm32f103c8.pdf.
[28] Panasonic [Электронный ресурс]. : Datasheet / Ni-Cd. – Режим доступа: https://media.digikey.com/pdf/Data%20Sheets/Panasonic%20Batteries%20PDFS/Ni%20Cd%20Catalog%202002-03%20v1.pdf.
[29] ZincFive [Электронный ресурс]. : Datasheet / Ni-Zn. – Режим доступа: https://static1.squarespace.com/static/57e41f9c579fb3b88ec36136/t/5ba5270be79c70d1618d777b/1537550092693/ZincFive-Stationary-Motive-SS-Data-Sheet-01100-00500-00034.pdf.
[30] EEMB [Электронный ресурс]. : Datasheet / Li-ion. – Режим доступа: https://www.ineltro.ch/media/downloads/SAAItem/45/45958/36e3e7f3-2049-4adb-a2a7-79c654d92915.pdf.
[31] Worldsemi [Электронный ресурс]. : Datasheet / WS2812b. – Режим доступа: https://cdn-shop.adafruit.com/datasheets/WS2812B.pdf.
[32] NanJing ASIC [Электронный ресурс]. : Datasheet / TP4056. – Режим доступа: https://static.chipdip.ru/lib/977/DOC002977110.pdf.
