Датчик СО2

Актуальность

Ранее считалось, что концентрация углекислого газа только в большом количестве может быть опасна для жизнедеятельности человека. Последние исследования учёных показали, что даже малые дозы СО₂ могут пагубно сказываться на здоровье человека. Поэтому тема определения содержания углекислого газа в воздухе и его влияние на самочувствие человека является актуальной.

Цель

Изготовить прибор для определения уровня концентрации СО₂ в помещении и выяснить, каким способом можно снизить концентрацию.

Задачи

1. Изучить литературу по данной теме.
2. Создать датчик определения СО₂.
3. Научиться пользоваться приборами на аппаратном и программном уровне и осуществлять их взаимодействие.
4. Измерение концентрации СО₂ в воздухе классного кабинета.
5. Выявление мер по уменьшению содержания углекислого газа в помещениях.

Гипотеза

Если уровень концентрации углекислого газа влияет на самочувствие учащихся, то возможность поддержания его в определённых пределах различными способами позволяет решить проблему качества воздуха.

Оснащение и оборудование, использованное при создании работы

• Отладочная плата Arduino Nano на базе микроконтроллера ATmega328p
• Модуль подключения SD-карты
• SD-карта с объёмом памяти 4 Гб
• RGB-светодиод с общим катодом
• OLED-дисплей 128х32, голубой цвет
• Тактовая кнопка без фиксации
• Движковый переключатель
• Плата заряда и защиты li-ion аккумуляторов на базе микросхемы TP4056
• Джампер на 2 положения
• Пьезоэлектрический зуммер с активным генератором
• Инфракрасный сенсор углекислого газа MH-Z18B
• Повышающий DC-DC преобразователь
• Корпус для РЭА G909G 105х75х26,4 мм, пластиковый, серый
• Провода одножильные, медные
• Аккумулятор li-ion, 3,7v 4200mAh 95x70x3,5 мм
• Колпачок для тактовой кнопки, квадратный, зелёный
• Резисторы различных номиналов

Описание

Автором была изучена литература по работе Arduino и концентрации углекислого газа, создана установка измерения концентрации СО₂ на платформе Arduino, исследованы оптимальные нормы содержания углекислого газа в помещении, предложен ряд рекомендаций по вентиляции школьного кабинета, определены направления аппаратного и программного совершенствования данной установки.

Результаты работы/выводы

Был изготовлен датчик и измерен уровень концентрации СО₂. В проветриваемом помещении учащиеся чувствовали себя комфортно. В непроветриваемом помещении учащиеся жаловались на духоту и дискомфортное состояние, работоспособность в таких условиях была снижена.
Углекислый газ является токсичным для человека даже в относительно низких концентрациях и требует постоянного контроля в школьных помещениях. Измерения показали: на уроках в непроветриваемом помещении количество углекислого газа в воздухе превышает 700 ppm, а иногда и 900 ppm. В таких условиях трудно сосредоточиться, способность к восприятию информации снижается, повышаются риски заболеваний. В непроветриваемом помещении увеличивается количество пылевых частиц, аллергенов, микроскопических клещей, создаются благоприятные условия для развития плесени на стенах.

Получать знания или работать в таких условиях невозможно и запрещено по

санитарно-гигиеническим правилам.

Проветривание на переменах даёт снижение СО₂. Этого достаточно для поддержания допустимого уровня. Однако для поддержания уровня концентрации около 600–800 ppm необходимо держать окна в режиме проветривания в течение всего урока.

Перспективы использования результатов работы

Данная работа станет для авторов шагом в дальнейшем использовании Arduino и другой микропроцессорной техники в разработках автоматизированных устройств.