Senzor CO2

Autor:	Gabriel Križan
Študijný odbor:	Aplikovaná mechatronika	1. Ing. (2019)

Zadanie

Využitím modulov CDM7160-C00 a LCD LCM1602C V2.1 zostavte senzor na meranie koncentrácie CO₂ vo vzduchu.

Úlohy

• Nájdite si k senzorom datasheet
• Nájdite si schémy zapojenia modulov CDM7160-C00 a LCD LCM1602C V2.1
• Na základe predošlých vedomostí navrhnite spôsob pripojenia k riadiacej jednotke
• Napíšte základný demonštračný program využívajúci vaše funkcie
• Vymyslite a demonštrujte vhodnú aplikáciu

Komponenty

Na vypracovanie som použil nasledujúce komponenty:

• 1 x CDM7160-C00 Kalibrovaný modul senzoru plynu CO₂
• 1 x LCD LCM1602C V2.1
• 1 x Vývojovú dosku ARDUINO UNO REV3
• 1 x USB kábel A-B
• Prepojovacie kábliky
• Software - Arduino IDE

CDM7160-C00 Kalibrovaný modul senzoru plynu CO₂, NDIR 300-5000ppm

Senzor funguje na základe NDIR (Non-Dispersive InfraRed) spektrometrie. Meranie koncentrácie CO₂ je založené na princípe absorpcie infračerveného svetla v jednoznačnej a presne určenej vlnovej dĺžke (v prípade CO₂ je to 4.26 µm). Túto vlnovú dĺžku zabezpečuje presný optický filter (pásmová priepust) infračerveného svetla. Ako referenčné meranie slúži vlnová dĺžka mimo absorpčné pásmo (a aby nedochádzalo k interferenciám s ostatnými zložkami v ovzduší), ktoré je zabezpečené taktiež špeciálnym filtrom. Miera absorpcie infračerveného svetla je nepriamo úmerná koncentrácii CO₂ v ovzduší. Dlhodobú presnosť merania zabezpečuje špeciálny algoritmus bežiaci na mikrokontroléri senzora, ktorý bol vyvinutý firmou FIGARO ENGINEERING. Princíp fungovania je znázornený na obrázku.

• Stránka produktu

• Technická špecifikácia CDM7160-C00

LCD LCM1602C V2.1

LCD LCM1602C V2.1 je klasický 2 riadkový a 16 charakterový LCD displej so zabudovaným ovládačom SPLC780D (alebo ekvivalentným).

• Technická špecifikácia LCD LCM1602C V2.1

ARDUINO UNO REV3

Jedná sa o vývojovú dosku s mikroprocesorom ATmga328P s 32KB Flash pamäte, 1 KB EEPROM, 2KB SRAM pamäte. Dosku je možné programovať pomocou Arduino IDE.

• Stránka produktu
• Zapojenie dosky ARDUINO UNO REV3

Analýza

V tejto časti popíšete ako idete daný problém riešiť. Uvediete sem aj všetky potrebné technické údaje, ktoré sú potrebné na úspešné vyriešenie projektu. Napríklad:

• popis komunikačnej zbernice (i2c, 1-wire, RS-232 a pod.)
• obrázok zapojenia vývodov použitej súčiastky
• odkaz na katalógový list
• priebehy dôležitých signálov
• este jedna polozka

Popis riešenia

Sem opíšete ako konkrétne ste problém vyriešili. Začnite popisom pripojenia k procesoru (nezabudnite na schému zapojenia!) a zdôraznite ktoré jeho periférie ste pritom využili.

Schéma zapojenia snímača

Súbor:Example.jpg

Pozn.: Názov obrázku musí byť jedinečný, uvedomte si, že Obr1.jpg už pred vami skúsilo nahrať už aspoň 10 študentov.

Algoritmus a program

Uveďte stručný popis algoritmu, v akom jazyku a verzii vývojového prostredia ste ho vytvorili. Je vhodné nakresliť aspoň hrubú štruktúru programu napríklad vo forme vývojového diagramu. Rozsiahly program pre lepšiu prehľadnosť rozdeľte do viacerých súborov.

Vyberte podstatné časti zdrojového kódu, použite na to prostredie source:

/* A nezabudnite zdroják hojne komentovať  */

int main(void) {
    
    printf("Hello, World!\n");  
    return(0);  
}

Nezabudnite však nahrať aj kompletné zdrojové kódy vášho programu!

Zdrojový kód: serial.h a main.c

program.c

Overenie

Nezabudnite napísať čosi ako užívateľský návod. Z neho by malo byť jasné čo program robí, ako sa prejavuje a aké má užívateľské rozhranie (čo treba stlačiť, čo sa kde zobrazuje). Ak ste namerali nejaké signály, sem s nimi. Ak je výsledkom nejaký údaj na displeji, odfotografujte ho.

Literatúra:

• http://chillelife.com/ir-spectroscopy/
• https://webbook.nist.gov
• https://www.sos.sk/products/figaro/cdm7160-c00-304480
• https://en.wikipedia.org/wiki/Nondispersive_infrared_sensor
• https://sk.wikipedia.org/wiki/Spektroskopia
• https://www.figaro.co.jp/en/product/feature/cdm7160.html
• https://www.geotherm.sk/rekuperacna-jednotka/vetranie-meranie-co2/
• https://www.atpjournal.sk/buxus/docs/dokumenty/kniznica_dokumentov/atp_journal_2010_obsahy_cisiel_pdf/08_2010/_08_2010_Analyza_koncentracie.pdf
• https://sk.wikipedia.org/wiki/Arduino

Späť na zoznam projektov...