Министерство науки и высшего образования Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования ЮЖНО-РОССИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ (НПИ) им. М.И. ПЛАТОВА ФАКУЛЬТЕТ «Информационных технологий и управления» КАФЕДРА «Информационные и измерительные системы и технологии» НАПРАВЛЕНИЕ 12.03.01 «Приборостроение» КУРСОВОЙ ПРОЕКТ По дисциплине: «Методы и средства измерения, контроля и диагностики» На тему: «Детектор загрязнения окружающего воздуха» Проектировал студент 4 курса, группы 120301-ИТа-019 Князев Н.А. Ф.И.О. Руководитель проекта доц.каф. ИИСТ, к.т.н., доц. Наракидзе Н.Д. Должность, звание К защите « » Ф.И.О. Защита принята с оценкой 2022 г. « » Подпись Новочеркасск, 2022 г. 2022 г. Подпись АННОТАЦИЯ В ходе выполнения курсового проекта выполнена разработка устройства детектора загрязнения окружающего воздуха. В первой главе приведен обзор и анализ устройств аналогичного назначение, то есть описание назначения, принцип действия, сфера его применения. Выполнен анализ патентных исследований и разработка структурной схемы устройства. Во второй главе разработана и описана функциональная схема разрабатываемого устройства на основе структурной схемы. Произведен расчет принципиальной схемы устройства, выбран микроконтроллер. Произведен выбор газовых датчиков, датчика температуры и влажности и датчиков твердых частиц, а также выбран ЖК-дисплей. Рассчитаны погрешности АЦП и усилителей датчиков твердых частиц. В третье главе приведено описание машинного эксперимента по моделированию работы микроконтроллера с газовым датчиком и ЖКдисплеем в Arduino Tinkercard, его результаты и их анализ. 3 4 СОДЕРЖАНИЕ АННОТАЦИЯ.................................................................................................... 3 ВВЕДЕНИЕ ........................................................................................................ 8 1.ОБЗОР И АНАЛИЗ УСТРОЙСТВ АНАЛОГИЧНОГО НАЗНАЧЕНИЯ ......................................................................................................................... ..10 1.1 Описание назначения устройства, принципа действия и сферы его применения ............................................................................................... 10 1.2 Обзор устройств аналогичного назначения ................................ 11 1.2.1 Регламент поиска ...................................................................... 11 1.2.2 Патентный поиск....................................................................... 11 1.3 Техническая документация ........................................................... 16 1.4 Разработка структурной схемы устройства ................................ 16 2.РАЗРАБОТКА ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ И ПРИНЦИПИАЛЬНОЙ СХЕМЫ УСТРОЙСТВА ................................................................................ 18 2.1 Разработка функциональной схемы устройства ......................... 18 2.2 Разработка принципиальной схемы устройства .......................... 19 2.2.1 Выбор микроконтроллера ........................................................ 19 2.2.2 Выбор газовых датчиков ......................................................... 22 2.2.3 Выбор датчика температуры и влажности ............................. 29 2.2.4 Выбор датчиков озона и двуокиси азота ................................ 31 5 2.2.5 Выбор и расчет датчиков твердых частиц ............................. 35 2.2.6 Выбор дисплея .......................................................................... 41 2.3 Расчет погрешностей измерительных каналов детектора загрязнения окружающего воздуха ............................................................... 43 2.3.1 Расчет погрешности АЦП ........................................................ 43 2.3.2 Расчет основоной погрешности, связанной с выбором пассивных элементов из ряда ..................................................................... 44 2.3.3 Расчёт мультипликативной погрешности, связанной с терморезистивным эффектом ..................................................................... 45 2.3.4 Расчёт погрешности датчиков MQ-2 и MQ-9. ....................... 47 2.3.5 Расчёт погрешности датчика DHT11. .................................... 48 2.3.6 Погрешности датчиков MiCS-2614 и MiCS-2714. ................ 48 2.3.7 Расчёт итоговой погрешности. ............................................... 49 3. ОПИСАНИЕ МАШИННОГО ЭКСПЕРИМЕНТА, ЕГО РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ АНАЛИЗ ................................................................................................ 50 3.1Описание онлайн симулятора Tinkercad Circuits Arduino .......... 50 3.2 Этапы проведения модельного эксперимента ............................ 51 3.2.1 Описание этапов моделирования. ........................................... 51 ЗАКЛЮЧЕНИЕ ............................................................................................... 55 СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ............................................................................... 56 6 ПРИЛОЖЕНИЕ А.12.03.01.К22.080.01.00 ПЭ ДЕТЕКТОР ЗАГРЯЗНЕНИЯ ОКРУЖАЮЩЕГО ВОЗДУХА. ПЕРЕЧЕНЬ ЭЛЕМЕНТОВ .................................................................................................. 61 7 ВВЕДЕНИЕ Область применений электроники неуклонно увеличивается. Любая относительно сложная система имеет в своем оснащении электронные устройства. На сегодняшний день, почти невозможно назвать технологический процесс, управление которого осуществляется без использования электроники. С началом активного применения микропроцессорной техники для обработки информационных сигналов и полупроводниковых приборов для преобразования электрической энергии резко выросла роль электроники. Детектор (лат. detector — открыватель, обнаружитель) – это техническое средство или вещество, которое указывает на наличие определенного свойства объекта измерения при превышении порогового значения соответствующей величиной. Детектор — то же, что датчик, первичный преобразователь, элемент измерительного, сигнального, регулирующего или управляющего устройства системы, преобразующий контролируемую величину в удобный для использования сигнал [1]. В настоящее время большинство датчиков качества воздуха имеют технические ограничения. Показания могут быть недостаточно точными для сравнения с нормативными стандартами или недостаточно чувствительными для ультранизких концентраций загрязняющих веществ в окружающей среде, но они могут помочь в принятии решений по защите здоровья. Детекторы необходимо загрязнения выделить воздуха источники наиболее проблем, полезны, отображая когда параметры загрязнения в цифровом формате. Такое устройство может помочь измерить качество воздуха в помещении и изменить принимаемые 8 решения. И это шаг в направлении личной защиты организма и микроклимата в целом [2]. 9 1.ОБЗОР И АНАЛИЗ УСТРОЙСТВ АНАЛОГИЧНОГО НАЗНАЧЕНИЯ В представленной главе описано назначение устройства, рассмотрены основные параметры проектируемого изделия, приведены аналоги разрабатываемого устройства. 1.1 Описание назначения устройства, принципа действия и сферы его применения Детектор загрязнения окружающего воздуха – это устройство, которое измеряет концентрацию, определенных организацией по защите окружающей среды, загрязняющих веществ и твердых частиц в ближайшем окружении, а также сравнивает действительное значение с заранее известными нормами предельно допустимой концентрации (ПДК) и предупреждает пользователя при их несовпадении. В основе детектора загрязнения окружающего воздуха находятся газовые датчики, которые регистрируют концентрацию определенного вещества, микроконтроллер для сопоставления данных и устройство оповещения пользователя, которое может испускать звуковой или световой сигнал, а так же выводить оповещение на экран. Детекторы применяются как в различных отраслях производства, так и для персонального пользования, для контроля состояния окружающего воздуха в помещениях или наружных установках, чтобы не допустить возникновения факторов плохого самочувствия, смертельной опасности или техногенной катастрофы из-за превышения ПДК вредных веществ[3]. 10 1.2 Обзор устройств аналогичного назначения В данной главе демонстрируется результат патентных исследований по теме «Детектор загрязнения окружающего воздуха». 1.2.1 Регламент поиска Регламент поиска по предмету исследования «Детектор загрязнения окружающего воздуха» представлен в таблице 1 [4,5]. Таблица 1- Регламент поиска Предмет МПК поиска Страны Источники Наименование поиска информации информационной базы 1 Детектор 2 3 Поиск 4 Россия 5 Базы Базы данных: загрязнения производился по патентов РФ, https://yandex.ru/p окружающе ключевым Патентные го воздуха словам: ведомства и https://patents.goo детектор, международ gle.com/patent вредные ные https://fips.ru/iiss/ вещества в atents организации воздухе, газоанализатор, 1.2.2 Патентная документация Патентная документация, полученная в результате произведенного патентного поиска и анализа, приведена в таблице 2 [4,5]. 11 Таблица 2- Патентная документация (с указанием географии патентования при наличии патентов – аналогов) Страна патентовани я, номер патента, дата приоритета Страна-заявитель, фирма-заявитель Название Техническая сущность Возможность использования (или ФИО изобретения МПК изобретения изобретения 3 4 5 заявителя) 1 Патент 12 России RU96663U1 2 Россия, Общество ограниченной ответственностью 2010.02.15 "ЭКОРОС" с Газоанализатор Предложение Полезная модель может быть измерения относится к области использована для непрерывного концентраций технических измерения вредных и загрязняющих веществ воздухе в средств концентрации измерений параметров вредных и загрязняющих окружающей веществ в воздухе среды, автоматизированной автоматической обработки анализа данных. данных измерений потребностей методами цифровых государства, вычислений. 11 Для и передачи обеспечения юридических физических лиц в достоверной и Продолжение таблицы 2 1 2 3 4 5 информации о качественном состоянии воздуха и его текущих конкретной изменениях на территории, необходимой для предотвращения и (или) уменьшения неблагоприятных последствий таких изменений 13 12 Продолжение таблицы 2 1 Патент России 2 Россия, Закрытое акционерное общество RU2539867C1 27.01.2015 "Научно- производственная фирма "СЕРВЭК" академии наук 3 Устройство 4 Изобретение относится к 5 Может быть использовано для для области экологии, в решения задач обнаружения и определения частности к санитарно- измерения концентраций вредных химическому контролю вредных веществ в воздухе. веществ в состояния окружающей воздухе среды (СФНЦА РАН) 14 Патент России Россия, Устройство Полезная модель относится Область применения полезной RU210148U1 Федеральное для к устройствам мониторинга модели - экологический 2022.03.30 государственное мониторинга загрязнения наружной контроль обособленного бюджетное загрязнения воздушной среды твердыми воздушного бассейна и частицами и техники санитарно-гигиенической измерения их обстановки рабочих, федеральный научный среды дисперсионного состава. производственных и жилых зон. центр твердыми Устройство может быть А также контроль загрязнения агробиотехнологий частицами использовано для твердыми частицами учреждение науки наружной сибирский воздушной 13 Продолжение таблицы 2 1 2 российской академии наук (СФНЦА РАН) 3 4 качественной количественной загрязненности 5 и вентиляционных выбросов оценки газовых и котельных на твердом наружной топливе, угольного, воздушной среды твердыми металлургического частицами производства. задачей Технической полезной является модели расширение 15 функциональных возможностей, универсальности устройства для мониторинга состояния загрязнения наружной воздушной среды частицами, твердыми обеспечения оперативности, достоверности и однозначности оценки состояния воздушной среды. 14 1.3 Техническая документация Информация о найденной научно-технической документации представлена в таблице 3 [6]. Таблица 3 – Научно-техническая документация Наименование Автор источника (организация) с информации указанием страны 1 2 Россия, Приборы контроля состава и качества Сажин С.Г. технологических сред Год, место, орган издания 3 2022,г.Санкт-Петербург, URL: https://reader.lanbook.com/book/210 863#4 1.4 Разработка структурной схемы устройства На основе информации полученной из технической литературы, была разработка структурная схема устройства. Схема приведена на рисунке 1.1 и чертеже 12.03.01.К22.080.01.00 Э1 [7]. Д1 ЖК Дисплей МК Д7 + 5В БП - 5В Рисунок 1.1 – Структурная схема устройства детектора загрязнения окружающего воздуха 16 На структурной схеме обозначены: МК – микропроцессор, ЖК Дисплей – жидкокристаллический дисплей, Д1,Д2,Д4,Д5 – соответственно газовые датчики MQ-2, MQ-9, MICS-2614, MICS-2714, Д3 – датчик температуры и влажности DHT11, Д6 и Д7 – датчики твердых частиц PPD42NS, БП – блок питания. Устройство работает следующим образом. После подключения устройства к сети МК подает напряжение на датчики, которые снимают показания из окружающего воздуха и передают на аналоговые входы МК для газовых датчиков и на цифровые входы для датчика температуры и влажности и датчиков твердых частиц. После МК сравнивает полученные данные с ПДК веществ и передает показания на цифровой дисплей, если значения датчиков не попадают в нормы ПДК на дисплей, также передается графическое предупреждение. 17 2.РАЗРАБОТКА ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ И ПРИНЦИПИАЛЬНОЙ СХЕМЫ УСТРОЙСТВА В главе описаны этапы разработки функциональной схемы устройства детектора загрязнения окружающего воздуха и принципиальной схемы на её основе. Описаны основные составные блоки, технические решения применения различных функциональных блоков устройства. Разработка принципиальной схемы производилась с учётом современной элементной базы электронных компонентов. 2.1 Разработка функциональной схемы устройства Разработка функциональной схемы производилась на базе структурной схемы, приведенной на рисунке 1.1. Результат разработки представлен на рисунке 2.1 и чертеже 12.03.01.К22.080.01.00 Э2 [7]. Рисунок 2.1 – Функциональная схема разрабатываемого устройства На функциональной схеме представлены : МК – микроконтроллер, БП – блок питания, LCD Дисплей – жидкокристаллический дисплей; 18 Д1,Д2,Д4,Д5 – газовые датчики, Д3 – датчик температуры и влажности, Д6,Д7 – датчики твердых частиц. Устройство работает следующим образом. После подключения устройства к сети МК подает напряжение на датчики и происходит работа цикла опроса датчиков. Датчики Д1 и Д2 измеряют количество токсичных газов, в том числе пропан, бутан, сжиженные углеводородные газы и оксид углерода в воздухе, датчики подключены к аналоговым входам микроконтроллера. Датчик Д3 используется для контроля влажности и температуры, поскольку их контроль играет важную роль в определении концентрации газов, выходной сигнал от данного датчика поступает на цифровой порт микроконтроллера. Датчики Д4 и Д5 обнаруживают в воздухе озон и двуокись азота соответственно, выходы датчиков подсоединены к аналоговым входам микроконтроллера. Для сбора данных о концентрации твердых частиц в воздухе используется два пылевых датчика, каждый датчик имеет два сигнальных выхода: один для мелких твердых частиц и один для больших твердых частиц, эти выходы подсоединены к цифровым входам микроконтроллера. Далее МК сравнивает все полученные данные с ПДК веществ и передает показания на цифровой дисплей, если значения датчиков не попадают в нормы ПДК, на дисплей также передается графическое предупреждение. 2.2 Разработка принципиальной схемы устройства 2.2.1 Выбор микроконтроллера Выбираем микроконтроллер ATMega328P-PU Microchip Technology Inc. Его основные характеристики [8]: Ширина шины данных – 8 бит; Максимальная частота – 20 МГц; Размер памяти – 32 кБ; 19 производства Количество входов/выходов – 23; Рабочее напряжение питания – 2,7…5,5 В; Тип памяти – flash; Встроенные интерфейсы – i2c, spi, uart Встроенная периферия – brown-outdetect/reset, por, pwm, wdt Рабочая температура – -40…+125 ⁰С. Схема подключения микроконтроллера представлена на рисунке 2.2. Рисунок 2.2 – Схема подключения микроконтроллера В качестве внешнего кварцевого генератора CSTCE16M0V53-R0 [9]. Его основные характеристики: Ток нагрузки – 20 мА; Температурный диапазон – -20…+80 ⁰С; Нагрузочная способность – 15 пФ. 20 на 16 МГц Конденсаторы с С1, C2, C3, C5, С6 нужны для фильтрации высокочастотных помех в линии питания. Используя рекомендации, данные в технической документации к микроконтроллеру примем конденсаторы С1 и С2 равными 22 пФ. Выберем конденсаторы марки GRM21A5C2E220JW01 22 пФ ± 5% [8,10]. Внешний вывод AREF напрямую подключен к аналого-цифровому преобразователю (АЦП), а опорное напряжение можно сделать более защищенным от помех, подключив конденсатор C5 между выводом AREF и землей. Выберем конденсатор С5 марки GRM155R61C104KA88 0,1 мкФ ± 10 % [11]. Выберем конденсаторы С3 и С6 марки GRM155R61C104KA88 0,1 мкФ ± 10 % [11]. Для защиты кварцевого генератора и отрицательной обратной связи ставим резистор R1 марки RC0805FR-071ML 1 МОм ± 1 % ряда E96 [12]. Подача питания осуществляется через стабилизатор напряжения U1, который поддерживает с определенной точностью неизменным напряжение на нагрузке. Выберем стабилизатор U1 марки NCP1117ST50T3G производителя ON Semiconductor. Его основные характеристики [13]: Выходное напряжение – 5 В; Максимальное выходное напряжение – 20 В; Рабочая температура – 0 … +125 ⁰С; Количество выходов – 1 . Схема подключения питания представлена на рисунке 2.2. 21 Рисунок 2.2 – Схема питания Выпрямительный диод VD1 нужен для защиты от паразитных скачков обратной полярности. Выберем диод с максимально прямым током 1 А – SMA4007 [13]. Конденсаторы электролитические PC1, PC2 сглаживают скачки напряжения. Используя техническую документацию для стабилизатора напряжения, выбираем номинальное значение PC1 и PC2 равным 10 мкФ. Выбираем электролитические конденсаторы B41851 10 мкФ ± 20 % [10,14]. Выберем конденсатор С4, также типа GRM155R61C104KA88 0,1 мкФ ± 10 % [11]. Выбираем разъем X1 – DJK-02A [15]. 2.2.2 Выбор газовых датчиков Для измерения токсичных газов, включая пропан, бутан, сжиженный попутный газ и оксид углерода, выберем газовые датчики MQ-2 и MQ-9. Датчик широкого спектра газов MQ-2 обнаружит утечки пропана, бутана, метана и водорода. А еще его можно использовать для 22 определения концентрации алкоголя в выдыхаемом воздухе и контроля задымленности производственных помещений. Датчик построен на базе полупроводникового газоанализатора MQ2 и выдаёт аналоговый сигнал, пропорциональный содержанию газов в окружающей среде. Его основные характеристики [16]: Напряжение питания нагревателя – 5 В; Напряжение питания датчика – 3,3–5 В; Потребляемый ток – 150 мА; Диапазон чувствительности – 100-10000 ppm; Рабочая температура – -10…+50⁰С. Схема подключения питания представлена на рисунке 2.3. Рисунок 2.3 – Схема подключения датчика MQ-2 23 Выбор резистора R24 проводим, согласно рекомендациям технической документации к датчику RS-05K4702FT 47 кОм ± 1 % ряда E96 [17]. Чувствительный элемент датчика, в силу своих химических свойств, меняет сопротивление при разной концентрации газов, и выступает в качестве резистора делителя напряжения из которого мы получаем значение напряжения через АЦП. Свойства эти проявляются при определенной температуре элемента для чего датчик необходимо нагреть. На выходах делителя АЦП мы снимаем значение напряжения, исходя из которого, можем рассчитать сопротивление датчика, зная номинал резистора R24: Rs = Vc ∙R -R, Uadc где 𝑅𝑠 – сопротивление датчика, 𝑉𝑐 – опорное напряжение АЦП, 𝑈𝑎𝑑𝑐 – значение напряжения на выходах АЦП. АЦП имеет отдельный вывод аналогового напряжения питания AVCC. AVCC не должно отличаться более чем на ±0,3 В от Vс, значит можно считать что: 𝑈𝑎𝑑𝑐 = 5 ± 0,3 В = 4,7…5,3 В. Зная все нужные параметры, можем посчитать сопротивление Rs по формуле (1): 24 (1) 5∙47∙103 Rs = - 47∙103 = 3000 Ом. 4,7 Имея значение 𝑅𝑠 можем определить концентрацию газа по графику из технической документации, показанном на рисунке 2.4. Для определения концентрации используется соотношение: (2) Rs /R0 , R0 в данном случае – сопротивление элемента датчика при концентрации детектируемого газа 1000 ppm. Рисунок 2.4 – характеристики чувствительности датчика MQ-2 Благодаря АЦП и формуле (1), мы знаем только значение текущего сопротивления Rs , от которого будем отталкиваться. Считаем, что мы замеряли его в чистом от детектируемых газов воздухе, при калибровочной температуре и влажности по технической документации 25 20 ⁰С, 65 %. Таким образом опорное значение R0 для датчика MQ-2 считаем: R0 = Rs 3000 = =315,79 ≈ 316 Ом. 9,5 9,5 Датчик газа, построенный на базе газоанализатора MQ-9 позволяет обнаруживать наличие в окружающем воздухе углеводородных газов (пропан, метан, н-бутан) и угарного газа. Датчик можно использовать для обнаружения утечек промышленного газа, возгорания, неисправностей газового оборудования. Выходным результатом является аналоговый сигнал, пропорциональный содержанию газов, к которым восприимчив газоанализатор. Его основные характеристики [18]: Напряжение питания нагревателя – 5 В; Напряжение питания датчика – 3,3…5 В; Потребляемый ток – 150 мА; Рабочая температура – -20…+50⁰С; Диапазон чувствительности – 20…2000 ppm для угарного газа, 500… 10000 ppm для остальных газов. Схема подключения питания представлена на рисунке 2.5. 26 Рисунок 2.5 – Схема подключения датчика MQ-9 Выбор резистора R13 осуществляем, согласно рекомендациям технической документации к датчику RS-06K103JT 10 кОм ± 5 % ряда E24 [19]. Подключение питания сенсора напрямую к микроконтроллеру невозможно из-за того, что он потребляет большой ток. Поэтому управление питанием необходимо осуществлять через транзистор для регулировки нагревательной мощности. 27 Выбираем транзистор NPN марки 2N3904. Его основные характеристики [51]: Максимальное напряжение коллектор-база при заданном обратном токе коллектора и разомкнутой цепи эмиттера – 60 В; Максимальное напряжение коллектор-эмиттер при заданном токе коллектора и разомкнутой цепи базы – 40 В; Максимально допустимый ток коллектора – 0,2 А; Рабочая температура – -55 … +150°C; Входное сопротивление – 1…10 кОм; Коэффициент усиления постоянного тока hfe при температуре 25°C – 100…300. Рассчитаем по подобию с датчиком MQ-2 чувствительный элемент датчика MQ-9. Можем посчитать сопротивление Rs по формуле (1): 5∙10∙103 Rs = - 10∙103 ≈ 638 Ом. 4,7 Имея значение 𝑅𝑠 можем определить концентрацию газа по графику из технической документации, показанном на рисунке 2.6. 28 Рисунок 2.6 – характеристики чувствительности датчика MQ-9 Считаем, что мы замеряли его в чистом от детектируемых газов воздухе, при калибровочной температуре и влажности по технической документации 20 ⁰С, 65 %. Таким образом опорное значение R0 для датчика MQ-9 считаем: R0 = Rs 638 = ≈ 64 Ом. 9,9 9,9 2.2.3 Выбор датчика температуры и влажности Контроль температуры и влажности играет важную роль в определении концентрации газов. Высокая влажность и температура значительно влияют на точность измерений. Поэтому очень важно контролировать эти изменяющиеся параметры. Температуру и влажность можно одновременно контролировать с помощью одного датчика. Выходной сигнал от данного датчика поступает на цифровой порт. 29 Выбираем датчик относительной влажности и температуры DHT11. Его основные характеристики [20]: Напряжение питания – 3,5…5,5 В; Максимальный потребляемый ток – 2,5 мА; Диапазон измерения температуры – 0 … 50°C; Диапазон измерения влажности – 20…90 % Частота измерений – 1 Гц. Схема подключения питания представлена на рисунке 2.7. Рисунок 2.7 – Схема подключения датчика DHT11 30 Следуя рекомендациям технической документации, если соединительный кабель короче 20 метров, необходимо поставить подтягивающий резистор. Выбираем резистор R29 типа RC0402JR075K1L 5,1 кОм ± 5 % ряда E24 [22]. 2.2.4 Выбор датчиков озона и двуокиси азота Для обнаружения в воздухе озона (О3) и двуокиси азота (NO2) используем датчики MiCS-2614 и MiCS-2714 соответственно. Эти датчики обеспечивают короткое время выполнения заказа и подходят для мониторинга качества воздуха, обнаружения утечек газа, обнаружения загрязнения. Конструкция кремниевого газового сенсора этих сенсоров MiCS состоит из точно микромеханической диафрагмы со встроенным нагревательным резистором из чувствительного слоя наверху. Основные характеристики датчика MiCS-2714 [23]: Рабочая температура – -30…85°C; Напряжение питания – 4,9 …5,1 В; Номинальный ток – 26 мА. Основные характеристики датчика MiCS-2614 [24]: Рабочая температура – -40…70°C; Напряжение питания – 4,9 …5,1 В; Номинальный ток – 34 мА. Схема подключения питания датчиков представлена на рисунке 2.8. Вид датчика снизу изображен на рисунке 2.9. 31 Рисунок 2.8 – Схема подключения датчиков MiCS-2614 и MiCS-2714 Рисунок 2.8 – Вид снизу MiCS-2614 и MiCS-2714 32 Оба этих датчика используют внутренний резистор в своем сенсорном элементе. На рисунке 2.9 измерительный резистор расположен между выводами G и K. Сопротивление резистора должно находиться в пределах 10…20 кОм. Кроме того оба датчика оснащены нагревательным элементом между выводами A и H. Данный нагревательный элемент поддерживает требуемую температуру сенсорного элемента. Сопротивление нагревательного элемента составляет 50…60 Ом. Проведем выбор резисторов R46, R47, R52, R53, R56. Последовательно с нагревательными элементами датчиков установлены резисторы R46, R52, R53. Они отвечают за то, что нагревательные элементы получат необходимый уровень мощности. Выбираем резистор R46 типа MO-50 82 Ом ± 5 % ряда E24 .Резистор R52 выбираем типа RC0402JR-07120RL 120 Ом ± 5 % ряда E24 . И резистор R53 выбираем типа RC0402JR-0712RL 12 Ом ± 5 % ряда E24 [25,26,27]. Нагрузочные резисторы R47, R56 используются для вычисления измерительного сопротивления датчика. Выбираем резисторы R47 и R56 типа RC0805JR-0722KL 22 кОм ± 5 % ряда E24 [28]. Для оценки концентрации газа от газовых датчиков MiCS, мы используем графики технической документации для извлечения функций, сопротивления касающихся датчика по отношению концентрации газа. Графики изображены на рисунках 2.9 и 2.10. 33 к Рисунок 2.9 – характеристики чувствительности датчика MiCS-2714 Рисунок 2.10 – характеристики чувствительности датчика MiCS-2614 34 2.2.5 Выбор и расчет датчиков твердых частиц Для сбора данных о концентрации твердых частиц в воздухе мы используем два пылевых датчика Shinyei PPD42NS. Данный датчик дает хорошее представление о качестве воздуха в окружающей среде путем измерения концентрации пыли. Уровень твердых частиц (PM level) в воздухе измеряется путем подсчета времени пребывания в малом импульсе (LPO time) в заданное время. Время LPO пропорционально концентрации PM. Этот датчик может обеспечить надежные данные для систем очистки воздуха. Каждый датчик имеет два сигнальных выхода: один для мелких твердых частиц и один для больших твердых частиц. Эти выходы подсоединены к цифровым входам. Они используют инфракрасный светодиод и фотодиод для измерения концентрации рассеянных в воздухе твердых частиц. Внутренняя схема преобразует выходной сигнал фотодиода в цифровые сигналы. Основные характеристики датчика твердых частиц [29]: Рабочее напряжение – 4,75 … 5,75 В; Рабочая температура – 0…+45°C; Диапазон влажности – ≤ 95 %; Определяемы диапазон концентрации – 0…28.000 pcs/liter , 0…8000 pcs/0.01cf; Обнаружение диаметра частиц – > 1 мкм; Схема подключения питания датчиков представлена на рисунке 2.11 35 36 Рисунок 2.11 – Схема подключения датчиков Shiney PPD42 35 Выберем элементы датчика, используя техническую документацию для выбора номиналов [30]. Датчик увлекает частицы в тепловой шлейф, создаваемый резистором R49. Частицы конвектируют вверх через световой луч, создаваемый инфракрасным светодиодом HL1. Свет, рассеянный частицами под углом улавливается фотодиодом VD4. Путь света перегорожен, чтобы избежать захвата рассеянного света, и линза перед фотодиодом фокусируется в область обнаружения в воздушном потоке и вблизи светового портала светодиода. Выберем силовой резистор R49 типа AH-25 100 Ом ± 5 % [31] . Основными элементами работы датчика являются светодиод и фотодиод. Выберем светодиоды HL1 типа BL-L314IRBC.Их основные характеристики [32]: Длина волны – 880 нм; Рабочий ток – 50 мА; Максимальный импульсный прямой ток – 150 мА; Рабочая температура – -40…+80 °C. Выберем фотодиоды VD4 типа BPW20RF. Их основные характеристики [33]: Определяемая длина волны – 400…1100 нм; Длина волны пиковой чувствительности – 920 нм; Угол половинной чувствительности – 50°; Рабочая температура – -55…+125 °C. Светодиод HL1 включен последовательно с резистором R48, параллельно включено три резистора R48, R54, R57.Выбираем эти 37 резисторы типа RC0402JR-07110RL 110 Ом ± 5 % ряда E24. Конденсатор C17 включен для защиты питания светодиода. Выбираем конденсатор С17 – GRM155R61A222KA01D 2,2 нФ ± 10% [34,35]. Питание фотодиода фильтруется резистором R38, диодом VD2 и конденсатором C21. Выберем резистор R38 типа RC0805JR-0710RL 10 Ом ± 5 % ряда E24 , диод VD2 с максимально прямым током 1 А – SMA4007 и конденсатор C21 типа WLR 100 мкФ ± 20 % [36,13,38]. Фотодиод имеет обратное смещение и соединен последовательно с переменным сопротивлением, состоящим из R42 и R43. Настройка R42 на более высокое сопротивление увеличит чувствительность. Конденсатор C24 находится параллельно с фотодиодом и замедляет и интегрирует отклик на временной шкале в миллисекунду и эта постоянная времени увеличивается вместе с увеличением регулировки чувствительности. Выберем переменный резистор R42 – RK1233N1-B200K 200 кОм ± 20 %, резистор R43 – RS-06K103JT 10 кОм ± 5 % ряда E24 и конденсатор С24 – GRM155R61A222KA01D 2,2 нФ ± 10% [39,19,35]. Для наибольшей точности передачи, полученных с фотодиода данных о количестве твердых частиц, необходимо разместить на схеме четырехканальный операционный усилитель. Выбираем операционный усилитель DA1 типа производителя Texas Instruments. Его основные характеристики [40]: Кол-во каналов – 4; Токовое смещение на входе – 20 нА; Напряжение смещения на входе – 3000 мкВ; Скорость нарастания выходного сигнала – 0,5 В/мкс; 38 Напряжение питания однополярное/двуполярное – +3…32 В, ±1.5…16 В; Рабочая температура – 0 … +70 °C. Колебания напряжения связаны через конденсатор C19 и R39 с входами 9, 10 операционного усилителя, который обеспечивает не инвертирующий низкочастотный коэффициент усиления по напряжению. Выбираем конденсатор C19 типа ECWF2W185JA 1,8 мкФ ± 5% и резистор R39 – RC0402FR-07200KL 200 кОм ± 1% ряда E96 [41,42]. Низкая частота здесь означает все выше 0,5 Гц. Конденсатор C19 в цепи обратной связи обеспечивает стабильность переменного тока, так как компенсирует входной конденсатор C24. Колебания на выходе 8, подаются через конденсатор C12 и резистор R14 на вход 12 операционного усилителя, и это обеспечивает регулируемый коэффициент усиления по постоянному току с помощью переменного резистора R16 в сочетании с резисторами R20 и R22. Комбинация конденсатора C12 с резистором R14 ослабляет частоты ниже 8 Гц. Выберем конденсатор С12 типа GRM155R61C104KA88 0,1 мкФ ± 10 %. Резисторы R14 – RC0402FR-07200KL 200 кОм ± 1% ряда E96, R16 – RK1233N1-B200K 200 кОм ± 20 %, R20 – RC0402FR-0756KL 56 кОм ± 1% ряда E96, R22 – RC0402JR-075K1L 5,1 кОм ± 5 % ряда E24 [11,42,39,44,22]. Для обратной связи секции с выходом 8 используем конденсатор C15 и резисторы R34, R36. 39 Выбираем конденсатор C15 – GRM155R61A222KA01D 2,2 нФ ± 10%. Резисторы R36 – RC0402JR-075K1L 5,1 кОм ± 5 % ряда E24, R34 – RC0402FR-07390KL 390 кОм ± 1% ряда E96 [35,22,45]. Выход 14 подается на фильтр низких частот первого порядка, R18 и C11. Эта секция ослабляет частоты выше 4 Гц. Выберем R18 типа RC0402FR-07390KL 390 кОм ± 1% ряда E96 и конденсатор C11 типа GRM155R61C104KA88 0,1 мкФ ± 10 % [45,11]. Секции операционного усилителя с выходами 1 и 7 настроены как компараторы для обеспечения выходных импульсов с данными о количестве твердых частиц. Делитель напряжения R29 и R32 определяют порог 1 В для выхода 7. Аналогично, R25 и R26 определяют порог 2,5 В для выхода 1, выходы 1 и/или 7 будут подавать импульсы низкого уровня до тех пор, пока входное напряжение превышает соответствующие пороговые значения. На выходах устанавливаем резисторы R9, R10 и конденсаторы C7, C8. Выберем резисторы R25, R26, R29 типа RC0402FR-0782KL 82 кОм ± 1% ряда E96, R32 типа RC0805JR-0720KL 20 кОм ± 5 % ряда E24, R9, R10 типа RS-06K103JT 10 кОм ± 5 % ряда E24 и конденсаторы C7, C8 типа GRM155R61A222KA01D 2,2 нФ ± 10% [46,47,19,35]. На схеме установлен второй идентичный датчик, поэтому все элементы будут выбраны аналогично первому датчику твердых частиц. Выбираем светодиод HL2 – BL-L314IRBC [32]. Выбираем фотодиод VD5 – BPW20RF [33]. 40 Выбираем операционный усилитель DA2 – LM324 [40]. Выбираем диод VD3 – SMA4007 [13]. Выбираем конденсаторы C9, C10, C16, C18, C23 – GRM155R61A222KA01D 2,2 нФ ± 10%, C13, C14 – GRM155R61C104KA88 0,1 мкФ ± 10 %, C20 –ECWF2W185JA 1,8 мкФ ± 5%, С22 – WLR 100 мкФ ± 20 % [35,11,41,38]. Выбираем резисторы: R11, R12 – RS-06K103JT 10 кОм ± 5 % ряда E24 [19]; R15, R39, R41– RC0402FR-07200KL 200 кОм ± 1% ряда E96 [42]; R19, R35 – RC0402FR-07390KL 390 кОм ± 1% ряда E96 [45]; R17, R44 – RK1233N1-B200K 200 кОм ± 20 % [38]; R21 – RC0402FR-0756KL 56 кОм ± 1% ряда E96 [44]; R23 , R37, – RC0402JR-075K1L 5,1 кОм ± 5 % ряда E24 [22]; R27, R28, R30 – RC0402FR-0782KL 82 кОм ± 1% ряда E96 [46]; R33 – RC0805JR-0720KL 20 кОм ± 5 % ряда E24 [47]; R40 – RC0805JR-0710RL 10 Ом ± 5 % ряда E24 [36]; R50, R55,R58 – RC0402JR-07110RL 110 Ом ± 5 % ряда E24 [34] R51 – AH-25 100 Ом ± 5 % [31]. 2.2.6 Выбор дисплея Для вывода информации пользователю и визуального оповещения выберем жидкокристаллический дисплей характеристики [48]: 41 LCD2004. Его основные Тип выводимой информации – символьный; Формат выводимой информации – 20×04 символов; Тип подсветки – LED; Интерфейс – синхронный, 8-битный, параллельный; Напряжение питания – 5 В; Рабочая температура – 20 ... +70 °С. Схема подключения дисплея представлена на рисунке 2.12. Рисунок 2.12 – Схема подключения дисплея LCD2004 Жидкокристаллический дисплей (Liquid Crystal Display) является хорошим выбором для вывода строк символов в различных проектах. Но самым главным недостатком этого экрана является тот факт, что дисплей имеет 16 цифровых выводов, из которых обязательными являются минимум 6. Поэтому использование этого LCD экрана без i2c добавляет серьезные ограничения. Для реализации интерфейса i2c используем микросхему PCF8574. Её основные характеристики [49]: Напряжение питания 2,5 … 6 В; Интерфейс – i2c; 42 Количество портов GPIO – 8. Резисторы R5 и R6 необходимы для подтяжки линий SDA и SCL. Используя техническую документацию, выберем резисторы R5 и R6 типа RC0805JR-074K7L 4,7 кОм ± 5 % ряда E24 [50]. На схеме установлены перемычки JP1, JP2, JP3 – 116-CG1 для смены адресации устройства, которые подтягиваются резисторами R2…R4. Выбираем резисторы R2…R4 типа RS-06K103JT 10 кОм ± 5 % ряда E24 [19]. Модуль оснащен переменным резистором R7 с его помощью можно управлять контрастностью LCD дисплея. На входе питания подсветки ставим резистор R8. Выбираем переменный резистор R7 – 16K1-10C10K 10 кОм ± 10 %. и резистор R8 – RC0402FR-07330RL 330 Ом ± 1% ряда E96 [54]. 2.3 Расчет погрешностей измерительных каналов детектора загрязнения окружающего воздуха 2.3.1 Расчет погрешности АЦП Погрешность преобразования АЦП приятно раделять на статическую и динамичесую составляющую. Динамической частью является погрешность квантования входной величины по времени, а погрешность квантования входной величины по уровню, соответственно, является статической частью. 43 Статическая погрешность делится на две части: погрешность цифрового представления из-за ограниченной разрядности кода и инструментальная погрешность АЦП. Расчитаем погрешность дискретизации АЦП по формуле: δд = 0,5∙EMP , Uвх.ном где Uвх.ном = 5 В – номинальное входное напряжение АЦП, EMP – еденица младшего разряда АЦП, которая определяется по формуле: EMP = Uвх.ном , 2n где n – разрядность АЦП. 5 EMP = 10 =0,00488281 В, 2 δд = 0,5∙0,00488281 ∙100% = 0,049%. 5 Расчитаем статическую погрешность при равномером квантовании по уровню, по формуле: δкв.макс = δкв.макс = EMP ; 2 0,00488281 =0,000403 В. 2 2.3.2 Расчет основоной погрешности, связанной с выбором пассивных элементов из ряда Рассчитаем реальные коэффициенты операционного усилителя DA1: 44 усиления каскадов R34 390∙103 K1 =1+ = 1+ =75,5; R36 5,1∙103 R20 +R16 56∙103 +60,4∙103 K2 = = =22,82. R22 5,1∙103 Таким образом, K=75,5 ∙ 22,82= 1721,4. Рассчитаем коэффициенты усиления каскадов с учетом данной погрешности: R34 +∆R34 390∙103 +390∙103 ∙0,01 Kраз.1 =1+ =1+ =82,3 ; R36 -∆R36 5,1∙103 -5,1∙103 ∙0,5 R20 +∆R20 +R16 +∆R16 56∙103 +56∙103 ∙0,01+60,4∙103 +60,4∙103 ∙0,2 Kраз.2 = = = 26,63. R22 -∆R22 5,1∙103 -5,1∙103 ∙0,05 Таким образом, Kразб = 82,3 ∙ 26,53= 2183,66. δ1% = | 2.3.3 Kразб -K 2183,66-1721,4 |=| | = 0,268 = 2,7 %. K 1721,4 Расчёт мультипликативной погрешности, связанной с терморезистивным эффектом Рассчитаем сопротивление резистора при температуре 50° С по формуле: R=RT ∙(1+α(T-20)), где RT – сопротивление резистора при температуре 20° С; α – температурный коэффициент сопротивления. 1 ТКС выбранных резисторов находится в пределах 10-4 . °С Результат расчёта: 45 R36 =R22 =5,1∙103 ∙ (1+10-4 (50-20)) =5115,3 Ом; R14 =R39 =200∙103 ∙ (1+10-4 (50-20)) =200600 Ом; R34 =390∙103 ∙ (1+10-4 (50-20)) =391170 Ом; R16 =60,4∙103 ∙ (1+10-4 (50-20)) =60581 Ом; R20 =56∙103 ∙ (1+10-4 (50-20)) =56168 Ом. Рассчитаем коэффициенты усиления каскадов с учетом данной погрешности: K1 =1+ K2 = 391170 = 77,47; 5115,3 56168+60581 = 23,82. 5115,3 Таким образом, KT =77,47∙23,82 = 1845,34. Рассчитаем относительную погрешность коэффициента усиления, связанную с терморезистивным эффектом: δT = | KT -K 1845,34-1721,4 |=| | =0,719 = 0,72 %. K 1721,4 Рассчитаем общую погрешность операционного усилителя DA1: δу =√δ1% 2 + δT 2 ; δу =√0,2682 +0,7192 =0,767 %. 46 2.3.4 Расчёт погрешности датчиков MQ-2 и MQ-9 Исходя из графиков в технической документации, показанных на рисунках 2.13, 2.14, известно, что в зависимости от среды, в которой используется датчик, показания отклоняются от действительных [16,18]. Рисунок 2.13 – отклонения датчика MQ-2 Рисунок 2.14 – отклонения датчика MQ-9 Получаем значение погрешности измерения концентрации из графиков, используя стандартные условия тестирования датчиков 20° С и 33 % относительной влажности, по формуле: δppm = δppm1 = δppm2 = Rs /R0 ; T 1 = 0,05 = 5 %. 20 47 2.3.5 Расчёт погрешности датчика DHT11 Используя данные из технической документации для данного датчика, находим значения абсолютных погрешностей измеряемой температуры и относительной влажности равные ± 2°C и ± 5 % относительной влажности [20]. Для расчета относительной погрешности используем формулу: δ= 𝑋изм − 𝑋действ ∙ 100, 𝑋действ где Xизм – измеряемая величина с погрешностью, Xдейств – действительное значение величины. Таким образом, можно посчитать значения относительной погрешности температуры и относительной влажности при стандартных условиях 20° С и 60 % относительной влажности: δ% = 60+5-60 ∙ 100 =8,3 %; 60 δt = 20+2-20 ∙ 100 =10 %; 20 2.3.6 Погрешности датчиков MiCS-2614 и MiCS-2714 Используя техническую документация к датчикам, принимаем значение относительной погрешности измерения концентрации равным [23,24]: δppm3 = δppm4 =2,5 %. 48 2.3.7 Расчёт итоговой погрешности. Результирующее значение погрешности АЦП и операционного усилителя: δ =√δу2 +δд 2 =√0,7672 +0,0492 = 0,768%. Также результирующие погрешности измерения концентрации газа, температуры и влажности: δgas =√δppm1 2 +δppm2 2 +δppm3 2 +δppm4 2 =√52 +52 +2,52 +2,52 = 7,9 %; δt = 10 %; δ% = 8,3 %. 49 3. ОПИСАНИЕ МАШИННОГО ЭКСПЕРИМЕНТА, ЕГО РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ АНАЛИЗ 3.1 Описание онлайн симулятора Tinkercad Circuits Arduino Tinkercad был создан в 2011 году, его авторы — Кай Бекман (Kai Backman) и Микко Мононен (Mikko Mononen). Продукт изначально позиционировался как первая Web-платформа для 3D-проектирования, в которой пользователи могли делиться друг с другом результатами. В 2013 году сервис был куплен компанией Autodesk и дополнила семейство продуктов 123D. В июне 2017 г. Autodesk решил перенести часть функционала другого своего сервиса Electroinics Lab Circuits.io, после чего Tinkercad получил крайне важные и мощные инструменты, способные существенно облегчить начинающим разработчикам Arduino процессы обучения, проектирования и программирования новых схем [52]. Список основного функционала Tinkercad Circuits: Удобный графический редактор для визуального построения электронных схем. Предустановленный набор моделей большинства популярных электронных компонентов, отсортированный по типам компонентов. Симулятор электронных схем, с помощью которого можно подключить созданное виртуальное устройство к виртуальному источнику питания и проследить, как оно будет работать. Симуляторы датчиков и инструментов внешнего воздействия. Вы можете менять показания датчиков, следя за тем, как на них реагирует система. 50 Встроенный редактор Arduino с монитором порта и возможностью пошаговой отладки. Визуальный редактор кода Arduio. 3.2 Этапы проведения модельного эксперимента 3.2.1 Описание этапов моделирования Создаем проект. Добавляем на рабочее пространство Arduino Uno R3, дисплей с интерфейсом i2, газовый датчик, резистор 47 кОм и макетную плату. Соединяем элементы, как показано на рисунке 3.1. Рисунок 3.1 – Модель устройства Для работы модели необходимо добавить текстовый код или составить код с помощью графических элементов. В модель был добавлен упрощённый код, реализованный по блок-схеме для разрабатываемого устройства. Блок-схема приведена на рисунке 3.2. 51 Рисунок 3.2 – Блок-схема 52 Запустим процесс моделирования путем нажатия кнопки «Начать моделирование» и проведем несколько испытаний модели концентрацию газа. Результаты приведены на рисунках 3.3 и 3.4. Рисунок 3.3 – Испытание 1 Рисунок 3.4 – Испытание 2 53 В результате испытаний мы видим, что после запуска устройства включается дисплей и отображает текущую концентрацию газа в рабочей зоне датчика газа. При изменении концентрации газа также меняется показание концентрации газа на дисплее и когда концентрация превышена, происходит графическое оповещение, как показано на рисунке 3.4. Таким образом, по результатам тестирования можно убедиться, что модель устройства выполняет поставленные задачи и функционирует в полной мере. 54 ЗАКЛЮЧЕНИЕ В ходе выполнения курсового проекта выполнена разработка устройства детектора загрязнения окружающего воздуха. Проведен обзор и анализ устройств аналогичного назначение, то есть описание назначения, принцип действия, сфера его применения. Выполнен анализ патентных исследований и разработка структурной схемы устройства. Разработана и описана функциональная схема разрабатываемого устройства. Произведен расчет принципиальной схемы устройства. Произведен выбор микроконтроллера, газовых датчиков, датчика температуры и влажности и датчиков твердых частиц, а также выбран ЖК-дисплей. Рассчитаны погрешности АЦП и усилителя, измерения концентрации веществ в воздухе, измерения температуры и относительной влажности. Все параметры соответствуют техническому заданию. Проведено описание машинного эксперимента по моделированию работы микроконтроллера с газовым датчиком и ЖК-дисплеем в Arduino Tinkercard. 55 СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 1.Детектор [Электронный ресурс] // Режим доступа, URL: Детектор — Википедия (wikipedia.org) 2. Измерение загрязнения воздуха [Электронный ресурс] // Режим доступа, URL: Air pollution - Wikipedia 3. «Экологический мониторинг техносферы» (Дмитренко, В. П. Экологический мониторинг техносферы : учебное пособие / В. П. Дмитренко, Е. В. Сотникова, А. В. Черняев. — 2-е изд. испр. — Санкт-Петербург : Лань, 2022. — ISBN 978-5-8114-1326-3. — Текст : электронный // Лань : электронно-библиотечная система. — URL: https://e.lanbook.com/book/210986 4. Информационно-поисковая система Google Patents [Электронный ресурс] // Режим доступа, URL: https://patents.google.com 5. Федеральный институт промышленной собственности патентные базы данных [Электронный ресурс] // Режим доступа, URL: https://www.fips.ru/iiss/ 6. Приборы контроля состава и качества технологических сред»: учебное пособие / С. Г. Сажин. — Санкт-Петербург : Лань, 2022. — ISBN 978-5-8114-1237-2. — Текст : электронный // Лань : электроннобиблиотечная система. — URL: https://e.lanbook.com/book/210863 7. Теняков Е. И. Общие требования и правила выполнения электрических схем, схем алгоритмов, программ, данных и систем: учеб.- метод. пособие / ЮРГТУ(НПИ). - Новочеркасск: Изд-во ЮРГТУ (НПИ), 2013. - 159 с 56 8. ATmega328P Datasheet [Электронный ресурс] // Режим доступа, URL: https://ww1.microchip.com/downloads/en/DeviceDoc/Atmel-7810- Automotive-Microcontrollers-ATmega328P_Datasheet.pdf 9. Ceramic Resonators (CERALOCK) [Электронный ресурс] // Режим доступа,URL:https://www.murata.com/enus/api/pdfdownloadapi?cate=cgsubResonators&partno=CSTCE16M0V53R0 10. C1,C2 ресурс] [Электронный // Режим доступа, URL: https://static.chipdip.ru/lib/801/DOC011801425.pdf 11. C3, C6, C11..C14 [Электронный ресурс] // Режим доступа, URL: https://static.chipdip.ru/lib/184/DOC014184750.pdf 12.R1 [Электронный ресурс] // Режим доступа, URL: доступа, URL: доступа, URL: Режим доступа, URL: Режим доступа, URL: https://static.chipdip.ru/lib/795/DOC014795977.pdf 13.VD1..VD3 ресурс] [Электронный // Режим https://static.chipdip.ru/lib/407/DOC001407255.pdf 14.PC1,PC2 ресурс] [Электронный // Режим https://static.chipdip.ru/lib/980/DOC000980880.pdf 15.X1 [Электронный ресурс] // DOC001078433.pdf (chipdip.ru) 16.MQ-2 [Электронный ресурс] // http://wiki.amperka.ru/_media/%D0%BF%D1%80%D0%BE%D0%B4%D 1%83%D0%BA%D1%82%D1%8B:mq2:troyka-mq2_datasheet.pdf 17. R24 [Электронный ресурс] // https://www.chipdip.ru/product0/8001593828 57 Режим доступа, URL: 18.MQ-9 [Электронный ресурс] // Режим доступа, URL: http://wiki.amperka.ru/_media/%D0%BF%D1%80%D0%BE%D0%B4%D 1%83%D0%BA%D1%82%D1%8B:mq9:troyka-mq9_datasheet.pdf 19.R2..R4,R9..R13,R43,R45 [Электронный ресурс] // Режим доступа,URL; https://static.chipdip.ru/lib/161/DOC013161821.pdf 20.DHT11 [Электронный ресурс] // Режим доступа, URL: https://iarduino.ru/lib/11df3b397247a33c36afc08a64ee9d50.pdf 22.R22, R23, R29, R36, R37 [Электронный ресурс] // Режим доступа, URL: https://static.chipdip.ru/lib/795/DOC014795977.pdf 23. MICS-2714 [Электронный ресурс] // Режим доступа, URL: Microsoft Word - a1a-mics-2714_1_s1.doc (cdiweb.com) 24.MICS-2614 [Электронный ресурс] // Режим доступа, URL: MiCS2614-SGX.pdf 25. R46 [Электронный ресурс] // Режим доступа, URL: Режим доступа, URL: доступа, URL: доступа, URL: https://www.chipdip.ru/product0/9000040024 26. R52 [Электронный ресурс] // https://www.chipdip.ru/product/0.062w-0402-120-om5?from=suggest_product 27. R53 [Электронный ресурс] // Режим https://www.chipdip.ru/product/0.062w-0402-12-om-5 28.R47,R56 [Электронный ресурс] // Режим https://www.chipdip.ru/product/0.125w-0805-22-kom-5 29.PPD42NS [Электронный ресурс] // Режим доступа, URL: https://static.chipdip.ru/lib/528/DOC011528817.pdf 58 30. PPD42NS [Электронный ресурс] // Режим доступа, URL: https://static.chipdip.ru/lib/843/DOC003843094.pdf 31.R49,51 [Электронный ресурс] // Режим доступа, URL: доступа, URL: https://static.chipdip.ru/lib/983/DOC000983746.pdf 32.HL1,HL2 [Электронный ресурс] // Режим https://static.chipdip.ru/lib/247/DOC000247740.pdf 33.фотодиоды VD4,VD5 [Электронный ресурс] // Режим доступа, URL: https://www.chipdip.ru/product/bpw20rf 34.R48,R50,R54,R55,R57,R58 [Электронный ресурс] // Режим доступа, URL: https://www.chipdip.ru/product/0.062w-0402-110-om- 5?from=suggest_product 35.C7…C10,C15…C18,C24 [Электронный ресурс] // Режим доступа, URL: https://static.chipdip.ru/lib/250/DOC000250694.pdf 36. R38,R40 [Электронный ресурс] // Режим доступа, URL: https://www.chipdip.ru/product/0.125w-0805-10-om-5 38.C21, C22 [Электронный ресурс] // Режим доступа, URL: https://static.chipdip.ru/lib/930/DOC012930826.pdf 39. R16,R17,R42,R44 [Электронный ресурс] // Режим доступа, URL: https://www.chipdip.ru/product/rk-1233n1-b200k 40.DA1,DA2 [Электронный ресурс] // Режим доступа, URL: LM324 Single Supply Quad Operational Amplifiers (onsemi.com) 41.C19,C20 [Электронный ресурс] // Режим доступа, URL: https://static.chipdip.ru/lib/445/DOC012445624.pdf 42.R14,R15,R39,R41 [Электронный ресурс] // Режим доступа, URL: DOC012651707.pdf (chipdip.ru) 59 44.R20,R21 [Электронный ресурс] // Режим доступа, URL: 0.062Вт 0402 56 кОм, 1%, Чип резистор (SMD), Тайвань | купить в розницу и оптом (chipdip.ru) 45.R34,35 [Электронный ресурс] // Режим доступа, URL: 0.062Вт 0402 390 кОм, 1%, Чип резистор (SMD), Тайвань | купить в розницу и оптом (chipdip.ru) 46.R25…R30 [Электронный ресурс] // Режим доступа, URL: 0.062Вт 0402 82 кОм, 1%, Чип резистор (SMD), Тайвань | купить в розницу и оптом (chipdip.ru) 47.R32,R33 [Электронный ресурс] // Режим доступа, URL: 0.125Вт 0805 20 кОм, 5%, Чип резистор (SMD), Тайвань | купить в розницу и оптом (chipdip.ru) 48.LCD2004 ресурс] [Электронный // Режим доступа, URL: https://iarduino.ru/lib/d1ce4f601b6fffd5ba67077d9cfbca8f.pdf 49.PCF8574 ресурс] [Электронный // Режим доступа, URL: доступа, URL: доступа, URL: https://static.chipdip.ru/lib/322/DOC004322631.pdf 50.R5,R6 [Электронный ресурс] // Режим https://www.chipdip.ru/product/0.125w-0805-4.7-kom-5 51.VT1 [Электронный ресурс] // Режим https://static.chipdip.ru/lib/061/DOC003061249.pdf 52.ArduinoMaster [Электронный ресурс] // Режим доступа, URL: http://arduinomaster.ru/program/simulyator-arduino-tinkercad-circuits/ 53. Наракидзе Н.Д. Методы и средства измерения, контроля и диагностики: учеб.- метод. пособие / ЮРГПУ (НПИ) имени М.И. Платова – Новочеркасск: ЮРГПУ(НПИ). 60 2022.− 17 с ПРИЛОЖЕНИЕ А. 12.03.01.К22.080.01.00 ПЭ ДЕТЕКТОР ЗАГРЯЗНЕНИЯ ОКРУЖАЮЩЕГО ВОЗДУХА ПЕРЕЧЕНЬ ЭЛЕМЕНТОВ 61 62 63 64
