Калибровка, разбор прибора, принцип работы, брожение

Выпускная квалификационная работа

Дипломный проект на тему:

Разработка автоматической системы контроля уровня в помещении.

 

 

Заместитель директора по УВР Скоробогатова Анна Александровна, преподаватель высшей квалификационной категории

 

Руководитель ВКР Бусыгин Георгий Валентинович, старший преподаватель ПиП ИВС

 

 

№ приказа о допуске к защите ВКР_________________________________________________

 

ВКР начата 03 апреля 2017г.

 

ВКР окончена 02 июня 2017г.

 

Оценка Государственной экзаменационной комиссии по защите ___________

 

Секретарь ГЭК______________/И.Г Герасимова/

 

«_____» июня 2018г.

 

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ

УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ

«ПОВОЛЖСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

 

ВЫСШИЙ КОЛЛЕДЖ ПГТУ «ПОЛИТЕХНИК»

 

«СОГЛАСОВАНО» Представитель работодателя __________________________ (подпись) «_____»____________20____г.

«УТВЕРЖДАЮ» Зам. директора по УВР ____________/А.А.Скоробогатова/ (подпись) «_____»____________2018 г.

 

З А Д А Н И Е

НА ВЫПОЛНЕНИЕ ВЫПУСКНОЙ КВАЛИФИКАЦИОННОЙ РАБОТЫ

 

Обучающийся Соколов Александр Александрович

(фамилия, имя, отчество)

__________________________________________________________________Специальность09.02.01 Компьютерные системы и комплексы

__________________________________________________________________

Форма обучения очная ГруппаКС-42

Тема выпускной квалификационной работы Разработка автоматической системы контроля уровня

(утверждена приказом ректора от 21.03.2018г. №2015-ЛС)

 

Срок сдачи законченной ВКР04.06.2018г.

Содержание задания

1. Исходные данные(заполняется с руководителем)

Параметры:

1. Диапазон напряжений питания В: 7-12;

2. Потребляемый ток, не более mА:;

3. Диапазон рабочих температур, град. Цельсия: +10 …+35;

4. Диапазон нормальной концентрации уровня в помещении: 600-800 ppm.

2. Содержание расчетно-пояснительной записки (заполняется с руководителем)

1. Обоснование схемы электрической принципиальной. _

2. Конструкторская часть: конструкция контроллера и подключение периферийных устройств

3. Программная часть: принцип работы, алгоритм и тд _

4. Экономическая часть. _

5. Безопасность и экологичность. _

 

3. Содержание графической части (заполняется с руководителем)

Слайд 1 – Схема электрическая принципиальная _

Слайд 2 – Печатная плата _

…………. и т.д.

(перечень графического материала, число листов формата)

 

КОНСУЛЬТАНТЫ:

__________________________________________________________________

(должность, Ф.И.О., подпись, дата)

__________________________________________________________________

(должность, Ф.И.О., подпись, дата)

__________________________________________________________________

(должность, Ф.И.О., подпись, дата)

 

Руководитель ВКР

Старший преподаватель кафедры ПиП ЭВС Бусыгин Г. В. 02.04.2018г. (должность, ФИО,подпись,дата)

 

Задание принял к исполнению Соколов А.А. 02.04.2018г.

(Ф.И.О. обучающегося,подпись, дата)

 

Задание зарегистрировано:02.04.2018г.

 

 

Аннотация

В данной выпускной квалификационной работе была разработана автоматическая система контроля уровня в помещении.

Основанием для разработки является задание на выпускную квалификационную работу.

В пояснительной записке содержится аналитический обзор, системная, программная часть.

Пояснительная записка состоит из страниц, рисунков, таблиц.

 

Annotation

In this final qualification work was developed of automatic control system of level in the room.

The basis for development is the task for final qualifying work.
The explanatory Memorandum contains an overview of analytical, , systemic, programmatic parts.

Explanatory note consists of pages, figures, tables.

 

ОПРЕДЕЛЕНИЯ, ОБОЗНАЧЕНИЯ, СОКРАЩЕНИЯ.

 

USB - UniversalSerialBus;

V - вольт;

А - ампер;

GND – земля;

ppm - parts per million;

LED - light-emitting diode;

SRAM - Static Random Access Memory

 

 

 

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ. 7

1. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ. 9

1.1. Системы контроля в помещении. 9

1.1.1. Вентиляция помещений. 9

1.1.2. Калибровка, разбор прибора, принцип работы, брожение. 11

1.1.3. Детектор углекислого газа Мт8057s. 14

1.2. Влияние углекислого газа на организм человека. 19

1.3. САН ПИН.. 20

1.4. СНИП.. 22

2.КОНСТРУКТОРСКАЯ ЧАСТЬ. 35

2.1 Разработка функциональной, принципиальной и структурной схем. 35

2.2. Аппаратная платформа. 36

3. ПРОГРАММНАЯ ЧАСТЬ. 44

3.1 Блок-схема. 44

3.2 Программныйкод. 45

4.... Экономическая часть. 49

5.... Безопасность жизнедеятельности. 51

5.1 Основные требования безопасности к технологическим процессам. 51

5.2 Охрана труда при изготовлении печатных плат. 52

5.3 Охрана труда при нанесении покрытий. 56

5.4 Охрана труда при пайке и обжиге изоляции. 57

5.5 Расчет искусственного освещения. 59

ЗАКЛЮЧЕНИЕ. 63

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ.. 64

ВВЕДЕНИЕ

В настоящее время, особенно в России, люди недооценивают важность контроля и поддерживания нормального уровня углекислого газа ( ) в любом помещении, где мы проводим время.

Человек значительную часть своей жизни проводит в закрытых помещениях, где актуально то, чем он дышит. Измерение концентрации углекислого газа является наиболее простым и доступным способом контролировать качество воздуха, а значит, при необходимости, желании и небольших усилиях, сделать его лучше, что скажется на здоровье человека. Чем раньше по возрасту начать это делать, тем позже начнется разрушение организма.

Для этого есть специальные датчики углекислого газа, благодаря которым человек может своевременно проветрить помещение и не допустить дальнейшего накапливания в помещении.

 

 

 

ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

1.1. Системы контроля в помещении

Вентиляция помещений

Воздух является тонкой материей, в которой диоксид углерода занимает по количеству лишь четвертое место, но имеет важнейшее значение для всего живого. По концентрации углекислого газа, которая определяется сравнительно легко, можно косвенно судить о содержании других веществ и использовать ее для анализа качества воздуха.

Концентрацию углекислого газа измеряют в пропромиллях — частей на миллион ppm (ppmv), миллиграммах на кубический метр или процентах.

При повышенном содержании углекислого газа человек ощущает проблемы с дыханием (духота, удушье, кислородная недостаточность, нехватка воздуха), учащенный пульс, чувство усталости, разбитость, головную боль, головокружение, сонливость, невозможность сосредоточиться, потерю внимания, снижение работоспособности, раздражительность, обморок (хотя его он уже не ощущает) и т. д. — к счастью, не все симптомы сразу, и не каждым человеком.

Дышать хорошим воздухом в помещении энергозаторатно. Но лучше отдать деньги энергетикам, чем врачам, ведь дороже здоровья только лечение.

Чтобы пополнять помещение воздухом с большим содержанием кислорода, необходимо вытягивать отработанный воздух с повышенным содержанием углекислого газа и других веществ. Отсюда возникают простые требования:

· Помещение должно обладать достаточным объемом, чтобы человеку всегда хватало, чем дышать. Поэтому при покупке жилища желательно считать не только квадратные метры, но и кубические.

· Необходимо обеспечить как приток воздуха, так и его отток. При отсутствии одного или другого, процесс воздухозамещения происходит долго и не поспевает за увеличением концентрации углекислого газа.

Пример. В старых домах все было сделано очень грамотно — поступление свежего воздуха равномерно осуществлялось через щели в окнах и дверях, а удаление отработанного — через вытяжную вентиляцию в туалете. После установки современных герметичных окон и дверей человек резко ограничил не только поступление свежего воздуха, но и отток отработанного. Помогают приточные клапана, но они поставляют воздух локально, по сравнению с равномерным распределением из щелей старого окна.
Естественная или активная вентиляция должна обеспечивать такой воздухообмен, чтобы в любое время в присутствии разного количества людей содержание кислорода, углекислого газа и многих других составляющих воздуха, всегда находилось в комфортных пределах.

· В зимнее время возможно обеспечить подогрев поступающего воздуха. Простейший вариант — установка приточного клапана между подоконником и радиатором отопления (современный аналог щели). Чтобы не выбрасывать тепло с уходящим из помещения воздухом, можно использовать системы рекуперации, когда уходящий поток подогревает входящий.

· Датчик содержания углекислого газа позволяет включать вентиляцию и регулировать ее производительность в автоматическом режиме так, чтобы энергия тратилась только в присутствии человека при увеличении концентрации углекислого газа.

· О вреде кондиционера. Помимо холодного потока воздуха, часто падающего на головы людей, перепада температур при выходе на улицу, бактерий, комфортно живущих в прохладе, существует опасность, о которой редко упоминается. В целях экономии электроэнергии, при работе кондиционера закрывают все окна. При этом концентрация углекислого газа быстро достигает значительной величины и получается прохладный, но бедный кислородом воздух. Поэтому форточку необходимо держать открытой — здоровье дороже.

Калибровка, разбор прибора, принцип работы, брожение

Существует много приборов, которые отличаются точностью измерений, функциональными возможностями и соответственно ценой.
Поэтому, нравиться всем — слишком дорогое удовольствие! На примере экспериментов и графиков показано, что в большинстве случаев для бытового применения достаточно точности 100 ppm, тем более, что существует такие явления, как отсутствие заводской калибровки у приборов некоторых производителей, естественный уход показаний датчика, отсутствие доступа к эталонному воздуху для ручной калибровки, сработавшая автоматическая калибровка в помещении, где не производится проветривание, нестабильное содержание углекислого газа в применяемом для эталона уличном воздухе.

Влияние этих факторов в некоторых случаях суммарно превышает точность измерения особо точных приборов и не позволяет определить истинную концентрацию через некоторое время эксплуатации. Если имеются сомнения в точности показаний, то можно произвести калибровку прибора.

Калибровка

В результате естественного ухода, показания датчика при продолжительном использовании прибора могут отклониться от истинного значения. Чтобы вернуть их к норме, производят калибровку — сообщают прибору, что значение, которое он сейчас “видит” и является истинным. Отклонение можно заметить при качественном проветривании, когда концентрация должна опуститься до примерно 400 ppm*.

Калибровка бывает ручной и автоматической.

Ручная производится при помощи программы. В качестве источника эталонного содержания углекислого газа может быть использован баллончик с концентрацией 1000 ppm, любой другой источник со стабильной концентрацией (ее значение указывается в окне настройки) или уличный воздух — считается, что он имеет около 400 ppm*.
Можно произвести калибровку по любому другому прибору, имеющему высокую точность, поместив их в один герметичный пакет. После прекращения изменения показаний (примерно 30 минут) при помощи программы записывают проверяемому прибору показание эталонного.

Если используется уличный или другой воздух, поступающий через отверстия в корпусе прибора, то калибруют около 30 минут.

Если источник эталонного газа подключается к калибровочному отверстию (на корпусе устройства вход расположен рядом с разъемом USB) и газ поступает непосредственно в датчик через специальную трубку, то процесс калибровки продолжается 5 минут.

Автоматическая включается/выключается в меню прибора “8bc”. Считается, что хоть раз за неделю помещение проветривалось и уличный воздух с “эталонной” концентрацией 400 ppm* достигал прибора. При включении данного режима прибор считает дни своей работы и фиксирует минимально измеренное значение концентрации углекислого газа. Данное минимальное значение и принимается в качестве эталона. При больших отклонениях бывшего эталонного значения и вновь измеренного возможен значительный скачок в показаниях. Чтобы этого не происходило, бывшее значение изменяют не более, чем на 30 или 50 ppm (точное значение можно узнать у производителя или выявить при наблюдении за изменениями показаний).

Если помещение не проветривают, то целесообразно отключить автоматическую калибровку. Если корректировка уже произошла, то всегда можно произвести сброс на заводские настройки и, при необходимости, выполнить ручную калибровку.