Samopoczucie, koncentracja i zdrowie w dużej mierze zależą od jakości powietrza wdychanego codziennie w domu i pracy. Niewidoczne gołym okiem zanieczyszczenia odpowiadają za wywoływanie wielu przykrych dolegliwości, między innymi bóle głowy, choroby układu oddechowego, podrażnienia błony śluzowej i oczu, alergie oraz problemy skórne. W skrajnych przypadkach nieodpowiednie kontrolowanie jakości powietrza może przyczynić się do poważnych schorzeń zakończonych niewydolnością serca czy chorobą nowotworową.
Mierzone wielkości
Opracowane przez nas urządzenie zostało zaprojektowane do użytku konsumenckiego w środowisku mieszkalnym, ale ze względu na bogaty zasób możliwości pomiarowych oraz wysoką odporność na pył, wilgoć i temperaturę doskonale sprawdza się również w trudnych warunkach zabudowy przemysłowej. Szeroki zakres mierzonych wartości pozwala sprawdzić jakość skrajnie zanieczyszczonego powietrza, a dodatkowa funkcja kontroli stężenia tlenu i dwutlenku węgla umożliwia zapewnienie bezpieczeństwa procesów spalania i wstępne monitorowanie emisji spalin.
- Zawartość pyłu zawieszonego PM (ang. Particulate Matter ). Oznaczenie liczbowe określa maksymalną średnicę cząstek danej grupy:
- PM10,
- PM2.5 – najgroźniejszy dla zdrowia,
- PM1
- Stężenie tlenu oraz CO2.
- Występowanie Lotnych Związków Organicznych LZO (ang. TVOC).
- Formaldehyd
- Temperatura
- Wilgotność
- Ciśnienie
Szeroka funkcjonalność
W urządzeniu zaimplementowano inteligentny tryb oszczędzania energii. Między innymi dzięki zastosowaniu technologii Bluetooth Low Power (BLE) zoptymalizowano pobór mocy do minimum, gwarantując bardzo długi czas pracy na zasilaniu akumulatorowym. Stacja kontroli powietrza zmniejsza częstotliwość pomiarów i przechodzi w tryb uśpienia, zaś podczas zapisu danych przesyłane są jedynie pola wybrane przez użytkownika. Układ ładowania ze złączami μUSB oraz USB typu C dostosowany jest do napięcia 5V i prądu o natężeniu w zakresie 1-3A.
Stacja pomiarowa działa w trzech podstawowych trybach przesyłu danych. Dwa z nich opierają się na zapisywaniu pomiarów w chmurze:
Połączenie bezpośrednie – urządzenie łączy się z siecią internetową wykorzystując zintegrowany moduł WiFi.
Połączenie pośrednie – w oparciu o moduł bluetooth komunikujący się z dodatkową bramką dostępu BT-IP osiągamy efekt podobny do powyższego, ale zwiększamy oszczędność energetyczną.
Tryb offline – Wbudowany slot pamięci zewnętrznej SD/USB umożliwia zbieranie historii pomiarów tam gdzie nie występuje połączenie internetowe.
Oprócz podstawowych zadań, urządzenie umożliwia dostęp do prognozy pogody i przewidywanej jakości powietrza na zewnątrz dzięki integracji z rozszerzeniami typu Weather API. Dodatkowo stacja informuje użytkownika o aktualnych alertach RCB zagrożeń klimatycznych, pogodowych oraz epidemiologicznych.
Konfiguracja sprzętu przeprowadzana jest z poziomu aplikacji mobilnej (Android/iOS) lub desktopowej (MS Windows) bez konieczności podłączenia urządzenia mobilnego/komputera do wspólnej sieci lokalnej. Aplikacja mobilna umożliwia również zaprogramowanie własnych zdarzeń wyzwalających układ alarmu o modulowanym natężeniu sygnałów dźwiękowych i optycznych. Wyjścia cyfrowe do wysterowania zewnętrznych filtrów aktywnych, między innymi do popularnych układów stosujących filtry HEPA, pozwolą zareagować natychmiast. Opracowany przez nas algorytm analizy danych pomiarowych w oparciu o rekomendowane parametry oczekiwanej jakości powietrza w pełni automatycznie zarządza pracą wielu dostępnych na rynku klimatyzatorów, osuszaczy i urządzeń oczyszczających.
Zastosowana technologia
Centralnym układem realizującym prawidłową pracę urządzenia jest moduł WROOM-32 firmy Espressif. Za pomocą interfejsu I2C komunikuje się z grupą układów wyposażonych w przetworniki jakości powietrza. Czujniki wykorzystujące elementy optyczne, zjawisko fotoelektryczne oraz właściwości mechaniki gazów to starannie wyselekcjonowane układy scalone najlepszych, wielokrotnie sprawdzonych przez nas producentów. Moduł wyposażony jest w antenę PCB dostosowaną do bezprzewodowej komunikacji WiFi oraz BT/BLE.
-
Dwurdzeniowy mikrokontroler 240 MHz
-
Bluetooth v4.2 BR/EDR
-
Low Energy Bluetooth BLE
-
Protokół Wi-Fi w standardzie 802.11
-
WPA/WPA2/WPS
-
Szyfrowanie AES/RSA/ECC/SHA
-
Protokoły sieciowe: IPv4, IPv6, SSL, HTTPS/FTP/MQTT
Bardzo ważnym aspektem projektu było zapewnienie precyzyjnego pomiaru wielkości opisujących jakość powietrza, przy jednoczesnej minimalizacji kosztów produkcyjnych. Optymalizacja rozwiązań i wybór finalnej konfiguracji to efekt współpracy inżynierów wyspecjalizowanych w różnych dziedzinach. Kolejnym znaczącym parametrem urządzenia jest jego kultura pracy, którą zapewniono dzięki montażowi bezgłośnego wentylatora odpowiedzialnego za wtłaczanie badanego powietrza.
|
 |
