Utente:Galessandroni/Rilevatore di anidride carbonica

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Questa risorsa è stata scritta dagli studenti dell'Istituto ITIS "Enrico Mattei" di Urbino, della classe 5ACH, 5BIN nell'a.s. 2021/2022, all'interno del corso di STEM.

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laboratorio
laboratorio
Galessandroni/Rilevatore di anidride carbonica
Tipo di risorsa Tipo: laboratorio
Materia di appartenenza Materie:
Avanzamento Avanzamento: laboratorio completa al 25%

In questa risorsa viene descritto come realizzare un rilevatore di anidride carbonica presente nell'aria, il quale – quando si supera un livello limite – apre automaticamente le finestre per areare il locale e diminuire la concentrazione di .

Presentazione del problema[modifica]

L'eccesso di anidride carbonica presente di un ambiente chiuso, generata dagli individui presenti, determina – a sua volta – un'eccessiva presenza di agenti patogeni che aumentano il rischio di infezione (dall'influenza fino al COVID-19), in quanto responsabili dell'insorgenza della condizione di malattia.

Nell'aria, la è presente in [1].

Schema di montaggio[modifica]

Sensore di precisione KA30[modifica]

Andamento della presente in un'aula di con 16 persone all'interno. Il primo dato è a partire da un'ora dall'ingresso in aula. Il calo repentino, durante l'areazione della stessa. Le acquisizioni avvengono una ogni 2''.

Codice sorgente[modifica]

Sensore di precisione KA30[modifica]

/*
 * Misuratore di CO2 nell'aria
 * Compatibile coi sensori K30/K22/K33 via I2C; mostra il valore di CO2
 * valore tipico all'aperto 419,28 ppm
 * valore inizio ricambio aria 1800 ppm
 * valore fine ricambio aria 800 ppm
 */

#include <Wire.h>
// We will be using the I2C hardware interface on the Arduino in
// combination with the built-in Wire library to interface.
// Ingresso analogico Arduino A5 - I2C SCL
// Ingresso analogico Arduino A4 - I2C SDA
/*
  In this example we will do a basic read of the CO2 value and checksum verification.
  For more advanced applications please see the I2C Comm guide.
*/
int co2Addr = 0x68;
// This is the default address of the CO2 sensor, 7bits shifted left.
void setup() {
  Serial.begin(9600);
  Wire.begin ();
  pinMode(13, OUTPUT); // address of the Arduino LED indicator
  Serial.println("Application Note AN-102: Interface Arduino to K-30");
}

void loop() {
  int co2Value = readCO2();
  if (co2Value > 0)
  {
    Serial.print("Valore di CO2: ");
    Serial.println(co2Value);
  }
  else
  {
    Serial.println("Errore di comunicazione col sensore");
  }
  delay(2000);
}

Di seguito la funzione readCO2 che comunica con il sensore e restituisce il valore della presente nell'aria.

///////////////////////////////////////////////////////////////////
// Function : int readCO2()
// Returns  : CO2 Value upon success, 0 upon checksum failure
// Assumes  : - Wire library has been imported successfully.
// - LED is connected to IO pin 13
// - CO2 sensor address is defined in co2_addr
///////////////////////////////////////////////////////////////////
int readCO2()
{
  int co2_value = 0;  // We will store the CO2 value inside this variable.

  digitalWrite(13, HIGH);  // turn on LED
  // On most Arduino platforms this pin is used as an indicator light.

  //////////////////////////
  /* Begin Write Sequence */
  //////////////////////////

  Wire.beginTransmission(co2Addr);
  Wire.write(0x22);
  Wire.write(0x00);
  Wire.write(0x08);
  Wire.write(0x2A);

  Wire.endTransmission();

  /////////////////////////
  /* End Write Sequence. */
  /////////////////////////

  /*
    We wait 10ms for the sensor to process our command.
    The sensors's primary duties are to accurately
    measure CO2 values. Waiting 10ms will ensure the
    data is properly written to RAM

  */

  delay(10);

  /////////////////////////
  /* Begin Read Sequence */
  /////////////////////////

  /*
    Since we requested 2 bytes from the sensor we must
    read in 4 bytes. This includes the payload, checksum,
    and command status byte.

  */

  Wire.requestFrom(co2Addr, 4);

  byte i = 0;
  byte buffer[4] = {0, 0, 0, 0};

  /*
    Wire.available() is not nessessary. Implementation is obscure but we leave
    it in here for portability and to future proof our code
  */
  while (Wire.available())
  {
    buffer[i] = Wire.read();
    i++;
  }

  ///////////////////////
  /* End Read Sequence */
  ///////////////////////

  /*
    Using some bitwise manipulation we will shift our buffer
    into an integer for general consumption
  */

  co2_value = 0;
  co2_value |= buffer[1] & 0xFF;
  co2_value = co2_value << 8;
  co2_value |= buffer[2] & 0xFF;


  byte sum = 0; //Checksum Byte
  sum = buffer[0] + buffer[1] + buffer[2]; //Byte addition utilizes overflow

  if (sum == buffer[3])
  {
    // Success!
    digitalWrite(13, LOW);
    return co2_value;
  }
  else
  {
    // Failure!
    /*
      Checksum failure can be due to a number of factors,
      fuzzy electrons, sensor busy, etc.
    */

    digitalWrite(13, LOW);
    return 0;
  }
}

Espansioni suggerite[modifica]

Note[modifica]

  1. Mauna Loa Observatory, Hawaii (NOAA), co2.earth, ultimo aggiornamento 7 marzo 2022.