Розробка системи перевірки якості повітря на основі ESP32

Abstract

Роботу присвячено розробці програмно-апаратної системи моніторингу якості повітря на основі мікроконтролера ESP32. Актуальність дослідження зумовлена потребою в локальних пристроях, здатних фіксувати рівень забрудненості повітря, вміст вуглекислого газу, температуру, вологість і атмосферний тиск у приміщеннях побутового або навчального призначення. Об’єкт дослідження – процес моніторингу якості повітря у закритих середовищах. Предмет дослідження – структура та реалізація програмно-апаратного комплексу на базі ESP32 із сенсорами BME280, PMS5003 та MH-Z19B, що забезпечує вимірювання параметрів повітря та їх виведення на TFT-дисплей. Мета роботи полягає у створенні автономного, доступного та функціонального пристрою моніторингу, що працює в режимі реального часу, не потребує підключення до Інтернету та є зручним у використанні. У роботі виконано: аналіз параметрів мікроклімату; вибір сенсорів для їх вимірювання; проєктування архітектури системи; розробку схеми підключення; написання програмного забезпечення; реалізацію інтерфейсу користувача; тестування пристрою в реальних умовах. Також визначено обмеження поточної реалізації та запропоновано шляхи її подальшого розвитку.

This work is devoted to the development of a hardware-software air quality monitoring system based on the ESP32 microcontroller. The relevance of the study is due to the need for local devices capable of detecting air pollution levels, carbon dioxide concentration, temperature, humidity, and atmospheric pressure in residential or educational indoor spaces. Object of the study – the process of air quality monitoring in enclosed environments. Subject of the study – the structure and implementation of a hardware- software complex based on ESP32 with BME280, PMS5003, and MH-Z19B sensors, providing air parameter measurement and output to a TFT display. The aim of the work is to create an autonomous, affordable, and functional monitoring device that operates in real time, does not require an Internet connection, and is user-friendly. The study includes: analysis of microclimate parameters; selection of sensors for measurement; system architecture design; wiring diagram development; software implementation; user interface creation; and real-world device testing. The current limitations of the implementation are also identified, and potential development paths are proposed.