Автоматизована система знезараження повітря

Abstract

У бакалаврській роботі представлено розробку автоматизованої системи знезараження повітря, що призначена для забезпечення безпечного мікроклімату у приміщеннях за рахунок використання ультрафіолетового (UV-C) випромінювання, вентиляції та сенсорного моніторингу повітряного середовища. Розроблено апаратну платформу на основі мікроконтролера Arduino Uno з використанням датчиків температури, вологості, концентрації CO₂, рівня ультрафіолету, освітленості та модуля реального часу. Здійснено управління виконавчими пристроями: УФ-лампою та вентилятором. Передача даних організована через модуль ESP32 та IoT-інтерфейс "AirSafety". Створено структурну, функціональну та електричну принципову схеми, розроблено алгоритм роботи системи. Реалізовано програмне забезпечення та проведено моделювання роботи системи у середовищі MATLAB/Simulink із застосуванням нечіткої логіки для адаптивного управління процесом знезараження. У роботі також розглянуто питання охорони праці під час експлуатації УФ-обладнання та електротехнічних компонентів системи. Запропонована система дозволяє забезпечити ефективне очищення повітря в медичних, освітніх та виробничих приміщеннях. Актуальність: В умовах зростання загрози вірусних та бактеріальних інфекцій, особливо в громадських місцях, медичних установах та промислових об’єктах, необхідність у ефективних методах знезараження повітря є надзвичайно важливою. Традиційні методи дезінфекції мають обмежену ефективність або вимагають постійного втручання людини, тоді як автоматизовані системи можуть забезпечити безперервне знезараження із мінімальними експлуатаційними витратами. Мета: розробка та впровадження автоматизованої системи знезараження повітря використання сучасних методів автоматизації для забезпечення безперервного контролю, оптимальної ефективності та безпеки експлуатації. Об'єкт дослідження: методи та засоби автоматизації процесу знезараження повітря . Предмет дослідження: автоматизована система знезараження повітря для забезпечення ефективної дезінфекції в замкнених приміщеннях, яка включає мікропроцесорну систему, датчикі контролю якості повітря та алгоритми управління. The bachelor's work presents the development of an automated air disinfection system designed to ensure a safe microclimate in rooms through the use of ultraviolet (UV-C) radiation, ventilation and sensor monitoring of the air environment. A hardware platform based on the Arduino Uno microcontroller has been developed using sensors for temperature, humidity, CO₂ concentration, ultraviolet level, illumination and a real-time module. The executive devices are controlled: a UV lamp and a fan. Data transmission is organized via the ESP32 module and the "AirSafety" IoT interface. A structural, functional and electrical schematic diagram has been created, and an algorithm for the system operation has been developed. Software has been implemented and the system operation has been simulated in the MATLAB/Simulink environment using fuzzy logic for adaptive control of the disinfection process. The work also considers the issue of occupational safety during the operation of UV equipment and electrical components of the system. The proposed system allows for effective air purification in medical, educational and industrial premises. Relevance: In the context of the growing threat of viral and bacterial infections, especially in public places, medical institutions and industrial facilities, the need for effective methods of air disinfection is extremely important. Traditional disinfection methods have limited effectiveness or require constant human intervention, while automated systems can provide continuous disinfection with minimal operating costs. Purpose: development and implementation of an automated air disinfection system using modern automation methods to ensure continuous control, optimal efficiency and safety of operation. Object of research: methods and means of automating the air disinfection process. Subject of research: automated air disinfection system to ensure effective disinfection in closed rooms, which includes a microprocessor system, air quality control sensors and control algorithms.