Самописец-измеритель уровня углекислого газа (CO₂) — учебный проект на Arduino

Проект представляет собой простой самописец в ретро-стиле для измерения концентрации CO₂ в помещении на базе датчика MH-Z19 и контроллера Arduino.
Работа основана на школьной исследовательской работе 2018 года (документ прилагается).

---

Структура репозитория

 co2-plotter/                # корень репозитория
├─ README.md                 # главный README
│
├─ .gitignore
├─ hardware/
│  ├─ schematic.jpg          # схема подключения
│  ├─ wiring.txt             # текстовое описание соединений
│ 
├─ firmware/
│  ├─ CO2_Plotter.ino        # Arduino-программа
│  ├─ algoritm.jpg          # схема подключения
├─ docs/
│  ├─ photos/                # фотографии устройства 
│  └─ report.pdf             # основной отчет 
│  
└─ LICENSE                   # MIT license

---

Что такое углекислый газ.

Углекислый газ — это вещество, существующее обычно в газообразном состоянии. Он может стать твердым, если немного охладится. Твёрдый углекислый газ получил название “сухого льда”. Температура “сухого льда” –78оС. Углекислый газ – это газ без цвета и запаха, легче воздуха, хорошо растворим в воде. Известковая вода – это раствор гидроксида кальция в воде. Содержание СО₂ в воздухе измеряется в количестве частей СО2 на миллион частей воздуха (Parts per million) или сокращенно ppm. Иногда измеряют в процентах.

---

Сколько углекислого газа в атмосфере?

Средний уровень СО₂ на нашей планете в настоящий момент составляет около 400 PPM (Parts per million - частей на миллион, или 0,04%) и постоянно растет вследствие постоянного роста потребления нефтепродуктов. За 200 лет развития промышленности концентрация углекислого газа в атмосфере поднялась с 280 до 400 частей на миллион. Климатологи считают, что СО2 в атмосфере никогда не станет меньше

---

---

---

🛠️ Конструкция

К мотору протяжки присоединен вал с резиновым роликом. Ролик, вращаясь, проталкивает лист бумаги, обеспечивая его движение с постоянной скоростью. К сервомотору пера прикреплен карандаш. На сервомотор пера подается сигнал, пропорциональный уровню СО2. Карандаш, совершая движения влево и вправо, оставляет на бумаге след. Мотор протяжки понемногу продвигает лист и карандаш рисует непрерывную линию. Эта линия показывает изменение концентрации СО2 во времени.

---

✨ Особенности

• Датчик CO₂ MH-Z19 (PWM) — считывание ppm.
• Самописец: серво перемещает карандаш, шаговый мотор проталкивает бумагу.
• OLED дисплей показывает текущие значения.
• Настраиваемая скорость протяжки при помощи потенциометра.

🔧 Что потребуется (минимальный список)

• Arduino Pro Micro / Uno / Nano
• Датчик CO₂ MH-Z19
• Шаговый мотор BYJ-48 + драйвер ULN2003
• Серво SG90
• OLED 128x64 (SSD1306)
• Потенциометр (10k) для регулировки скорости
• Бумажная лента, карандаш/держатель, корпус (картон или пластик)
• Провода, макетная плата, блок питания 5V (в зависимости от нагрузки)

💻 Программное обеспечение

Код прошивки находится в папке firmware/:

• firmware/CO2_Plotter.ino — прошивка для блока управления ретранслятором.

🚀 Быстрый старт

1. Скопируйте firmware/CO2_Plotter.ino в Arduino IDE.
2. Установите библиотеки (Wire, Adafruit_SSD1306, AccelStepper и Servo). Смотри firmware/libs_notes.md.
3. Подключите устройство согласно hardware/wiring.txt и hardware/schematic.jpg.
4. Загрузите скетч в плату и откройте Serial Monitor (9600) для отладки.

---

📑 Документация

Подробное описание — в docs/report.pdf.

⚖️ Лицензия

Проект распространяется под лицензией MIT.