ES1298802U - Dispositivo para la medición de partículas contaminantes y nocivas en el aire - Google Patents

Abstract

Dispositivo para la medición de partículas contaminantes y nocivas en el aire, caracterizado por que está constituido a partir de una carcasa (1) en la que se establecen una rejilla (30) para paso del aire a analizar, carcasa (1) en cuyo seno se integra un SoC o sistema en un chip (2) con medios de comunicación inalámbrica, asociado a un módulo de control de carga (3) de una batería interna, contando con un conector USB (4), un botón de encendido/apagado (5) y un led de indicación de estado (6), chip (2) al que se vinculan un sensor de calidad de aire exterior, monóxido de nitrógeno y ozono (7), un sensor de calidad de aire interior y compuestos volátiles orgánicos (8), un sensor de temperatura y humedad (9), un sensor de formaldehidos (10), un sensor de dióxido de carbono (11), un sensor de partículas en suspensión (12) y un sensor de monóxido de carbono y amoníaco (13).

Description

DESCRIPCIÓN

Dispositivo para la medición de partículas contaminantes y nocivas en el aire

SECTOR DE LA TÉCNICA

La presente invención se refiere a un dispositivo para la medición de partículas contaminantes y nocivas en el aire.

El objeto de la invención es proporcionar un dispositivo portátil, ligero y económico que permita, mediante comunicación inalámbrica con un teléfono móvil, tablet, ordenador o similar obtener una información sumamente detallada de la composición del aire ambiental, al poder detectar hasta 14 tipos de partículas contaminantes y nocivas en el aire.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

Si bien se conocen dispositivos que permiten detectar algunos tipos de partículas contaminantes, este tipo de dispositivos tienen muy poca versatilidad, al centrarse en compuestos específicos, de manera que en el mejor de los casos permiten detectar como mucho cinco tipo de partículas contaminantes.

A esta limitación hay que añadir el hecho de que en la mayoría de estos casos el dispositivo solo advierte de que el ambiente está contaminado, sin dar información específica de qué tipo de contaminante se trata.

EXPLICACIÓN DE LA INVENCIÓN

El dispositivo para la medición de partículas contaminantes y nocivas en el aire que se preconiza resuelve de forma plenamente satisfactoria la problemática anteriormente expuesta, en base a una solución sencilla pero eficaz.

Para ello, y de forma más concreta, el dispositivo se integra en una carcasa portátil de reducidas dimensiones, en la que se establecen una rejilla para paso del aire a analizar, carcasa en cuyo seno se integra un SoC o sistema en un chip con medios de comunicación inalámbrica, asociado a un módulo de control de carga de una la batería interna, contando con un conector USB, un botón de encendido/apagado y un led de indicación de estado, chip al que se vinculan un sensor de calidad de aire exterior, monóxido de nitrógeno y ozono, un sensor de calidad de aire interior y compuestos volátiles orgánicos, un sensor de temperatura y humedad, un sensor de formaldehidos, un sensor de dióxido de carbono, un sensor de partículas en suspensión y un sensor de monóxido de carbono y amoníaco.

El dispositivo se vincula a una aplicación informática que permite a través de un teléfono móvil, tablet, ordenador o similar, analizar los datos obtenidos y consultar datos estadísticos de la situación de la atmosfera, situación del estado de donde se encuentra el dispositivo y recomendaciones.

DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

Para complementar la descripción que seguidamente se va a realizar y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características del invento, de acuerdo con un ejemplo preferente de realización práctica del mismo, se acompaña como parte integrante de dicha descripción, un juego de planos en donde con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente:

La figura 1.- Muestra una vista en perspectiva superior e inferior de un dispositivo para la medición de partículas contaminantes y nocivas en el aire realizado de acuerdo con el objeto de la presente invención.

La figura 2.- Muestra una vista en perspectiva posterior del dispositivo de la figura anterior.

La figura 3.- Muestra, finalmente, un diagrama de bloques de la electrónica interna del dispositivo de las figuras anteriores.

REALIZACIÓN PREFERENTE DE LA INVENCIÓN

A la vista de las figuras reseñadas, puede observarse como el dispositivo de la invención se constituye a partir de una carcasa (1) de reducidas dimensiones, como por ejemplo del orden de 9x9x3 centímetros, que lo hacen portátil, pudiendo incluir un cordón de sujeción (20), carcasa en la que se establece una rejilla (30) para paso del aire a analizar.

Pues bien, de acuerdo con la figura 3, en el seno de la carcasa (1) se establece un SoC (system on a chip) o sistema en un chip (2) con medios de comunicación inalámbrica, asociado a un módulo de control de carga (3) de una la batería interna, carga que se llevará a cabo a través de un conector USB (4), contando con un botón de encendido/apagado (5) y un led de indicación de estado (6), chip (2) al que se vinculan un sensor de calidad de aire exterior, monóxido de nitrógeno y ozono (7), un sensor de calidad de aire interior y compuestos volátiles orgánicos (8), un sensor de temperatura y humedad (9), un sensor de formaldehidos (10), un sensor de dióxido de carbono (11), un sensor de partículas en suspensión (12) y un sensor de monóxido de carbono y amoníaco (13).

A partir de esta estructuración, el flujo de funcionamiento del dispositivo es el siguiente:

Se inicializan todos los periféricos del SoC y los diferentes sensores. Finalmente se activa el modo bajo consumo, IDLE.

De forma predeterminada, se realiza una medición secuencial de todos los sensores cada 2 minutos (modificable mediante configuración externa a través de app).

Durante este proceso se realizarán las siguientes comunicaciones:

• Se establece una comunicación I2C entre SoC y el sensor de temperatura y humedad (9). Este sensor recibirá las órdenes de activarse, leer sus valores de interpolación almacenados en memoria, realizar una medición de la humedad y temperatura del ambiente gracias al ADC que lleva incorporado y enviarla al SoC ya tratada como una temperatura en grados Celsius.

Se establece una comunicación I2C entre SoC y sensor de calidad de aire interior y compuestos volátiles orgánicos (8). Este sensor recibirá las órdenes de resetearse, leer sus valores de configuración almacenados en memoria, inicializar el algoritmo de cálculo normalizado de la calidad de aire interior y comenzar a medir el valor de las resistencias MOx gracias al conversor analógico digital que incorpora para, terminar, gracias al algoritmo del fabricante, obteniendo un valor normalizado de la calidad de aire interior y el valor de los compuestos orgánicos volátiles.

Se establece una comunicación I2C entre SoC y el sensor de de calidad de aire exterior, monóxido de nitrógeno y ozono (7). Este sensor recibirá las órdenes de resetearse, leer sus valores de configuración almacenados en memoria, iniciar el sensor y el algoritmo de cálculo normalizado de la calidad de aire exterior y comenzar a medir el valor de las resistencias MOx gracias al conversor analógico digital que incorpora para, terminar, gracias al algoritmo del fabricante, obteniendo un valor normalizado de la calidad de aire exterior y el valor de la concentración de ozono y monóxido de nitrógeno.

Se establece una comunicación I2C entre SoC y el sensor de partículas en suspensión (12). Este sensor envía una trama al dispositivo en la cual se especifican dos campos. El primero es el estado de la medición del sensor (puede ser, o no, fiable en función de cuantas muestras haya recolectado en el momento de la lectura) y el segundo, es una trama que almacena la concentración de partículas de tres diámetros diferentes ya dadas en partes por millón.

Se establece una comunicación mediante Modbus entre SoC y el sensor de dióxido de carbono (11) Este sensor recibirá la orden de iniciarse, y se le preguntará por el estatus de su medición. La respuesta podrá ser la de medida completada (en la propia trama de envío se especifica el estatus y la medida de concentración de dióxido de carbono si estuviese finalizada), o en caso contrario, la de medida en proceso.

Se establece una comunicación UART serie entre SoC y el sensor de formaldehidos (10). Para la lectura de la trama recibida por el sensor, primero se calcula un checksum para asegurar una correcta recepción de los bytes. Una vez verificada, se tendrá la concentración y su unidad lista para ser enviada por el SoC hacia la app.

Para calcular los valores de monóxido de carbono y amoníaco con el correspondiente sensor, se deben realizar dos comprobaciones iniciales. La primera es calcular la tensión a la que se encuentra el sensor (partiendo de la base que su alimentación es de 3,3V, pero no es la tensión aplicada a las ramas resistivas sensibles a los gases a medir), seguidamente se hallará el valor resistivo de las ramas medidoras. Una vez obtenido estos dos valores, se aplica un divisor de tensión conociendo el valor de la resistencia serie de cada rama (indicado por el fabricante) y se obtiene el valor de la resistencia sensible al gas y con ella, su concentración en el ambiente.

De forma continua, el módulo de control de batería, alimentará el dispositivo desde una batería o alimentación a red de 5V. También dispondrá la posibilidad de tener una salida a 5V y otra a 3.3V, para poder alimentar los sensores utilizados.

Claims (3)

REIVINDICACIONES

1a.- Dispositivo para la medición de partículas contaminantes y nocivas en el aire, caracterizado por que está constituido a partir de una carcasa (1) en la que se establecen una rejilla (30) para paso del aire a analizar, carcasa (1) en cuyo seno se integra un SoC o sistema en un chip (2) con medios de comunicación inalámbrica, asociado a un módulo de control de carga (3) de una la batería interna, contando con un conector USB (4), un botón de encendido/apagado (5) y un led de indicación de estado (6), chip (2) al que se vinculan un sensor de calidad de aire exterior, monóxido de nitrógeno y ozono (7), un sensor de calidad de aire interior y compuestos volátiles orgánicos (8), un sensor de temperatura y humedad (9), un sensor de formaldehidos (10), un sensor de dióxido de carbono (11), un sensor de partículas en suspensión (12) y un sensor de monóxido de carbono y amoníaco (13).

2a.- Dispositivo para la medición de partículas contaminantes y nocivas en el aire, según reivindicación 1a, caracterizado por que incluye una salida a 5V y otra a 3.3V.

3a.- Dispositivo para la medición de partículas contaminantes y nocivas en el aire, según reivindicación 1a, caracterizado por que incluye un cordón (20) de transporte.