Розроблення апаратного та програмного забезпечення цифрового індикатора нітратів для працівників судово-медичної експертизи харчових продуктів: кваліфікаційна робота на здобуття освітнього ступеня «бакалавр» за спеціальністю 126 «Інформаційні системи та технології»

Abstract

Бакалаврська дипломна робота присвячена розробці апаратного та програмного забезпечення цифрового індикатора нітратів в продуктах на платформі Arduino. В роботі наведено негативні наслідки впливу нітратів на організм людини. Розглянуто найактивніші джерела нітратів, а також способи захисту від їх негативного впливу. Наведено популярні методи аналізу нітратів у продуктах, таблицю норми нітратів у популярних продуктах харчування. Для реалізації цифровго індикатора нітратів в продутках (поставленої задачі) вибрано метод аналізу вмісту нітратів з допомогою електропровідності продуктів харчування. Цей метод є швидким, дешевим і доступним для щоденного використання, він дозволяє приладу за короткий проміжок часу визначити нітрати в продукті з встановленою точністю результатів та порівняти отримані значення з табличними. Проведено огляд та аналіз існуючих систем та прилалів визначення нітратів в продуктах, наведено їх переваги та недоліки. Створено інформаційну модель цифрового індикатора нітратів. Зібрано прототип цифрового індикатора нітратів в продуктах на платі Arduino Uno (з МК AVR ATmega328), до якої підключено модуль з щупом збору інформації FC-28, модуль світлодіодів індикації, OLED-дисплей 128х32 SSD1306. Створено програмне забезпечення цифрового індикатора нітратів в продуктах на C/C++ в середовищі Arduino IDE. Прилад виводить на дисплей рівень нітратів, а на світлодіодній індикації відображає рівень небезпеки забрудненості нітратами продукту. Створений прототип приладу є портативним, упаковно в пластиковий копус N8AA (46x70x134 мм) і може працювати автономно від Li-Ion акумулятора 18650. Для отримання потрібних для живлення приладу 5В з 3,7В Lio-Ion акумулятора 18650 використано підвищуючий перетворювач (booster) MT3608. The bachelor’s thesis is devoted to the development of the hardware and software of the digital indicator of nitrates in products based on the Arduino platform. The paper presents the negative consequences of nitrates on the human body. The most active sources of nitrates are considered, as well as ways to protect yourself from their negative effects. Popular methods for analyzing nitrates in products, a table of nitrate norms in popular foods are presented. To implement a digital indicator of nitrates in products (the task set), a method for analyzing nitrate content using the electrical conductivity of food products was chosen. This method is fast, cheap and available for daily use, it allows the device to determine nitrates in a product with a set accuracy of results in a short period of time and compare the obtained values with the tabular values. A review and analysis of existing systems and devices for determining nitrates in products was conducted, their advantages and disadvantages were given. An information model of a digital nitrate indicator was created. A prototype of the digital nitrate indicator in products has been assembled on the Arduino Uno platform (with the AVR ATmega328 microcontroller), to which the FC-28 module with data collection probe, an LED display module, and a 128x32 SSD1306 OLED display are connected. The software for the digital nitrate indicator in products has been created in C/C++ using the Arduino IDE. The device displays the nitrate level on the display, and the LED display shows the level of danger of nitrate contamination of the product. The created prototype of the device is portable, packed in a plastic case N8AA (46x70x134 mm) and can operate autonomously from a Li-Ion 18650 battery. To obtain the 5V required to power the device from a 3.7V Li-Ion 18650 battery, the MT3608 boost converter is used.