Kapalı mekanlarda uygunsuz sigara kullanımının tespiti için e-burun tasarımı ve gerçekleştirmesi

Abstract

Bu çalışmada, insan sağlığını olumsuz etkileyen sigaranın kapalı alanlarda uygunsuz kullanımının tespitinde kullanılmak üzere elektronik burun geliştirilmesi hedeflenmiştir. Sigaranın içerdiği kimyasallar ve sigara kullanımında havaya karışan gazlar sonucunda, pnömonik hastalıklar başta olmak üzere, kronik hastalıklara, akciğer kanseri ve diğer kanser türlerine sebep olmaktadır. Kronik solunum yolu enfeksiyonlarına ve KOAH hastalığına yakalanan bireylerin büyük bir çoğunluğunun hasta geçmişi incelendiğinde sigara kullandıkları gözlemlenmiştir. Sigara dumanı ile ortaya çıkan insan sağlığına zararlı gazların tespitinde kullanılmak üzere elektronik burun çalışması araştırmamızın temel konusudur. Sigara dumanının içerdiği gazların tespiti aşamasından sonra, bu gazları algılayacak sensörlere karar verilmiş ve temini sağlanmıştır. Devre kartı tasarımı sırasında EASYEDA programı kullanılarak kart basım öncesinde entegre simüle edilmiştir. Sensörler ve diğer komponentlerin kartın üzerinde yerleşimlerinde sorun olmadığı görüldüğünde PCB devre basımı yöntemi ile kartın basımı gerçekleştirilmiştir. Kart basım işlemi gerçekleştirildikten sonra gerekli devre elemanları ve sensörler yerleştirilmiştir. Son olarak cihazın aldığı verileri son kullanıcıya göstermesi için ekran bağlantıları kartın gerekli pinlerine yapılmıştır. Üretimi gerçekleştirilen elektronik burun cihazı için piyasadaki yazılım çözümleri yetersiz kaldığı için algoritması kendine özgü farklı bir yazılım geliştirme ihtiyacı duyulmuştur. Sigara dumanın içerdiği gazların ayrı ayrı tespiti ve ölçüm alınacak sensörün sistem üzerinden seçiminin yapılabildiği “Sensor Data Log and Visual Software “ yazılımı geliştirilmiştir. Elektronik burunda kullanılan farklı sensörler sayesinde sigara dumanın içerdiği farklı gazların analizleri yapılabilmektedir. Tüm sensörlerde ortak olarak karbon monoksit gazı incelenmiştir. Diğer gazlarla alınan ölçümlere ise araştırma içerisinde yer verilmiştir. Zehirli gazların doğru tespiti ve alınan ölçümlerin daha kararlı hale gelmesi için devre kartının tamamen kapatacak bir kutu tasarımı Solidworks yazılımı kullanılarak yapılmıştır. Son olarak elektronik burun projemizde sensörlerden gelen veriler doğruluğu için uygun laboratuvar şartlarında ölçümler alınmıştır. Alınan ölçüm sonuçları kaydedilerek, anlamlı bir sonuç elde etmek için grafiklere ihtiyaç duyulmuştur. Bu grafikler cihazdan alınan verilerin ‘Origin 8’ programına aktarılması ile oluşturulmuştur. Laboratuvar ortamında yapılan testler sırasında farklı sensörlerin gaz tepkileri kıyaslanarak ölçüm değerlerinin tutarlılığı kontrol edilmiştir.

In this study, it is aimed to develop an electronic nose to be used in the detection of inappropriate use of cigarettes in indoor areas, which negatively affects human health. As a result of the chemicals contained in cigarettes and the gases mixed with the air during cigarette use, it causes chronic diseases, especially pneumonic diseases, lung cancer and other types of cancer. When the patient history of the majority of individuals with chronic respiratory tract infections and COPD disease is examined, it has been observed that they smoke. The main subject of our research is the electronic nose study to be used in the detection of harmful gases to human health, which are produced by cigarette smoke. After the determination of the gases contained in cigarette smoke, sensors to detect these gases were decided and supplied. During the circuit board design, the board was simulated before printing by using the EASYEDA program. When it was seen that there was no problem in the placement of the sensors and other components on the card, the card was printed with the PCB circuit printing method. After the card is printed, the necessary circuit elements and sensors are placed. Finally, the display connections are made to the required pins of the card in order to show the data received by the device to the end user. Since the software solutions in the market for the electronic nose device produced were insufficient, a different software development was needed with its own algorithm. The "Sensor Data Log and Visual Software" has been developed, which allows the separate detection of the gases contained in cigarette smoke and the selection of the sensor to be measured through the system. Thanks to the different sensors used in the electronic nose, different gases contained in cigarette smoke can be analyzed. Carbon monoxide gas was examined in common in all sensors. Measurements taken with other gases are included in the research. In order to detect toxic gases correctly and to make the measurements more stable, a box design that will completely close the circuit board was made using Solidworks software. Finally, in our electronic nose project, measurements were taken under appropriate laboratory conditions for the accuracy of the data coming from the sensors. The measurement results were recorded and graphics were needed to obtain a meaningful result. These graphs were created by transferring the data from the device to the ‘Origin 8’ program. During the tests carried out in the laboratory environment, the gas response of different sensors was compared and the consistency of the measurement values was checked.