Сигнализатор для детектора утечки газа
Своими руками можно собрать устройство, с помощью которого можно оповещать об утечки газа в доме, квартире либо использоваться на газовых магистралях. Датчик подходит для определения утечки метана, пропана и бутана. Так же данный датчик подойдет для установки в автомобилях, которые ездят на газу.
Как работает сигнализатор для датчика обнаружения утечки газа (метан, пропан, бутан)?
Сейчас более подробно остановимся на том, каков принцип работы датчика утечки газа. Основой датчика является GS1, это устройство мы встраиваем в наш датчик. GS1 произведен известным производителем датчиков утечки газа, компанией FIGARO. Напряжение с контактов 1 и 4 подогревает встроенный нагреватель, таким образом достигается определенная температура, и чувствительный элемент реагирует на газы. При обнаружении газа проводимость чувствительного элемента изменяется, т.е в зависимости от концентрации газа в воздухе проводимость элемента увеличивается. Таким образом напряжение на выходе датчика 2 прямо пропорционально концентрации газа в воздухе.
Смотрим электрическую схему ниже.
IC1 — микроконтроллер, который обрабатывает 2 входных сигнала. R1-R3, R5 формирует стабильное напряжение, которое подаётся на вход 7. R1 — терморезистор, с помощью него минимизируется влияние колебаний окружающей среды на величину напряжение на входе 7.
Микроконтроллер IC1 обрабатывает два входных сигнала. На вход 7 подаётся стабильное напряжение, формируемое элементами R1-R3, R5. Терморезистор R1 служит для уменьшения влияния колебаний температуры окружающей среды на величину напряжения на входе 7 компаратора.
В режиме «газа нет» — напряжение на входах 6 и 7 примерно равны, на выходе 2 микроконтроллера — логический ноль.
При обнаружении газа в воздухе напряжение на входе 6 растёт больше, чем на входе 7 и у микроконтроллера на выходе 2 появляется логическая «1″, что приводит к открытию транзистора VT1. Пьезо-излучатель издает звук и загорается красная светодиодная лампочка LED2.
Схема имеет стабильное напряжение 5В с помощью стабилизатора VR1, диодов D1-D4, трансформатора Тг1. Сглаживают пульсации напряжения конденсаторы С1-С3. Второй светодиод зеленого цвета — LED1, показывает, что датчик включен в сеть.
Что нужно для сборки устройства по оповещению утечки газа
Для сборки датчика нам понадобятся:
- C1, C2 — 100 MKF/16B, C3 — 100 HФ.
- R1 , R2, R4, R6 — 10 kOm, R3 — 120 kOm, R5 — 3,3 kOm.
- D1-D4 — 1N4001…7.
- IC1 — PIC12FB675, GS1 — TGS2610.
- VT1 — ВС547, VR1 — 78L05.
- D5 , D6 — светодиодная лампа 25 мм.
- TR1 — трансформатор, PZ — пьезо-излучатель.
- Плата из фольгированного стеклотекстолита — 75х50 мм.
Для сборки датчика берем одностороннюю печатную плату , смотрим пример сборки ниже.
Источник
Сигнализатор утечки газа
Автор: Soir. Опубликовано в Автоматика в быту
Модуль на датчике MQ-4 состоит из датчика MQ-4 (метан) и компаратора на LMV393M. Порог срабатывания компаратора настраивается подстроечным резистором. При превышении установленного порога на выходе DO модуля устанавливается лог. 0 и включается светодиод. На выходной разъем также выводится напряжение с датчика (AO). На плате есть второй светодиод, который подключен напрямую к питанию.
Сигнализатор реагирует также и на другие горючие газы, проверял на газ из зажигалки, спирт, растворитель, толуол, дихлорэтан.
В целом, модуль готов к применению в качестве самостоятельного устройства, если ограничиться светодиодной сигнализацией. Но это малоэффективно. Поэтому выход DO используется для управления внешними устройствами: звуковая и/или световая сигнализация, оповещение по радио или GSM каналу и т.п. Выход AO позволяет контролировать текущее состояние датчика и уровень загазованности места его установки.
Задача передавать куда-то данные или управлять какими-то внешними устройствами пока не ставилась, поэтому решено было сделать только свето-звуковой сигнализатор с измерителем выходного напряжения.
Схема собрана на микроконтроллере ATMEGA8, 2-х разрядном семисегментном индикаторе с общим катодом и пищалке без встроенного генератора. Для настройки параметров предусмотрено две кнопки.
Питание модуля и всего устройства от источника стабилизированного напряжения +5V. Ток потребления в дежурном режиме около 180 мА, при аварии к нему добавляется еще ток пищалки. В качестве блока питания использовалось зарядное устройство для мобильного телефона. Пищалка извлечена из старого мобильника неизвестного происхождения.
Светодиоды модуля удалены за ненадобностью.
1. В основном режиме на индикатор выводится измеренное напряжение на датчике в Вольтах, диапазон измерения 0,0÷5,0V (если выбран режим CU), или выводится концентрация газа в тысячах ppm, (если выбран режим CP), диапазон 0,0÷9,9. Пример: концентрация 2300 ppm отображается как 2,3. Выбор режима отображения в настройках, п.2.1.
2. Если напряжение (в режиме CU) или концентрация (в режиме CP) превысит заданный порог (см. Настройки, параметр AL), тогда показания начинают мигать и раздается сигнал тревоги. (Параметры сигнала тревоги устанавливаются в настройках.)
3. При срабатывании дискретного сигнала от модуля MQ-4 срабатывает сигнализация аналогично п.2. В младшем разряде индикатора включается точка.
4. Звуковой сигнал меняется каждые 10 сек. Предусмотрено поочередное включение сирены, двойных коротких сигналов частоты F1 и двойных коротких сигналов частоты F2. F1 и F2 выбираются в настройках. Также устанавливается длительность звукового сигнала (t) и пауза (P) между сигналами.
5. Программа фиксирует максимальное значение напряжения и концентрации. Просмотреть их можно, нажимая на любую кнопку не более 1,5 сек. Для режима CU отображается максимальное напряжение, а для режима CP отображается максимальная концентрация. Сброс записанных значений – одновременное нажатие на обе кнопки с удержанием более 1,5 сек из основного режима. Если сработал дискретный сигнал, то максимальные значения переписываются значениями, на момент срабатывания дискретного сигнала.
6. Предусмотрено управление яркостью индикатора. Если яркость установлена OF, то в основном режиме индикатор отключается, каждые 5 сек кратковременно вспыхивает точка в старшем разряде. Когда срабатывает сигнализация индикатор включается на максимальную яркость. На максимальную яркость индикатор также включается при нажатии на любую кноп-ку.
7. В течении 30 сек после подачи питания устройство не реагирует на сигналы от модуля MQ-4. Максимальные значения не фиксируются. Индикатор включен на максимальную яркость.
Настройки.
1. Вход в режим настроек и выбор параметра для настроек нажатие и удержание более 1,5 сек любой из кнопок. Переход к установке параметра – короткое нажатие на любую кнопку. Установка параметра – короткое нажа-тие на кнопки (если кнопка нажата более 1,5 сек, то происходит переход к следующему параметру. Устанавливаемый параметр мигает с частотой 1Гц.
2. Параметры:
2.1. Un – выбор режима отображения. CU – отображение напряжения, V. CP – пересчет напряжения в ppm.
2.2. AL – устанавливается порог срабатывания сигнализации. Если в п.2.1 выбран режим CU, то устанавливается порог превышения входного напряжения; диапазон установки 0,0÷5,0V; по умолчанию 1,0V. Если в п.2.1 выбран режим CP, то устанавливается порог превышения концентрации; диапазон установки 0,0÷9,9; по умолчанию 0,5.
2.3. F1 – установка частоты первого тона. Диапазон установки 0,2÷5,0кГц. По умолчанию 1,0кГц. Во время настройки включается сигнал с выбранной частотой.
2.4. F2 – установка частоты второго тона. Диапазон установки 0,2÷5,0кГц. По умолчанию 3,0кГц. Во время настройки включается сигнал с выбранной частотой.
2.5. t – время звучания сигнала. Диапазон установки 0÷99 минут. По умолчанию 1 минута.
2.6. P – время паузы между сигналами. Диапазон установки 0÷99 ми-нут. По умолчанию 3 минуты.
2.7. b – яркость индикатора. Диапазон установки 1÷10 и выключено (OF). По умолчанию 5. Во время настройки индикатор светится с выбранной частотой.
3. Выход из режима настроек через 5 сек после последнего нажатия на кнопок. Индикатор переходит в основной режим, настройки записываются в энергонезависимую память микроконтроллера.
Примечания.
1. Соответствие напряжение – концентрация является очень приблизительным и сильно зависит от условий измерения – температуры, влажности наличии в газе других компонентов и т.п.
Место установки выбрано с учетом расположения газовых приборов, направления движения воздуха и как можно выше.
Элементы и внешний вид устройства:
Изначально планировалось крепление сигнализатора на стенку и подключение питания снизу через микро USB, поэтому плата под него. Затем было выбрано место сверху кухонного шкафчика и вывод питания сделан через заднюю стенку сигнализатора через разъем WH-02 (HU-02).
В архиве находятся прошивка для микроконтроллера, FUSE, описание работы, схема в Proteus и печатная плата (Proteus).
Версия прошивки пока не финальная. Сигнализатор находится в режиме тестирования.
Для вопросов и обсуждения создана соответствующая тема на форуме.
Проект обновлен. Добавлен пересчет напряжения в концентрацию метана, ppm.
Источник
Электронный датчик газа
Устройство, схема которого приведена ниже, используется для обнаружения утечек газа. Датчик реагирует на метан, этанол, водород, изобутан. Этот список можно изменить, просто применив другой датчик в схеме.
Товарищи из конторы Figaro производят кучу различных датчиков, реагирующих на различные газы.
Схема устройства вот такая (чтобы получить большую схему, надо нажать на маленькую):
Пробежимся быстренько по функциональным узлам схемы.
Итак, сам датчик SE1 представляет собой пластинку с неким окислом, которая подогревается встроенным нагревателем.
В чистом воздухе сопротивление датчика равно приблизительно 10 кОм. При возникновении в воздухе частиц газа, сопротивление датчика начинает падать — тем сильнее, чем больше концентрация газа. При достижении определенного порога компаратор на микросхеме DA2 меняет свое состояние и начинает работать генератор DD1.1. В связи с чем, моргает светодиод HL2 и пищит страшным писком зуммер SP.
Узел на DD1.3 обеспечивает задержку включения устройства примерно на 2 минуты. Связано это с тем, что нагревателю датчика необходимо время на то, чтобы нагреться и придти в себя. Индикатор HL3 загорается как раз по истечении 2 минут и сигнализирует о готовности датчика к работе.
Питается все это дело от стабилизированного источника напряжением 5 вольт на микросхеме DA1.
Обозн. на схеме Номинал Примечание
R1 1кОм Переменный, многооборотный
R2 220
R3, R13, R14 470
R4, R9, R11, R12 10кОм
R5, R7 3. 3кОм
R8, R15 470кОм
R10 1МОм
R6 10кОм Переменный, многооборотный
C1 2200мкФх15В
C2, C7 0,1мкФ
C3, C6 220мкФх10В
C5 1мкФх10В
VD1 КЦ405
VD2 КД509 Буржуйский аналог 1N4148
HL1 Зеленый светодиод
HL2 Красный светодиод
HL3 Желтый светодиод
VT1 КТ3107Б
DA1 КР142ЕН12А Буржуйский аналог LM317
DA2 КР1040УД1 Буржуйский аналог LM358
DD1 К561ТЛ1 Буржуйский аналог HCF4093
SE1 TGS2611 Зависит от типа газа.
T1 Любой с напряжением на вторичной обмотке 7-9 вольт и током 300-400мА
SP Любой со встроенным генератором
Прежде всего, разрываем плюсовой вывод питания схемы (где-то в районе первого светодиода) и настраиваем стабилизатор напряжения резистором R1. Устанавливаем 5 вольт как можно точнее. После чего восстанавливаем схему и подключаем к сети. Примерно через 2 минуты должен зажечься светодиод HL3. Снова измеряем напряжение на выходе стабилизатора, и, если необходимо, подстраиваем его. Замеряем напряжение на выводе 2 микросхемы DA2 и резистором R6 устанавливаем на пару-тройку десятков милливольт меньше измерянного на выводе 3 той же микросхемы. Далее берем зажигалку (газовую разумеется) и начинаем пускать газ в физиономию датчика. Должен зажечься светодиод HL2 и запищать зуммер. Чувствительность регулируем резистором R6.
На этом можно считать настройку законченной.
В заключении хотелось бы отметить, что устанавливать датчик во влажных местах не рекомендуется, поскольку его сопротивление зависит от влажности. Посему не устанавливайте его прямо над или рядом с домашней газовой плитой.
Источник
Детектор утечки газа за 200 рублей
Посмотрите демонстрационное видео этой самоделки:
Шаг 1: Необходимые компоненты и инструменты
1. Датчик газа MQ2: Модуль датчика газа (MQ2) полезен для обнаружения утечки газа (в быту и в промышленности). Подходит для обнаружения H2, сжиженного газа (пропан-бутан), CH4, CO, алкоголя, дыма или пропана. Благодаря высокой чувствительности и быстрому времени отклика, измерения могут быть выполнены в короткий срок. Чувствительность датчика можно регулировать потенциометром.
2. Настенный адаптер переменного тока 5 В, 500 мА. Для этой цели можно использовать схему зарядного устройства для смартфона Android.
3. Два 5 мм светодиода (один красный, один зеленый)
4. Один PNP-транзистор общего назначения (P2N2222A или 2N3906 или BC557)
6. Резистор 1X100R, 2X1K и 1X4.7K
1. Паяльник, припой, канифоль
Шаг 2: Схема детектора газов
В данной принципиальной схеме использовано очень мало компонентов. Кроме того, все компоненты очень распространенные и стоят совсем немного, поэтому эту самоделку может повторить любой человек, даже далекий от электроники. Единственное, что потребуется, это базовый навык пайки. Умение программировать не требуется, так как микроконтроллер не используется.
В самоделке использован модуль датчика Grove MQ2, который может измерять или обнаруживать сжиженный газ, алкоголь, пропан, водород, CO и метан. Модуль имеет четыре контакта. Два контакта предназначены для подачи питания на модуль, номинальное напряжение которого составляет 5 В. Имеет два выходных контакта. Один дает аналоговый выход, а другой — цифровой выход. Они открываются, когда содержание газа в воздухе превышает определенный порог. Пороговый уровень можно регулировать, вращая головку чувствительности у потенциометра. Диапазон концентрации, который может обнаружить датчик, составляет от 100 до 10000 промилле.
Обычно в закрытом помещении среднего размера опасной концентрацией газов считается диапазон около 700-800 ppm (частей на миллион) газа. Датчик работает в этих границах.
Цифровой выходной контакт датчика становится низким, когда он обнаруживает любой упомянутый газ. Для нормальных условий выход штифта высокий. Для управления зуммером при обнаружении какого-либо газа, необходим транзистор PNP для переключения, поскольку выходной сигнал в таких условиях низок. Вывод эмиттера транзистора напрямую подключен к источнику 5 В. База подключена к выходному контакту через резистор 4,7 кОм. Зуммер подключен к контакту коллектора транзистора через резистор 100R. Этот резистор предназначен для защиты зуммера от перегрузки по току. Также подключен красный светодиод, параллельно к зуммеру, для световой индикации. Зеленый светодиод подключен к источнику питания в качестве индикатора питания.
Для питания схемы использована схема от зарядного устройства Android. Емкость 500 мА достаточно для этой цели.
Компоненты устройства спаяны на перфорированной плате для навесного монтажа. Датчик подключен к перемычкам. Был использован зуммер среднего размера, который может генерировать около 80 дБ. Этого звука достаточно даже при высоком уровне окружающего шума. Он будет непрерывно издавать звук, пока концентрация газа не достигнет допустимого предела.
Все резисторы имеют мощность одну четверную ватта, а значение резистора, подключенного к светодиодам, составляет 1K.
Корпус для уловителя газов был изготовлен при помощи 3D-печати.
Необходимые файлы STL для 3D-печати можно скачать по ссылкам ниже.
Верхняя крышка детектора имеет два отверстие для расположения двух светодиодов. Красный светодиод для индикации тревоги, а зеленый светодиод для индикации питания. Каждый светодиод соединен с резистором ограничения тока, сопротивлением 1К. Для закрепления светодиодов на корпусе был использован горячий клей. Затем светодиоды были подключены к плате с помощью проводов длиной 10 см. Горячий клей также использован для крепления цепи зарядного устройства и датчика MQ2 к плате. Затем были вытащены два провода снаружи корпуса со стороны входа зарядного устройства, для того, чтобы его можно было подключить к внешнему источнику питания.
Источник