Датчик утечки газа своими руками

Датчик газа схема своими руками

Принципиальная схема устройства на базе схемы ТGS2610, чувствительного к пропану, изображена на рисунке:

Устройство состоит из керамической трубки, покрытой тонким слоем резиста, чувствительного группе газов. Нагретое до температуры больше +200°С, это покрытие реагирует на изменение концентрации вещества в воздухе, изменяя свое сопротивление. Нагревательный элемент сделан своими руками из продетой в трубку электрическая спираль контакты 2 и 5.

Для уменьшения потерь тепла трубка соединена с контактами 1 — 3 и 4 — 6 тонкими проводами, фиксирующими ее в подвешенном состоянии. Эти попарно скрепленные друг с другом выводы от газочувствительного резиста.

Движок сопротивления R5 выкручивают так, чтобы в помещении с обычным воздухом напряжение на неинвертирующем входе компаратора на операционном усилителе К554СА3 было чуть больше напряжения на инвертирующем входе. Напряжение на прямом выходе ОУ близко к питающему, и поэтому первый транзистор закрыт.

При определенной концентрации веществ в воздухе сопротивление датчика DG1 снижается до такой величины, что напряжение на неинвертирующем входе ОУ падает ниже, чем на инвертирующем. Поэтому напряжение на выводе 9 ОУ будет стремится к нулю. Транзистор открывается, пьезоэлектрический капсюль со встроенным генератором оповестит о возникшей угрозе.

Блок питания можно использовать любой стабилизированный с выходным напряжением на 12 вольт. Ток, потребления, не превышает 30 мА.

Чтобы проверить работоспособность собранного устройства, поднесите к датчику зажигалку без пламени, он должен подать тревожный сигналом чере 2-5 секунд.

Угарный газ или оксид углерода, СО (не путать с С0₂)— один из наиболее опасных продуктов горения. Он входит в состав практически любого дыма и выделяется при тлении абсолютно всех органических или углеродосодержащих соединений. Это смертельно опасный газ. Он совершенно не пахнет, что сводит на нет его обнаружение органами чувств. Человек может понять о наличие угарного газа в вдыхаемом воздухе лишь по первым симптомам отравления, а во многих случаях это уже поздно.

Датчик концентрации СО₂ или углекислого газа (не путать с смертельно ядовитым угарным газом) предназначен для измерения и вывода показаний о концентрации углекислого газа в окружающем воздухе. Принцип работы преобразователя базируется на изменении ЭДС встроенного гальванического источника питания при колебаниях содержания углекислого газа в воздухе

Источник

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.

Схема модуля MQ-4.

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.

Схема сигнализатора.

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.

Все устройство собрано в корпусе КМ-2А.

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

Самодельный датчик утечки газа

Такой датчик можно сделать на основе микроконтроллера ATtiny13, применив полупроводниковые сенсоры газа MQ-4 с хорошими характеристиками. Выпускает их китайская компания HanweiEletronics.

У датчиков есть керамическая микротуба с покрытием Al₂O₃, на которое нанесен тонкопленочный слой диоксида олова (SnO₂). Последний меняет проводимость при попадании в другую газовую среду. Добавка к диоксиду олова определенной легированной присадки делает датчик чувствительный к конкретному газу.

Микротуба внутри снабжена нагревательным элементом. Он настраивается на температуру, при которой чувствительный слой реагирует на определенный газ. Когда газ попадает в датчик происходит падение его сопротивления.

После подключения схемы к питанию загорается светодиод и начинает моргать. Это происходит две минуты, за которые датчик нагревается и достигает рабочего состояния. За это же время котроллером-компаратором сравнивается прямое и инверсное входное напряжение. Если первое ниже второго, то он начинает работать в режиме ожидания. Период заканчивается загоранием светодиода и включением реле.

При утечке газа повышается его концентрация в помещении. В результате падает сопротивление датчика, что приводит к понижению напряжения на инверсном входе контроллера. Когда оно станет меньше чем на прямом входе, режим ожидания заканчивается, начинается мигание светодиода, происходит размыкание входных контактов.

Такое состояние датчика длится две минуты. Если концентрация газа нормализуется, то контроллер возвращается в режим ожидания. Если нет, то проверка повторяется каждые две минуты, выводится сообщение о превышении концентрации газа на пульт или включается сирена.

В схеме применена микросхема МС34063А, являющаяся основой импульсного стабилизатора на 5В. Собирая плату, размещают на ней все радиодетали кроме микроконтроллера ATtiny13 и датчика MQ-4. Затем переменным резистором настраивают напряжение, добиваясь его величины за дросселем 5В. После этого впаивают сенсор газа, проверяют и, если нужно, перенастраивают напряжение за дросселем до величины 5В.

Подают на датчик напряжение 12В, ждут две минуты, выставляют напряжение с помощью переменного резистора на 5-м выходе микроконтроллера чуть меньше, чем на 6-м выходе. Затем прошивают микроконтроллер, вставляют в колодку.

При покупке переменных резисторов лучше брать многооборотные, имеющие герметичный корпус. Сенсор газа подходит любой, входящий в серию MQ-x и улавливающий нужный газ. Присутствие в схеме контроллера позволяет настраивать ее под определенные нужды, не прибегая к значительным переделкам.

Источник