Детектор газа своими руками

Детектор утечки газа за 200 рублей

В последнее время увеличилось количество аварий, связанных с утечкой газа. Правильное обнаружение и меры безопасности в собственном жилье, могут легко предотвратить такие инциденты.

В продаже имеется большое количество детекторов, но они не доступны для простых людей, из-за неоправданно высокой цены.

Автор данной самоделки сделал простую и дешевую систему обнаружения газа. Она сделана из простых и доступных деталей, чтобы каждый смог повторить эту самоделку для личного пользования.

Для простоты конструкции микроконтроллер не был использован. Так что самоделка не требует никакого программирования.

Повторяйте самоделку и обезопасьте себя и свое жильё !

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)

5. Один пьезо-зуммер

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.

lid.rar [1.34 Mb] (скачиваний: 78)

lid2.rar [160.47 Kb] (скачиваний: 61)

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

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

ДАТЧИК УГАРНОГО И УТЕЧКИ ГАЗА

Вещь, о которой не думаешь пока тебя не коснулось.

Датчик утечки газа на базе сенсора MQ 9

Полезные ссылки

Полезные ссылки

Инструмент

Описание к видео

Датчик угарного или утечки газа рыболовы используют не часто, потому как мобильных версий крайне мало, а в комплексных разработках он стал появляться не так давно. Рыболовы, охотники, туристы в своих выездах часто используют разные плитки, горелки и обогреватели на газу — это достаточно безопасно, если соблюдать простые правила, но случаи бывают разные и датчики угарного газа, пропана, бутана способны их уловить. Наверно каждый рыболов, сидя зимой в палатке и увлеченный поклевками хотя бы раз в жизни сталкивался с состоянием «чугунной головы» или «угорел». Это связано с продуктами горения газа, выделением угарного и других газов. Но это не большая беда, хуже когда происходит медленная утечка газа или накапливается угарный газ. Именно о последних опасностях и должен предупредить датчик утечки на базе сенсора MQ.

Описание типов и назначения датчиков

MQ-2 — Датчик для обнаружения горючего газа и дымаMQ-2. Датчик для обнаружения горючего газа и дыма. Датчик газа MQ-2 позволяет обнаруживать наличие в окружающем воздухе углеводородных газов (пропан, метан, н-бутан), дыма (взвешенные частицы, являющиеся результатом горения), водорода.
MQ-3 — Датчик обнаружения паров спирта C2H5OH. Аналоговой датчик газа MQ3 позволяет обнаруживать наличие паров спирта в воздухе или при дыхании, в парфюмерии или спиртных напитках.
MQ-4 — Датчик обнаружения природного газа и метана. Аналоговый датчик газа (MQ4) для обнаружения метана. Этот датчик предназначен для определения концентрации метана (CH4) в воздухе, паров алкоголя, сигаретного и кухонного дыма. А так как этот газ является основным компонентом бытового газа, иметь подобный датчик весьма полезно — можно собрать детектор утечки газа или что-нибудь подобное.
MQ-5 — Датчик обнаружения сжиженного (LPG), природного и коксового газа. Используется для сигнализации утечек газа в домашних условиях и на предприятиях. Слабочувствителен к парам алкоголя, сигаретному дыму, парам приготовляемой пищи.
MQ-6 — Датчик обнаружения LPG, изобутана, бутана. Аналоговый датчик газа MQ6 может быть использован в бытовых и промышленных помещениях, для обнаружения утечки следующих газов: природный газ, углеводородный газ, бутан, пропан. Он имеет высокую чувствительность и малое время отклика.
MQ-7 — Аналоговый датчик для обнаружения угарного газа (CO). Используется для обнаружения СО2 на заводе, при проведения подземных работ, в лабораторных и научных работах. Он может обнаружить CO-концентрацию газа в пределах от 20 до 2000 ppm. Чувствительность можно регулировать с помощью потенциометра.
MQ-8 — Датчик обнаружения Водород (Н2) и коксовых газов. Простой в использовании сенсор водорода (Н2) для определения наличия его в воздухе.
MQ-9 — Комбинированный аналоговый датчик газа (CO+CNG или CO+LPG) датчик газа MQ-9 позволяет обнаруживать наличие в окружающем воздухе углеводородных газов (пропан, метан, н-бутан) и угарного газа (CO). Его можно использовать для обнаружения утечек промышленного газа, возгорания, неисправностей газового оборудования.
MQ135 — Детектор газов. Помимо углекислого газа, датчик также реагирует на присутствие других газов: угарного газа, аммиака, бензола, оксидов азота и паров спирта. Применяются для постоянного контроля качества воздуха в промышленных или бытовых помещениях.

Как идея прилетела

Идея сделать компактный датчик утечки или наличия опасных газов, пришла естественно не на пустом месте. Зная, что рыбаки и туристы зимой используют разное газовое оборудование для обогрева палатки, практически в круглосуточном режиме, то вероятность накопления вредных газов весьма высока. Зная это, Кондратий ходит где-то рядом и ищет кого бы ему обнять. Дабы избежать таких объятий люди чаще просто проветривают, а кто-то даже ставит компьютерные кулеры с питанием от АКБ, ну и заодно свет для палатки делают. Но ситуации бывают разные и спать иногда хочется, вот тут и можно Кондрата проглядеть, огонь потух, а газ идет или угарный газ и прочие накопились. Вот тут и должен предупредить этот простой датчик, начав орать противным звуком, который перебьет крепкий сон после принятых 40 чужих градусов.

Условия сделки

Первым, что мне было важно – это простота изготовления, дальше уже компактность, потому как ни один рыболов или турист не потащит на руках большую хреновину и точка. Компоненты по возможности должны быть готовые, дешевые и доступные. Работать на маленьких встроенных аккумуляторах, зарядка которых, не вызовет сложностей. Что ж условия понятны, погнали!

Выбор комплектующих

Раньше я уже натыкался на ардуиновские датчики газа серии MQ и знал, что работают они в двух режимах цифровой и аналоговый. Поэтому загуглил, верней заютубил эту тему, чтобы точно понять, как они работают и подходят ли мне. Оказалось, что в цифровом режиме при срабатывании на цифровой пин подается напряжение питания самого датчика, получается такое газовое реле с возможностью регулировки чувствительности. Отлично! Сразу было понятно, что эта хреновина должна громко и мерзко пищать и для этого ничего лучше активного зуммера на 5 вольт не придумано. Такой зуммер не требует ни генераторов разных, ни силовой обвязки, простота наше все! Осталось определиться с питанием, а поскольку датчик работает в диапазоне от 3 вольт до 5 вольт. То решение пришло мгновенно, литиевый АКБ 18650 совместно с платой зарядки лития на микрухе ТР 4056 с защитой от переразряда справятся на ура! Первый выковыриваем из старой батареи ноутбука, а плату заказываем с Алиэкспресс вместе с датчиком, зуммером, кнопкой и коробкой. Кстати о коробке в первом варианте я использовал популярную коробочку размером 100х60х25 мм в нее отлично влезают 3 батарейки 18650 и остается место для остальных элементов с запасом. Кнопка кстати маленькая всего 8х12 мм, такие используют в маленьких фонариках.

Сборка датчика газа

При компоновке отталкивался от двух вещей, размер аккумуляторов и удобство перевозки, так как предполагаются торчащие части и нужно их не сломать. По этой причине вывел датчик, кнопку включения и крутилку чувствительности на узкую торцевую часть корпуса. Все в одном месте, не запутаешься. Под датчик проковырял отверстие подручными способами, потому как забыл куда положил ступенчатые сверла. Почему-то не хотелось приклеивать на термоклей, ведь есть крепежные отверстия. По углам корпуса были небольшие стойки для крепления, я их изначально откусил за ненадобностью, но не успел выбросить. Взяв пару этих стоек прикрутил их к плате датчика и намазав суперклеем вставил датчик на место и прижал, как стойки прихватились к корпусу открутил плату и залил их еще порцией клея не забыв засыпать содой. Между платой датчика и корпусом оставался приличный зазор, в который отлично поместилась кнопка включения, а рядом засверлился для установки потенциометра. Оставалось сделать отверстие для разъема платы зарядки, который решил вывести вбок. По схеме плюс и минус батареи идут на плату, с платы минус идет на датчик, а плюс на кнопку и после на датчик. Плату зарядки и батарейную сборку закрепил на двухсторонний скотч. В принципе на этом сборка закончилась.

Принцип работы датчика газа

При подаче напряжения на плату с сенсором происходит его нагрев и активация химических соединений на чувствительной части, при попадании частиц газов изменяется сопротивление сенсора и напряжение на выходе увеличивается. При достижении порогового значения обвязка на плате замыкает цепь и питание подается на выход платы, на котором его ждет наш зуммер. В общем все просто и примитивно. Главное надо настроить чувствительность после включения на границу срабатывания.

Источник