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: 79)
lid2.rar [160.47 Kb] (скачиваний: 62)
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
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