Датчик утечки газа для дома: разновидности, установка, эксплуатация

Описание к видео

Сигнализатор утечки природного газа на основе датчика газа mq-6. схема и описание | уголок радиолюбителя

Описание типов и назначения датчиков

Основные рекомендации по эксплуатации

Установка или не установка приборов контроля за утечкой газа отдана на решение собственника жилья. Часть из них понимает, что наличие таких приборов в квартире необходимое условие для обеспечения безопасности жизни. Однако датчик будет эффективно определять утечку газа при правильном уходе за ним.

Следует регулярно протирать с него пыль с помощью салфеток. Работоспособность датчика периодически тестировать, например, с помощью газа из зажигалки. Если он работает в связке с клапаном отсекателем, проверять его срабатывание. Не следует забывать возвращать клапан в рабочее положение после тестирования.

Gsm контроль утечки газа

Мобильный телефон непременный атрибут любого человека, включая даже младших школьников. Если датчик утечки газа привязать к системе GSM сигнализации, то на мобильный телефон будут приходит SMS-сообщения о наличии неисправностей в работе трубопровода подачи газа.

Анализатор утечки газа на arduino |

/*
Скетч для работы с сенсором газа
*/
int sensorPin = 0; // Пин, на котором у нас висит сенсор газа
int redled = 2; // Пин с красным светодиодом
int greenled = 4; // Пин с зеленым светодиодом
int gas = 0; // Переменная для хранения значения газового сенсора

void setup() {
pinMode(greenled, OUTPUT); // Объявляем 2 и 4 пины, как выходы
pinMode(redled, OUTPUT);
Serial.begin(9600); // Инициализируем серийный порт
}
void loop() {
gas = analogRead(sensorPin); // Получаем значения из датчика
/*
Далее работаем с данными из переменной gas, если ее значение более или равно 500, 
то включаем красный светодиод и проигрываем сигнал на 10 пине, зеленый светодиод гасим
*/
if (gas >= 500)
      {
      tone(10, 440, 200);
      digitalWrite(redled, HIGH);
      digitalWrite(greenled, LOW);
      }
/*
Если значение переменной gas больше 300, проигрываем сигнал на 10 пин 
с частотой 440 и продолжительностью 200мсек
*/      
      else if (gas > 300)
      {
        tone(10, 740, 200);
      }
/*
Если значение переменной gas меньше 300, прерываем тоновый сигнал на 10 пин, 
гасим красный светодиод, зажигаем зеленый
*/ 
      else
      {
        noTone(10);
        digitalWrite(redled, LOW);
        digitalWrite(greenled, HIGH);
      }
Serial.println(gas); // Пишем в серийный порт

delay(1000); // Повторяем void loop каждую секунду
}

Видео по теме

Видео, демонстрирующее работу схемы

954 просмотров

Где купить датчик

Приобрести датчик утечки газа можно как в специализированном магазине, так и онлайн в Интернет-магазине. Во втором случае, особого внимания заслуживает бюджетный вариант приобретения изделий на сайте Алиэкспресс. Для некоторых светильников есть вариант отгрузки со склада в РФ, их можно получить максимально быстро, для этого при заказе выберите «Доставка из Российской Федерации»

Датчик утечки газа mq2 на ардуино

Принцип сенсора основан на детекторе, изготовленного из сплава оксида олова и алюминия, который в процессе работы сенсора существенно нагревается. В результате химической реакции, происходящей при попадании молекул углеводородных газов на чувствительный элемент, изменяется сопротивление сенсора. Измеряя изменения сопротивления, можно узнать точное значение концентрации газа в воздухе.

При измерении газов, термин «концентрация» используется для описания количества газа в воздухе по объему. Наиболее распространенными единицами измерения являются доли на миллион и процентная концентрация. Доли на миллион (ppm) — это отношение одного газа к другому. Например, концентрация 1000 ppm CO означает, что на 999 000 молекул газа, 1000 из них будут относится к углекислому газу.

Датчики утечки газа, оснащенные дополнительными опциями

Кроме функции обнаружения утечек датчик оснащается дополнительными механизмами и системами управления, повышающими его функционал.

Исходный код программы

В тексте программы мы будем использовать функцию считывания значений с цифрового выхода Arduino чтобы считывать значение с цифрового выхода модуля обнаружения утечки газа и потом выполнять необходимые управляющие действия. Эта последовательность действий программируется следующим кодом:

Для тестирования работоспособности устройства мы будем использовать сигарету, содержащую сжиженный нефтяной газ. Далее представлен полный код программы.

#include <LiquidCrystal.h>// подключение библиотеки для работы с ЖК дисплеемLiquidCrystal lcd(3, 2, 4, 5, 6, 7);//контакты, к которым подключен ЖК дисплей#define lpg_sensor 18// контакт, к которому подключен модуль обнаружения утечки газа#define buzzer 13// контакт, к которому подключен звонокvoid setup() { pinMode(lpg_sensor, INPUT);// на ввод данных pinMode(buzzer, OUTPUT); // на вывод данных lcd.begin(16, 2); lcd.

print(“LPG Gas Detector”); lcd.setCursor(0,1); lcd.print(“Circuit Digest”); delay(2000);}void loop() { if(digitalRead(lpg_sensor)) //если на выходе модуля обнаружения утечки газа сигнал высокого уровня {  digitalWrite(buzzer, HIGH);  lcd.clear();  lcd.

print(“LPG Gas Leakage”);  lcd.setCursor(0, 1);  lcd.print(” Alert “);  delay(400);  digitalWrite(buzzer, LOW);  delay(500); } else  {  digitalWrite(buzzer, LOW);  lcd.clear();  lcd.

Как подключить датчик mq2 к ардуино

Модуль обнаружения утечки газа

Этот модуль содержит датчик MQ3, который способен обнаруживать сжиженный нефтяной газ, и компаратор (LM393) для сравнения выходного напряжения датчика MQ3 с опорным напряжением. Потенциометр используется для управления чувствительностью модуля. Этот модуль достаточно легко подсоединить к плате Arduino, а в иностранных интернет магазинах его также достаточно легко приобрести введя там в строке поиска запрос “LPG Gas Sensor Module”. Его также можно сконструировать самостоятельно используя датчик MQ3 и компаратор LM358 или LM393.

Некоторые виды чувствительных элементов

Наиболее распространены сигнализаторы, где принцип работы основан на полупроводниковых приборах, каталитического действия и распознавание газа происходит с помощью инфракрасного излучения.

• Чувствительный элемент выполнен в виде полупроводника определенного вида. Принцип действия заложен на изменении сопротивления при адсорбции молекул определенного газа на поверхности. Обычно полупроводник — это монокристаллическая структура из окислов кремния, олова, индия и некоторых других металлов. Часть контролируемых газов, адсорбируясь на поверхностный слой, уменьшают его сопротивление, другая — увеличивает.Конструкция таких датчиков отличается простой, они недорогие и широко используются в бытовых условиях. В промышленности не нашли применения из-за невысокой точности и долгого восстановления после выполнения своей функции. Более быстрое возвращение в рабочее состояние возможно при нагреве до температуры десорбции отработанного газа. Недостаткам также является невозможность контроля за двумя или более газовыми субстанциями, так как полупроводниковые приборы не отличаются хорошей селективностью к разным газам.
• Принцип действия каталитических датчиков основан на регистрации количества тепла, выделяемого при сгорании газа определенной концентрации. Он вступает в каталитическую реакцию с выделением тепла при соприкосновении с поверхностью датчика. В зависимости от его количества происходит больший или меньший нагрев элемента из чистой платины. Изменение сопротивления платины пропорционально изменению температуры, что позволяет косвенно контролировать концентрацию.Отсутствие недостатков присущих полупроводниковым приборам сделало каталитические датчики основными в использовании на промышленных объектах.
• Принцип работы инфракрасных сигнализаторов основан на разнице возможностей газов поглощать инфракрасное излучение. Поэтому вид газа и его концентрация могут быть определены через построения кривой поглощения данного типа излучения и дальнейшего ее анализа. Этот метод обладает отличной избирательностью, другие газы практически не оказывают влияние на точность процесса измерения.Инфракрасный детектор настраивается на определенную интенсивность излучения газа с эталонной концентрацией. При прохождении через датчик исследуемой волны фиксируется разница в параметрах излучения, тем самым определяется концентрация.

Используются такие датчики в местах, где требуются особые требования к состоянию окружающей среды, где точность измерения играет важную роль. Это могут быть производства с выделением опасных газов, например, угольные шахты, медицинские учреждения и другие места, где некоторые виды газов невозможно обнаружить с помощью других типов датчиков.

Необходимые компоненты

1. Плата Arduino Pro Mini (купить на AliExpress).
2. Модуль обнаружения утечки газа MQ3 (купить на AliExpress).
3. Зуммер (буззер) (купить на AliExpress).
4. Транзистор BC547 (купить на AliExpress).
5. ЖК дисплей 16×2 (купить на AliExpress).
6. Резистор 1 кОм (купить на AliExpress).
7. Макетная плата.
8. Батарейка на 9 В.
9. Соединительные провода.

Пояснения к коду:

1. в этом примере необходимо будет откалибровать датчик, т.е. настроить включение светодиода при заданном пороге концентрации газа. При этом датчик не распознает газы, поэтому лучше использовать библиотеки для MQ2.

Для следующего примера следует переключить пин A1 на логический порт сенсора газа (цифровой сигнал). Если вы используете датчик широкого спектра газов MQ-2 от компании Амперка, то подключите его к микроконтроллеру, согласно схеме. При этом у сенсора должен быть включен нагрев (замкнута перемычка на плате датчика). После подключения датчика к Arduino, загрузите следующую программу в плату.

Преимущества установки сигнализатора газа

Природный газ практически полностью состоит из метана — вещества, не имеющего запаха. Однако для безопасной эксплуатации в его состав добавляют ароматизирующие добавки, которые как раз и служат индикаторами утечек. Такой способ не определят степени утечки, а она может уже иметь опасную концентрацию. Вдыхание метана (аналогично пропан — бутановой смеси) может привести человека к потере сознания.

Установка в помещении датчика утечки (сигнализатора газа) является куда более эффективным способом свести последствия утечки к минимуму. Данный прибор без присутствия человека в автоматическом режиме определит концентрацию опасного газа. К тому же будут предприняты меры в создавшейся ситуации вплоть до отключения трубопровода по сигналу от датчика.

Рекомендуем к прочтению: что такое датчик угарного газа, который также может обнаружить утечку природного газа.

Работа схемы

Схема устройства представлена на следующем рисунке.

На представленной схеме можно увидеть плату Arduino, модуль обнаружения утечки газа, звонок и ЖК дисплей 16×2. Arduino контролирует весь процесс функционирования устройства: считывание сигнала с выхода модуля обнаружения утечки газа, передача сообщений в ЖК дисплей и включение звонка. Чувствительность модуля обнаружения утечки газа можно отрегулировать с помощью потенциометра, присутствующего на нем.

Контакт DO модуля обнаружения утечки газа непосредственно соединен с контактом 18 (A4), а его контакты Vcc (питание) и GND (земля) соединены с контактами Vcc и GND Arduino. Модуль обнаружения утечки газа включает в своем составе датчик MQ3, который непосредственно обнаруживает сжиженный нефтяной газ (LPG).

Этот датчик включает нагревательный элемент, которому нужно нагреться до определенной температуры чтобы датчик стал функционировать должным образом. Обычно этот процесс занимает около 15 минут. Компаратор в составе модуля обнаружения утечки газа используется для конвертации аналогового значения с выхода датчика MQ3 в цифровое.

ЖК дисплей 16×2 соединен с платой Arduino в 4-битном режиме. Управляющие контакты RS, RW и En напрямую подсоединены к контактам 2, GND и 3 Arduino. Контакты для передачи данных D4-D7 подсоединены к контактам 4, 5, 6, 7 Arduino. Звонок подключен к контакту 13 Arduino через транзистор NPN BC547, в базу которого включен резистор сопротивлением 1 кОм.

Радиокот :: электронный датчик газа.

Различие датчиков по типу источников энергии

В зависимости от способов использования источников энергии сигнализаторы газа делятся на проводные и беспроводные.

Рекомендации по установке

Свойства газов скапливаться под потолком или оседать ближе к полу, в зависимости от их плотности по отношению к воздуху, влияют на местоположение датчиков утечки. Это основной фактор, на который следует обращать внимание при их установке. Прибор должен обязательно находиться в местах скопления газов.

Природный газ при утечке стремится подняться вверх, а пропан-бутановая смесь опускается на самое дно помещения. Поэтому датчики, предназначенные для контроля метана, располагаются недалеко от потолка, а повышенную концентрацию пропана эффективно обнаружат сигнализаторы, расположенные близко к поверхности пола.

Кроме выбора местоположения по вышеназванной основной причине необходимо придерживаться и других важных правил.

• Сигнализаторы газа не следует монтировать рядом с газовым оборудованием. Открытый огонь газовой плиты будет искажать показания датчика.
• Датчик не следует устанавливать в помещениях, в которых загазованность может создаваться применением различных бытовых аэрозолей и других быстро испаряющихся жидкостей типа нашатырного спирта.
• Результаты показаний сигнализатора газа будут далеки от реальных при размещении его рядом с устройствами, создающими циркуляцию воздуха: окнами, дверьми, системами вентиляции и кондиционирования, другими подобными.
• В местах установки датчиков должен быть обеспечен нормальный воздухообмен, поэтому установка в закрытом пространстве не позволит правильно оценить концентрацию исследуемого газа.
• Непосредственно на газовом оборудовании приборы контроля утечки газа размещать недопустимо.

Несоблюдение вышеуказанных рекомендаций может свести на нет все функциональные возможности даже самых совершенных сигнализаторов газа.

Установка датчиков — добровольное или обязательное мероприятие?

Как показала практика, утечка газа приводит к серьезным трагедиям с жертвами и большими материальными потерями. При чем, в числе потерпевших в многоквартирных домах оказываются люди, у которых система подачи газа находилась в нормальном состоянии. Государственные органы не могли оставаться в стороне и начали выдвигать законодательные инициативы, в том числе по предупреждению возникновения критических ситуаций с помощью технических средств.

Однако до сих пор обязательной установки системы контроля за утечкой газа, элементом которой являются специальные сигнализаторы в Жилищном кодексе не прописано. В ранее построенных многоквартирных домах на выполнение этих мероприятий потребуются несоизмеримо большие финансовые затраты.

Сигнализатор газа с клапаном

Сигнализатор, оснащенный клапаном отсекателем, не просто фиксирует аварийную ситуацию, но и самостоятельно принимает меры по ее устранению. Клапан останавливает подачу газа, если образовался его избыток в окружающем воздушном пространстве. Это гарантирует дополнительную безопасность, например, при отсутствии хозяев в квартире, где произошла утечка.

Для бытового применения используются электромагнитные клапаны и устройства, управляющиеся с помощью электрического импульса. Все они находятся в одной электрической цепи с сигнализатором газа. В случае тревожной ситуации от датчика на клапан поступает электрический сигнал.

В электромагнитном клапане при замыкании цепи мгновенно срабатывает механизм перекрывающий вход в трубопровод подачи газа. В клапане, работающем от электрического импульса, сигнал поступает на электромагнитную катушку, сердечник которой своим движением, согласно физическому закону из области электромагнитной индукции, воздействует на механизм закрывающий клапан.

Скетч. mq2 от амперки с библиотекой troykamq.h

#include <TroykaMQ.h>  // библиотека для датчика#define PIN_MQ2  A1     // имя пина для подключения датчика
MQ2 mq2(PIN_MQ2);    // создаём объект для работы с датчикомvoidsetup() {
   Serial.begin(9600);
   // выполняем калибровку датчика
   mq2.calibrate();
   // выводим сопротивление датчика в чистом воздухе (Ro)Serial.println("Ro = "   String(mq2.getRo()));
}

voidloop() {
   // выводим значения газов в ppmSerial.println("LPG: "   String(mq2.readLPG())   " ppm");
   Serial.println("Methane: "   String(mq2.readMethane())   " ppm");
   Serial.println("Smoke: "   String(mq2.readSmoke())   " ppm");
   Serial.println("Hydrogen: "   String(mq2.readHydrogen())   " ppm");

   Serial.println(" ");
   delay(200);
}

Скетч. подключение датчика с библиотекой mq2.h

#include <MQ2.h>  // библиотека для датчика#define PIN_MQ2  A1    // имя пина для подключения MQ2#define LED       13   // имя пина для подключения светодиода
MQ2 mq2(PIN_MQ2);   // создаём объект для работы с датчикомint lpg, co, smoke;

voidsetup() {
  Serial.begin(9600);
  mq2.begin();
  pinMode(LED, OUTPUT);
}

voidloop() {
   float* values = mq2.read(true);

   // получаем информацию с датчика// выводим данные на монитор порта
   lpg = mq2.readLPG();
   co = mq2.readCO();
   smoke = mq2.readSmoke();
  
   // включаем светодиод при превышении концентрации COif (co > 1000) { digitalWrite(LED, HIGH); }
   else { digitalWrite(LED, LOW); }

   delay(200);
}

Скетч. применяем датчик mq2 без библиотеки

#define PIN_MQ2  A1    // имя пина для подключения MQ2#define LED       13   // имя пина для подключения светодиодаint value;

voidsetup() {
  Serial.begin(9600);
  pinMode(LED, OUTPUT);
  pinMode(PIN_MQ2, INPUT);
}

voidloop() {
   // записываем полученные данные с датчика
   value = analogRead(PIN_MQ2);

   // выводим информацию на монитор портаSerial.println("VALUE - "   String(value));
   Serial.println(" ");

   // включаем светодиод при превышении определенного значенияif (value > 200) { digitalWrite(LED, HIGH); }
   else { digitalWrite(LED, LOW); }

   delay(200);
}

Схема и распиновка датчика газа mq2

Напряжение аналогового выхода изменяется пропорционально концентрации дыма или газа. Чем выше концентрация газа, тем выше выходное напряжение. Логический сигнал можно откалибровать, держа датчик рядом с дымом, который вы хотите обнаружить. Далее вращайте потенциометр по часовой стрелке (для увеличения чувствительности сенсора), пока не загорится красный светодиод на модуле.

Устройство сигнализаторов утечки

Конструктивное исполнение одинаково для всех типов датчиков утечки. Составляющие его элементы следующие.

• Собственно сам чувствительный элемент, который реагирует на изменение концентрации газа. Невозможно создать универсальный датчик, работающий в атмосфере различных газов. Поэтому чувствительный элемент подбирается индивидуально. Отсюда происходит большое многообразие по способу определения концентрации газа, где используются законы из различных областей физики — оптики, электромеханики, теплофизики и других.
• Устройство измерения анализирует данные зафиксированные чувствительным элементом. Обычно они сравниваются с эталонным значением, которое находится в настройках измерительного устройства.
• Исполнительный механизм, который преобразует результаты контроля в конкретные действия: дает команду на перекрытие электромагнитным клапаном подачи газа, включает вытяжную вентиляцию, осуществляет подачу звуковой или световой тревожной сигнализации. В условиях промышленных или офисных объектов сигнализатор может входить в единый комплекс охранно-пожарной сигнализации, где его тревожный сигнал поступает на центральный пункт управления.
• Для обеспечения функционирования необходим источник энергии. Это могут быть аккумуляторные батарейки определенной мощности или блок питания, работающий от электрической сети.
• Все составляющие элементы находятся в защитном корпусе, который имеет дизайнерскую форму, чтобы он мог вписаться, например, в интерьер кухни с газовой плитой.

Характеристики датчика mq2 ардуино

• Питание: 5 Вольт;
• Потребляемый ток: 180мА;
• Чувствительность: 300-10000 ppm;
• Рабочая температура: от -10 до 50 °C;
• Влажность воздуха: не более 95%;
• Интерфейс: аналоговый и цифровой.