У цій невеликій статті ми з вами дізнаємося, як можна використовувати різні датчики газу серії mq спільно з ардуіно. За допомогою таких датчиків можна відстежувати наявність різних домішок в повітрі від пропану / бутану до алкоголю і диму.
Інструменти та матеріали:-користувацька друкована плата;-arduino nano;-st7789 240×240 ips дисплей;-іч-пульт дистанційного управління і приймач;-датчики газу mq-2, mq-3, mq-4, mq-6, mq-9;-зумер;-5 мм rgb світлодіод з загальним анодом;-резистор 220 ом — 7 шт;-резистор 20 ком — 5 шт;-роз’єм живлення;-зовнішній акумулятор 5 в;
Крок перший: про устройствеобычно такі пристрої включають один/два датчика. Майстер вирішив використовувати можливості ардуіно по максимуму і встановити п’ять датчиків.
Для управління пристроєм (налаштування, функції і т.д.) виконується за допомогою іч-пульта дистанційного керування. Щоб відобразити отримані вимірювання газу, використовується екран ips st7789.
У пристрої використовується зумер і 5-міліметровий світлодіод rgb із загальним анодом, для сигналізації критичної концентрації газів.весь пристрій монтується на друкованій платі виконаної у формі джокера (джокер (c англ. Joker-жартівник, балагур) — суперлиходій всесвіту dc comics, головний і заклятий ворог бетмена).
Даний газоаналізатор він використовує на робочому місці.
Крок другий: проектування друкованої платиперед тим, як створити прототип друкованої плати, майстер протестував пристрій на макетній платі.потім розробив друковану плату за допомогою kicad і замовив на он-лайн сервісі її виготовлення. Отримати файли для виготовлення плати можна тут.
Крок третій: монтажпісля виготовлення плати майстер зробив монтаж згідно позначень.a1 (arduino nano)s1 (штифти для екрану st7789 ips)ir1 (модуль іч-приймача)mq2 (датчик газу mq-2)mq3 (датчик газу mq-3)mq4 (датчик газу mq-4)mq6 (датчик газу mq-6)mq9 (датчик газу mq-9)bz1 (зумер)d1 (світлодіод rgb із загальним анодом 5 мм)r1, r2, r3, r4, r5, r6, r7 (резистор 220 ом)r8, r9, r10, r11, r12 (резистор 20 ком)j1 (роз’єм живлення)j2 (роз’єми для зовнішньої батареї)
Далі налаштовуємо ардуіно.спочатку потрібно завантажити необхідні бібліотеки: для управління модулем іч-приймача arduino-irremoteдля використання ips-екрану st7789 arduino_st7789_fast і adafruit_gfx в коді включаємо необхідні бібліотеки і визначаємо контакти і налаштування модуля іч-приймача.
#include
Запускаємо файл irrecvdemo.ino в прикладах, отримуємо необхідні іч-коди з іч-пульта дистанційного керування і визначаємо їх.
#define up 0xff18e7#define down 0xff4ab5#define right 0xff5aa5#define left 0xff10ef#define ok 0xff38c7
Визначаємо налаштування дисплея st7789 240×240 ips.
# define tft_dc 10#define tft_rst 9#define scr_wd 240 # define scr_ht 240
Щоб відображати зображення на екрані st7789, перетворюємо їх у файли за допомогою конвертера зображень imageconverter (utft)включаємо перетворені зображення.
#include «gas.c»#include «lethal.c»#include «toxic.c »
[/spoiler]запускаємо відображення на st7789 240×240 ips
Показати / приховати текст
У функції collect_data отримуємо змінні, що генеруються датчиками газу mq.
Показати / приховати текст
Роздруковуємо інтерфейс з параметрами менюvoid interface(){
Показати / приховати текст
У функції change_menu_options збільште або зменшіть номер параметра за допомогою кнопок іч-пульта ду-вгору і вниз — для перемикання між опціями меню в інтерфейсі.
Показати / приховати текст
Крок п’ятий: відображення наявності газівдля виявлення небезпечних газів у пристрої використовуються п’ять датчиків серії mq: датчик газу mq-2 має високу чутливість до бутану, пропану і водню, а також може використовуватися для виявлення метану і задимленості.датчик газу mq — 3 має високу чутливість до алкоголю, бензину, диму. Цей датчик може виявляти алкоголь з різними концентраціями.датчик газу mq — 4 має високу чутливість до метану, пропану і бутану.датчик газу mq-6 має високу чутливість до пропану, бутану і зрідженого нафтового газу, а також реагує на природний газ.датчик газу mq — 9 має високу чутливість до чадного газу, метану і зрідженого нафтового газу. Цей датчик може виявляти різні гази, що містять co, і горючі гази.як і очікувалося, після підключення до arduino nano кожен датчик генерує різні діапазони значень в залежності від кількості виявлених небезпечних газів.після тестування майстер приблизно налаштував ці рівні для кожного датчика.
Показати / приховати текст
Вибираємо параметри меню за допомогою кнопок «вгору» і «вниз». Після вибору активуємо за допомогою кнопки ok. Далі відбуватиметься збір інформації з датчиків.якщо виміряне значення газу низьке відповідно до призначених рівнів, на світлодіоді горить зелене світло.якщо виміряне значення газу середнє світлодіод горить жовтим кольором.якщо виміряне значення газу перевищило рівень, світлодіод горить червоним кольором і спрацьовує зумер.
На жаль, при використанні віддаленої бібліотеки ir і бібліотеки звуків arduino ide видає помилку timer0_pin_port . Помилка виникає через те, що обидві бібліотеки намагаються використовувати таймер, оголосивши одне і те ж ім’я — timer2 .щоб вирішити цю проблему, відкриваємо файл boarddefs.h або irremoteboarddefs.h залежно від версії віддаленої бібліотеки ir. Змінюємо ir_use_timer2 на ir_use_timer1 для arduino nano.
Крок шостий: підключення і регулюваннязавершивши пайку і завантаживши код, майстер підключив всі інші компоненти до плати.незважаючи на те, що arduino nano працює при 5 в, цього недостатньо, щоб п’ять газових датчиків серії mq нагрілися і генерували точні вимірювання газу. Для живлення датчиків майстер додав друкованій платі роз’єм живлення (j1) і роз’єм (j2) для живлення датчиків від зовнішньої батареї (5 в).підключення за наступною схемою.arduino nano-модуль іч-приймача d2 — — — — s-st7789 240×240 ips gnd — — — gnd 3,3 в — — — vcc d13 — — — scl d11 — — — sda d9 — — — res d10 — — — dc-датчик якості повітря mq-2 a0 — — — s-mq-3 a1 — — — s-mq-4 a2 — — — s-mq-6 a3 — s-mq-9 a4- — — — s-світлодіод rgb d3- — — — r d5- — — g d6 — — — b-зумер d7 — +
Крок сьомий: режими та функціїпристрій показує п’ять різних датчиків серії mq в меню інтерфейсу для відображення результатів вимірювань газу.пристрій дозволяє користувачеві перемикатися між датчиками за допомогою іч-пульта дистанційного керування: кнопка вверхкнопка унизкнопка оккнопка «вліво» дозволяє користувачеві повернутися до інтерфейсу.
Параметри меню.якщо опція mq обрана і активована, прилад показує виміряне значення газу.залежно від призначених рівнів вимірювання для обраного датчика пристрій активує світлодіод rgb:зелений — низький рівеньжелтий — середній рівенькрасний — високий рівеньпристрій активує зумер, якщо виміряне значення небезпечного газу є небезпечним відповідно до заданих рівнів.
Схему, код і файли для виготовлення плати можна завантажити тут.
На відео представлена демонстрація роботи пристрою.
джерело (source)
