Датчик газа схема: Датчик утечки газа своими руками

Содержание

Датчик утечки газа своими руками

Всем привет! В этой статье я расскажу вам о том, как сделать простой датчик утечки газа своими руками из доступных деталей.
Наверное, теперь даже любой школьник знает, что такой опасный газ как метан не имеет запаха, и обнаружить его в воздухе без специальных приборов просто не возможно. Метан – это основной компонент природного газа. Метан, тот же газ, что течет по трубам и у вас дома, за тем небольшим изменением, что в него специально добавляют пахнущие присадки, чтобы его можно было обнаружить человеку с помощью обоняния.

Но если его можно учуять, то тогда зачем делать датчик спросите вы? Дело в том, что человек может учуять уже опасную концентрацию газа. У датчика же чувствительность выше. И если же будет небольшая утечка газа в комнате в течение нескольких часов – эта концентрация может не иметь запаха, но будет 100% опасность взрыва. Чтобы этого избежать и запеленговать начинающие небольшие концентрации газа в воздухе и используют датчики наличия газа.

Это, конечно, скорее всего тестовый проект, который показывает основной принцип работы с сенсором газа, но никто в дальнейшем, не помешает вам усовершенствовать и сделать из него серьезный проект.
Я приведу список деталей и материалов, которые необходимы для постройки нашего датчика. (Ссылка на магазин)
1. Монтажная плата.
2. Батарея 9V и разъем.
3. Кнопка включения / выключения.
4. 7805 регулятор.
5. Зуммер.
6. BC547 NPN транзистор (подойдет любой структуры n-p-n).
7. Резисторы и светодиоды.
8. 555 IC таймер.
9. Конденсаторы.
10. Сенсор газа.
11. Другие материалы, такие как паяльник, припой, флюс и провода.

Итак, давайте начнем настройку этого проекта!

Схема довольно проста. Ее сердцем является сенсор газа марки MQ-02, но вы так же можете использовать датчики MQ-05, MQ-04.

MQ-02 – реагирует пропан, метан, пары алкоголя, водород, дым. Сенсор газа MQ-02 – это законченный модуль. У него на плате расположен усилитель и переменный резистор, с помощью которого можно регулировать чувствительность.
Моя схема состоит их мультивибратора, собранного на микросхеме таймере «555».


Работа проста:
При превышении определенного уровня на таймере запускается мультивибратор на выходе которого подключен светодиод и зуммер со встроенным генератором. Раздается прерывистый сигнал и мигает светодиод. Устройство питается от батарейки 9 вольт, через стабилизатор снижается до 5 вольт.


Принципы работы датчиков в газоанализаторе

Принципы работы датчиков в газоанализаторе

19.02.2020

При выборе того или иного газоанализатора можно опираться на различные критерии, но критически важно подобрать подходящий для поставленной задачи принцип измерения, руководствуясь типом измеряемого газа, средой, в которой выполняются измерения, и целью.

На сегодняшний день самыми востребованными типами датчиков являются:

• термокаталитический
• термокондуктивный
• полупроводниковый
• электрохимический
• гальванический
• инфракрасный (оптический)
• интерферометрический
• фотоионизационный (ФИД)
• пиролитический
• фотометрический

Термокаталитический

Самый распространенный и универсальный тип датчика, принцип работы которого основан на вычислении количества тепла, выделяемого при сгорании горючего газа или паров в катализаторе.

Керамический принцип является разновидностью термокаталитического, однако в отличие от последнего использует другой тип катализатора – мелкодисперсный (керамический). Архитектурно датчик состоит из двух чувствительных элементов – рабочего и компенсирующего. Рабочий элемент представляет собой спираль из драгоценного металла (как правило, платины) и катализатора, чувствительного к горючим газам. Воздушная смесь, содержащая горючий газ, вступает в реакцию с катализатором, увеличивая температуру элемента, и, как следствие, приводит к изменению электрического сопротивления спирали в почти линейной зависимости от концентрации газа. Компенсирующий элемент состоит из платиновой спирали и стекла, которое не обладает чувствительностью к горючим газам, и предназначен для компенсации окружающих условий.

   

  
Преимущества термокаталического датчика: линейность выходной характеристики, быстрый отклик, устойчивость к изменениям в температуре и влажности окружающей среды, а также долговечность.  
Применение: измерение довзывоопасных концентраций (ДВК) горючих газов и паров в диапазоне от 0 до 100% НКПР.  
Газоанализаторы: GP-03, GX-2009, GX-3R/Pro, GX-2012, GX-8000, GD-A80, SD-1GP
Преимущества керамического датчика: линейность характеристики, более быстрый отклик, возможность измерения ПДК (в единицах млн-1), устойчивость к изменениям в окружающих условиях. 
Применение: измерение довзрывоопасных концентраций (ДВК) и предельно-допустимых концентраций (ПДК) горючих газов и паров. 
Газоанализаторы: GX-6000, SD-1NC

Термокондуктивный
Принцип работы термокондуктивного датчика основан на измерении разницы в теплопроводности. Как в случае с термокаталитическим датчиком, сенсор состоит из рабочего и компенсирующего элемента. Контакт с газом происходит на рабочем элементе, а компенсирующий элемент изолирован.
При попадании целевого газа на рабочий элемент происходит изменение в теплоотдаче, связанное с теплопроводностью и приводящее к росту температуры элемента. Это, в свою очередь, приводит к изменению сопротивления платиновой спирали. 


Полупроводниковый
В данном типе датчиков используется полупроводник с металлоксидным напылением, сопротивление которого меняется при контакте с газом. Датчик состоит из нагревательной спирали и проводника, нанесенного на трубку из глинозёма, а по краям трубки находятся контакты из драгоценного металла, предназначенные для измерения сопротивления. При попадании газа на поверхность датчика он окисляется, что приводит к уменьшению электрического сопротивления, которое преобразуется в концентрацию. 


Преимущества: линейная характеристика, стабильность показаний, долговечность, возможность измерения негорючих газов (аргона, азота и углекислого газа), а также возможность измерений в бескислородной среде.
  
Применение: измерение высоких концентраций горючих газов и паров.
Газоанализаторы: GX-2012, GX-8000
Преимущества: чувствительность к сверхнизким концентрациям, которые сложно фиксировать другими типами датчиков, долговременная стабильность, устойчивость к отравлению, а также селективность.
Применение:  измерение ПДК широкого спектра токсичных и горючих газов.
Газоанализаторы: GX-2012GT, GD-A80V, SD-1GH

Электрохимический Гальванический
В основе данного принципа измерения лежит процесс электролиза. Датчик состоит из трех электродов — рабочего (газопроницаемой пленки с нанесенным катализатором из драгоценного металла), референсного и интегрирующего, — которые размещены в пластиковом корпусе с электролитом. В датчике используется потенциостатическая цепь, которая обеспечивает постоянное напряжение между рабочим и референсным электродами.
Ток, возникающий в ходе химических реакций на рабочем и интегрирующем электродах, пропорционален концентрации измеряемого газа.


Принципиальная схема датчика гальванического типа повторяет простой аккумулятор: датчик состоит из катода, изготовленного из драгоценного металла, анода (проволоки), которые помещены в электролит, а также разделительной мембраны, прикрепленной к внешней стороне катода. Кислород, проходя через разделительную мембрану, на катоде восстанавливается, а на аноде — окисляется. Возникающий электрический ток конвертируется в напряжение и в таком виде подается на выход, при этом напряжение пропорционально концентрации кислорода. 


Преимущества: линейный выходной сигнал, высокая точность и хорошая воспроизводимость результатов.
Применение: измерение ПДК токсичных веществ.
Газоанализаторы: HS-03, CO-03, CX-5, GX-3R/Pro, GX-2012, GX-6000, GX-8000, RX-8500, RX-8700, SC-8000, TP-70D, SD-1EC, GD-70D
Преимущества: простота, долговечность в сравнении с электрохимическим датчиком, не требует внешнего питания, линейная выходная характеристика, быстрый отклик и отсутствие зависимости от колебаний температуры/влажности.
Газоанализаторы: OX-03, GX-2012/GT, GX-6000, GX-8000, RX-8000, RX-8500, RX-8700, SD-1OX, GD-70D

Инфракрасный (оптический)
Данный принцип измерения основан на известном факте о том, что многие газы поглощают инфракрасные лучи и каждый из этих газов имеет определенный спектр поглощения. Сенсор состоит из источника ИК-света и датчика, между которыми установлены оптический фильтр и измерительная ячейка. Поступая в измерительную ячейку, газ поглощает некоторое количество инфракрасного света, а датчик при этом фиксирует снижение интенсивности поступающего ИК-света и на базе известной зависимости (калибровочной кривой) генерирует выходной сигнал. Несмотря на то, что зависимость не линейная, она хороша известна производителям датчиков. 


Интерферометрический
Принцип интерферометрии основан на измерении коэффициента рефракции газа. Архитектурно интерферометрический сенсор состоит из источника света и оптической системы из зеркал, линз, призмы и светочувствительного датчика. Свет от источника разделяется плоскопараллельным зеркалом на два луча (А и В) и отражается призмой. Луч А движется по круговому маршруту через камеру D, наполненную измеряемым газом, а луч В – через камеру E с референсным газом. После этого лучи А и В встречаются в точке С зеркала и, проходя через систему зеркал и линз, формируют на светочувствительном датчике картину интерференции. Данная картина сдвигается в пропорции к разнице в коэффициенте рефракции между измеряемым и референсным газами. Датчик измеряет сдвиг, чтобы измерить коэффициент рефракции, и преобразует его в концентрацию газа или количество тепла. 


Преимущества: быстрый отклик, повторяемость, стабильность при изменении окружающих условий, отсутствие эффектов старения и отравления.
Применение:  измерение довзывоопасных концентраций (ДВК) горючих газов и паров в диапазоне от 0 до 100% НКПР, а также концентрации в диапазоне от 0 до 100% объема.
Газоанализаторы: GX-3R Pro, GX-6000, RX-8000, RX-8500, RX-8700, SD-1RI
Преимущества: низкая погрешность измерений, долговременная стабильность, высокая линейность и быстрый отклик, отсутствие влияния изменений в температуре и давлении (за счет механизма коррекции).   
Применение: измерение концентраций горючих газов, углекислого газа и элегаза, а также калорийности природного газа.
Газоанализаторы: FI-8000

Фотоионизационный (ФИД)
В фотоионизационных датчиках измеряемый газ ионизируется с помощью ультрафиолетового света, а это, в свою очередь, приводит к возникновению электрического тока. Когда газ попадает в ионизационную камеру, он подвергается воздействию УФ-света, под воздействием которого газ начинает терять электроны и генерировать катионы (положительные ионы). Электроны и катионы, в свою очередь, притягиваются катодом и анодом, возбуждая электрический ток, который пропорционален значению концентрации. Для ионизации требуются фотоны с энергией выше энергии данного конкретного газа, поэтому в ФИД, как правило, используют УФ-лампы с энергией 10,6 эВ (изготовлены из фторида магния и наполнены криптоном) или 11,7 эВ (изготовлены из фторида лития и наполнены аргоном). 


Пиролитический
В основе этого принципа лежит процесс пиролиза измеряемого газа с образованием оксида, частицы которого измеряются датчиком. Пиролитический сенсор состоит из нагревателя, в центре которого находится кварцевая трубка с нагревательным элементом, и датчика частиц, содержащего две камеры – рабочую и компенсационную. Измеряемый газ (например, TEOS или NF3) под воздействием температуры окисляется и попадает в рабочую камеру датчика частиц с источником α-частиц, который используется для ионизации воздуха и возбуждения электрического тока. Как только частицы газа попадают в камеру, они начинают поглощать ионы, приводя к снижению тока ионизации. Это снижение выходного сигнала пропорционально концентрации измеряемого газа. Компенсационная камера позволяет компенсировать флуктуации температуры, влажности и давления окружающей среды.


Преимущества:  чувствительность к низким концентрациям, широкий спектр измеряемых веществ.
Применение: измерение крайне малых концентраций (на уровне ppm и ppb) летучих органических соединений.
Газоанализаторы: GX-6000
Преимущества: непревзойденная стабильность показаний (благодаря использованию источника америция-241 с периодом полураспада около 400 лет), быстрый отклик, линейность выходного сигнала и устойчивость к изменениям в окружающих условиях.
Применение: измерение ПДК высокотоксичных газов.
Газоанализаторы: GD-70D

Читайте также

  • При выборе того или иного газоанализатора можно опираться на различные критерии, но критически важно подобрать подходящий для поставленной задачи принцип измерения, руководствуясь типом измеряемого газа, средой, в которой выполняются измерения, и целью.

  • В последние годы на металлургических предприятиях особое внимание уделяется вопросу безопасности. Это связано с участившимися случаями отправления угарным газом, нехватки кислорода, а также опасностью взрыва из-за утечек метана и водорода. Предлагаем вашему вниманию презентацию решений RIKEN для металлургического производства, призванных свести к минимуму риски взрыва и отравления.

  • В медицинских учреждениях широкое применение нашли технические и медицинские газы, например, жидкий азот (N2), который используется в трансплантации, криотерапии и криобиологии. Низкая температура (-196°C), при которой азот находится в жидком состоянии, обеспечивает длительное хранение донорской крови, плазмы, стволовых клеток, а также органов.

Модуль датчика газа MQ-5 [База знаний «УмныеЭлементы»]

Описание

Датчик предназначен для определения содержания сжиженного нефтяного (LPG), угольного и природного газов. Может быть использован как альтернатива датчику MQ-2. При этом MQ-5 отличается большей чувствительностью при меньших концентрациях газа. Датчик можно использовать в проектах обнаружения утечек газа. Аналого — цифровой модуль позволяет как получать данные о содержании газов к которым восприимчив газоанализатор, так и работать напрямую с устройствами, выдавая цифровой сигнал о превышении/уменьшении порогового значения. Имеет регулятор чувствительности, что позволяет подстраивать датчик под нужды конкретного проекта. Модуль имеет два светодиода: первый (красный) — индикация питания, второй (зеленый) — индикация превышения/уменьшения порогового значения.

Основным рабочим элементом датчика является нагревательный элемент, за счет которого происходит химическая реакция, в результате которой получается информация о концентрации газа. В процессе работы датчик должен нагреваться — это нормально. Также необходимо помнить, что за счет нагревательного элемента, датчик потребляет большой ток, поэтому рекомендуется использовать внешнее питание.

Перед началом использования рекомендуется прогреть датчик, т.е. оставить его включенным на сутки. Это поможет достичь стабильных показаний в процессе его дальнейшей работы.

Обратите внимание, что показания датчика подвержены влиянию температуры и влажности окружающего воздуха. Поэтому в случае использования датчика в изменяющейся среде, будет необходима компенсация этих параметров.

Диапазон измерений: 0,03 — 0,1 %

Технические характеристики

  • Напряжение питания: 5 В

  • Потребляемый ток: 150 мА

  • Время прогрева при включении: 1 мин

Физические размеры

Плюсы использования

  • Высокая чувствительность

  • Короткое время отклика

  • Удобный в использовании модуль за счет наличия цифрового и аналогового выводов

Минусы использования

  • Перед использованием требует долгого прогрева (не менее 24 часов)

  • Для снятия показаний требуется прогрев (не менее 1 минуты)

  • Высокое энергопотребление (желательно дополнительное питание)

Пример подключения и использования

В примере демонстрируется подключение датчика и вывод полученных данных в монитор Serial — порта. (Пример тестировался на контроллере Smart UNO)

Схема подключения:

Скетч для загрузки:

const int analogSignal = A0; //подключение аналогового сигналоьного пина
const int digitalSignal = 8; //подключение цифрового сигнального пина
boolean noGas; //переменная для хранения значения о присутствии газа
int gasValue = 0; //переменная для хранения количества газа
 
void setup() {
  pinMode(digitalSignal, INPUT); //установка режима пина
  Serial.begin(9600); //инициализация Serial порта
 
}
 
void loop() {
  noGas = digitalRead(digitalSignal); //считываем значение о присутствии газа
  gasValue = analogRead(analogSignal); // и о его количестве
 
  //вывод сообщения
  Serial.print("There is ");
  if (noGas) Serial.print("no gas");
  else Serial.print("gas");
  Serial.print(", the gas value is ");
  Serial.println(gasValue);
 
  delay(1000); //задержка 1 с
}

ДАТЧИК УТЕЧКИ ГАЗА | МОДЕЛИСТ-КОНСТРУКТОР

Затем идёт метан (СН4). Его максимальная концентрация до взрыва в воздухе составляет 5—15%. Для регистрации той же фирмой разработаны датчики ТGS842 и ТGS2611.

Электрическая схема прибора на базе датчика ТGS2610, чувствительного к пропану, показана на рисунке.

Принципиальная электрическая схема прибора на базе датчика ТGS2610, реагирующего на газ пропан

Датчик состоит из керамической трубки, поверхность которой покрыта слоем резиста, чувствительного к той или иной группе газов (в этом, в частности, состоит назначение легирующих присадок). Нагретое до температуры свыше +200°С, это покрытие реагирует на изменение концентрации газа, изменяя своё сопротивление. Нагревательный элемент — продетая в трубку электрическая спираль (выводы 2 и 5).

Для уменьшения отвода тепла трубка соединена с выводами 1 — 3 и 4 — 6 тонкими проводниками, фиксирующими её в подвешенном состоянии. Эти попарно соединённые друг с другом выводы идут от газочувствительного резиста.

Движок резистора R5 устанавливают так, чтобы в не загазованном помещении напряжение на неинвертирующем входе компаратора DА1 несколько превышало бы напряжение на его инвертирующем входе. Напряжение на прямом выходе компаратора (вывод 9) близко к питающему, и поэтому транзистор \/Т1 закрыт.

При загазованности, достигшей определённой концентрации (2,1—9% плотности природного газа в воздухе), сопротивление датчика DG1 понизится до такой величины, что напряжение на неинвертирующем входе компаратора станет меньше, чем на инвертирующем. В этом режиме напряжение на выводе 9 компаратора будет близко к нулю. Транзистор VT1 откроется, пьезоэлектрический капсюль НА1 со встроенным генератором ЗЧ оповестит о газовой опасности.

О деталях

Переменный резистор R5 — СПЗ-38а или любой другой. Конденсаторы С1, С2 — любые оксидные, например К50-29. Пьезоэлектрический капсюль НА1 — любой, рассчитанный на постоянное напряжение 12 В, например KPI-4332L.

Источник питания — стабилизированный с выходным напряжением 10—12 В. Ток, потребляемый устройством в режиме звуковой индикации, не превышает 30 мА.

НАЛАЖИВАНИЕ

Поскольку калибровку прибора непосредственно по концентрации газа из соображений безопасности рекомендовать нельзя, выставить нужный порог его срабатывания можно опытным путём. Почти десятикратное снижение сопротивления датчика в атмосфере, содержащей воздух и 0,5 % метана (одна десятая от взрывоопасной концентрации, по сравнению с чистым воздухом), позволяет выставить заведомо безопасный порог срабатывания датчика.

 Чтобы убедиться в работоспособности собранного устройства, поднесите к датчику газовую зажигалку (со сбитым пламенем) — он должен отреагировать тревожным сигналом с инертностью 2 — 3 с.

А.КАШКАРОВ, г. С.-П етербург

Рекомендуем почитать

  • «РАБОЧАЯ ЛОШАДКА» КОСМОДРОМОВ (Ракета-носитель «Космос-ЗМ»)
    К началу 60-х годов выявилась необходимость выведения на околоземные орбиты относительно небольших по массе (от 0,5 до 1,5 т) искусственных спутников земли. Использование для этого…
  • БЕЗ КИСТОЧКИ — А УДОБНО
    Предлагаю простой и удобный вариант использования канцелярского клея, продающегося в полиэтиленовом флаконе, не имеющем кисточки. На крышке флакона делаем отверстие диаметром под…

Подключение датчика газа MQ-4 к микроконтроллеру — Как подключить — AVR project.ru

 Гуляя по каталогам китайских продавцов на E-bay случайно наткнулся на датчик газа MQ-4. Этот датчик предназначен для определения концентрации метана (Ch5) в воздухе. А так как этот газ является основным компонентом бытового газа, иметь подобный датчик весьма полезно — можно собрать детектор утечки газа или что-нибудь подобное. В общем интересная штучка, особенно радует цена в $4,5 и аналоговый интерфейс общения  — проблем с подключением не возникнет.

 

 Для подключения датчика под его пузом имеются 6 выводов, 4 из которых дублируют друг друга. Поэтому для подключения используется всего 4 вывода: 

Н-Н это выводы нагревателя. К нему подводится напряжение 5 вольт, причем неважно постоянное или переменное.

А-А и В-В это электроды. Сигнал можно снимать с любого из них. Например, на схеме ниже питание подведено к A-A, а сигнал снимается с электрода B-B. Но можно и наоборот — запитывать к B-B, а сигнал снимать с А-А. Работать будет в обоих случаях. В этом сенсор чем-то похож на вакуумную электронную лампу 

 

 Резистором RL настраивается чувствительность датчика. Рекомендуется ставить в диапазоне 10к. Чувствительность датчика, если верить документации составляет от 200 до 10000 ppm (что это?)

  В даташите на MQ-4 приведен график, по которому видно, что помимо метана, датчик очень хорошо реагирует на пропан (LPG), и в меньшей степени на газообразный водород, угарный газ и пары алкоголя 

 

 

 

 А вообще в семействе датчиков MQ-x имеются сенсоры специально предназначенные для обнаружения этих газов. Вот некоторые из них:

 MQ-3 — сенсор паров алкоголя

 MQ-5 и MQ-6 — предназначены для обнаружения пропана/бутана

 MQ-7 — чувствителен к угарному газу (имхо, заслуживает отдельного внимания)

 MQ-8 — специализируется по водороду h3

 и т. д. список можно дополнить еще парой-тройкой датчиков, все они легко гуглятся.

 

 Для подключения своего датчика собрал простенькую схему со светодиодами. Четыре светодиода, каждый будет загораться при достижении определенного порога концентрации газа. Получится что-то вроде шкалы загазованности, правда безразмерной. 

 

 

 

 Датчик подключается к ADC0 (PortC.0). В качестве опорного напряжения АЦП используется внутренний ИОН на 2,54 вольта. Поэтому на резисторах R5-R6 собран делитель напряжения, чтобы на вход АЦП попадало не больше 2,5 вольт. Резистор R7 дополнительная подтяжка к земле согласно схеме из даташита, его я взял 3,3 килоома — что было под рукой.

Набросал небольшую программку для ATmega8, частота тактирования 1 МГц

$regfile = «m8def.dat»
$crystal = 1000000
$baud = 1200

‘конфигурация АЦП
Config Adc = Single , Prescaler = Auto , Reference = Internal

‘подключение светодиодов
Config Portb. 1 = Output
Config Portb.2 = Output
Config Portb.3 = Output
Config Portb.4 = Output

Dim W As Integer                        ‘для хранения значения полученного с АЦП

Do

‘запуск и считывание показаний с датчика
 Start Adc
 W = Getadc(0)                          ‘датчик подключён к PortC.0

‘в зависимости от значения показаний зажгем светодиоды индикации
If W < 700 Then
 Portb = &B00000000                     ‘значение меньше порога срабатывания, все гуд
End If

If W > 700 And W < 750 Then             ‘низкий уровень загазованности
 Portb = &B00000010
End If

If W > 750 And W < 800 Then             ‘средний уровень
 Portb = &B00000110
End If

If W > 850 And W < 900 Then             ‘загазовано чуть меньше чем полностью
 Portb = &B00001110
End If

If W > 900 Then                         ‘караул!
 Portb = &B00011110
End If

Print W                                 ‘отсылаем показания в UART

Wait 1

Loop

End

 

 

 Показания с датчика будут считываться с частотой 1 раз в секунду. И в зависимости от показаний будет гореть определенное количество светодиодов или не будут гореть вовсе. Значения порогов я взял после пробного испытания и вывода показаний в UART. 

 Тестовая схема собранная на макетке

 

Припаянный датчик

 

 Для испытаний взял обычную газовую зажигалку, в ней в качестве горючего используется пропан, который также хорошо улавливается сенсором.

 

 

 После подачи питания, датчику необходимо время чтобы выйти на рабочий режим, примерно 10-15 секунд. Это время нужно чтобы нагреватель внутри датчика поднял температуру до необходимого значения. Кстати, сам датчик во время работы тоже не слабо нагревается, по ощущениям градусов до 50-и. Так что без паники, это норма 🙂

 

Ссылка на датчик

Скомпилированная прошивка

Даташит на датчик MQ-4

 

Сигнализатор утечки природного газа на основе датчика газа MQ-6. Схема и описание

Схем детекторов утечки природного газа в сети достаточно много, но, как правило, они построены на дорогостоящих элементах и в основном на микроконтроллере.

Здесь представлена простая схема, которую достаточно легко собрать. Предназначение данной конструкции — обнаружение утечки сжиженного газа в любом месте.

Схема в своем составе имеет: трансформатор X1, два выпрямительных диода 1N4007 (D1 и D2), конденсатор 1000μF (С1), стабилизаторе напряжения 7805 ( IC1), датчик природного газа MQ-6 (GS1), двойной компаратор LM393 (IC2), транзистор Дарлингтона TIP122 (T2), зуммер (PZ1) и несколько других компонентов.

Напряжение сети 220В понижается с помощью трансформатора X1, выпрямляется двухполупериодным выпрямителем, состоящий из диодов D1 и D2, фильтруется конденсатором С1 и подается в стабилизатор 7805 (IC1), который выдает стабильные 5 вольт.

В основе схемы лежит компаратор IC LM393 (IC2). Он используется для сравнения двух сигналов, а именно, источника опорного напряжения и выходное напряжение датчика газа MQ-6.

Опорное напряжение на неинвертирующем входе 3 IC2 устанавливается с помощью ползунка переменного резистора VR1. Он предназначен для регулировки уровня напряжения в зависимости от требуемой чувствительности схемы.

Выходное напряжение датчика газа (MQ-6) подается на инвертирующий вход 2 IC2. Если опорное напряжение (вывод 3 IC2) меньше, чем напряжение датчика (контакт 2) IC2 выход будет находиться в низком состоянии. При этом транзистор T1 будет закрыт и соответственно зуммер будет «молчать», указывая на то, что утечки природного газа нет.

В случае утечки газа, опорное напряжение будет больше чем напряжение датчика, и на выходе компаратора появиться высокий уровень. Высокий уровень на выходе откроет   транзистор Т1 и из зуммера появиться звук.

Блок питания 0…30 В / 3A

Набор для сборки регулируемого блока питания…

Датчик газа MQ-7 (угарный газ)

Модуль датчика MQ-7 предназначен для определения концентрации угарного газа в воздухе. Определяет концентрацию газа в пределах от 20 до 2000 ppm. Чувствительность датчика регулируется с помощью потенциометра. 

Датчик MQ7  — это датчик угарного газа CO. Основным источником выделения СО является сгорание углеродного топлива при недостаточном количестве кислорода. Углерод ‘не догорает’ и вместо углекислого газа CO2, в атмосферу выбрасывается угарный газ CO.  Он чрезвычайно ядовит, но при этом не обладает ни цветом, ни запахом. Попав в помещение с угарным газом, вы только по косвенным симптомам поймете, что подвергаетесь воздействию яда. Пользу этого датчика переоценить трудно и он широко применяется в схемах автоматизации. 

Основным рабочим элементом датчика является нагревательный элемент, за счет которого происходит химическая реакция, в результате которой получается информация о концентрации газа. Поэтому во время работы сенсор будет горячим. Для получения стабильных показаний новый сенсор необходимо один раз прогреть (оставить включённым) в течение 48 часов. После этого стабилизация после включения будет занимать около минуты. Выдаваемый датчиком аналоговый сигнал пропорционален концентрации угарного газа. Показания датчика подвержены влиянию температуры и влажности окружающего воздуха. Поэтому в случае использования датчика MQ7 в изменяющейся среде, при необходимости получения точных показаний, понадобится реализовать компенсацию этих параметров.

Подключение

Датчик имеет 4 вывода стандарта 2,54 мм 

  • VCC — питание 5 В;
  • GND — земля;
  • D0 — цифровой вывод;
  • A0— аналоговый вывод.

A0 – аналоговый вывод, при подключении к аналоговому входу Arduino. D0 – цифровой выход, который переключается в режим HIGH при превышении некоего порога концентрации усгарного газа. С помощью подстроечного резистора можно произвести калибровку датчика, хотя производитель уже провел некую калибровку датчика.

Схема подключения:

Используем для этого:

  1. плата Arduino
  2. плата прототипирования
  3. датчик MQ7
  4. светодиод
  5. резистор 220 Ом
  6. соединительные провода
Схема датчика газа

MQ2 и его работа » Hackatronic

В этом проекте мы будем использовать схему датчика газа MQ2 для обнаружения метана, бутана, сжиженного нефтяного газа, дыма, которые выбрасываются в окружающую среду во время утечки газа. Схема датчика газа MQ2 показана на рисунке. Датчик газа MQ2 может обнаруживать бутан, сжиженный нефтяной газ, дым, спирт, пропан, водород, метан и окись углерода.

Утечка газа — очень опасная ситуация, она может вызвать проблемы с дыханием, головную боль и другие физические проблемы.Утечка газа может вызвать действительно очень большой пожар, взрывы, гибель людей и большой материальный ущерб в местах, где газ используется для приготовления пищи или других коммерческих целей.

Датчик газа MQ2:

Датчик

MQ2 представляет собой полупроводниковое устройство с 6 контактами, которое обнаруживает газ и дым. Он круглый и несколько пирамидальный, с основанием, на котором крепится датчик, и защитной ковкой.

Распиновка газового датчика MQ2

Он имеет три пары контактов, а именно контакты A, B и H. Выводы H подключены к напряжению питания.Штифты A и B взаимозаменяемы. один контакт подключен к заземлению с помощью резистора, а другой действует как аналоговый выходной контакт.

Чтобы использовать этот датчик, просто подключите все три контакта с одной стороны к +Vcc. С другой стороны подключите первый контакт к земле через резистор. Подключите средний контакт к земле, а оставшийся контакт является выходным контактом.

Простой датчик газа и схема сигнализации показаны на рисунке. Мы можем использовать любые датчики газа, такие как MQ2, MQ6. В этом проекте мы используем микросхему компаратора с четырьмя операционными усилителями LM339.

Схема газового датчика MQ2:

 

Компоненты:

  1. Датчик газа MQ2
  2. Счетверенный операционный усилитель Lm339 LC
  3. Подстроечный резистор 10 кОм (потенциометр) 3
  4. Резистор 220 Ом 3
  5. Зуммер
  6. Резистор 470 кОм
  7. Блок питания 5 В
  8. Три светодиода красный, оранжевый и желтый
  9. Провода
Цепь датчика газа:
Схема датчика газа MQ2

Пояснение к цепи датчика газа MQ2:

Цепь датчика газа, как показано на рисунке, содержит датчик газа MQ2, ИС операционного усилителя LM339, светодиодные индикаторы и зуммер.

Из 6 клемм 3 клеммы газовых датчиков подключены к +Vcc, которые находятся с одной стороны. С другой стороны один вывод подтянут к земле через резистор 470 кОм, а средний вывод соединен с землей. Оставшийся контакт является выходным контактом датчика.

Выходной сигнал датчика MQ2 подается на инвертирующий вывод трех ОУ в счетверенном ОУ lC.

3-й контакт микросхемы подключен к +Vcc, а 12 — к клемме заземления.

Распиновка микросхемы LM339:

Распиновка микросхемы LM339 показана на рисунке

.

Схема делителя напряжения используется для установки опорного напряжения на неинвертирующем выводе операционного усилителя.

Мы используем три схемы делителя напряжения, вы можете использовать три триммера для установки опорного напряжения на неинвертирующем выводе операционного усилителя.

Выход трех операционных усилителей передается трем светодиодам красного, оранжевого и желтого цветов. Цвет светодиода укажет на опасный уровень газа.

Также к выходу операционного усилителя подключен зуммер, который начинает звонить, когда выход датчика пересекает пороговое значение, установленное триммером.

Вы можете использовать этот 5-вольтовый источник питания для питания этой схемы или использовать батарейный блок.

Работа цепи датчика газа:

Схема датчика газа MQ2

Эта схема датчика газа работает в конфигурации операционного усилителя без обратной связи.

Чтобы узнать, как работает операционный усилитель в разомкнутом контуре, прочитайте работу операционного усилителя в качестве компаратора.

Как уже было сказано, триммеры служат для установки опорного напряжения. В этой схеме три операционных усилителя lm339 ic настроены на 4 В, 4,25 В и 4,5 В соответственно. С помощью подстроечных резисторов установите требуемое пороговое напряжение.

При отсутствии какого-либо газа (сжиженный нефтяной газ, бутан, метан) или дыма выход датчика газа MQ2 будет ниже 4 В.

При наличии сжиженного нефтяного газа или любого другого нефтяного газа выходной сигнал датчика начнет повышаться и превысит пороговые значения напряжения. Из-за этого светодиоды в конечном итоге загорятся, и включится зуммер, указывающий на утечку газа в окрестностях.

Работа датчика газа MQ2:

Внутри датчика MQ2 находится керамика на основе оксида алюминия Al2O3 с покрытием из оксида олова SnO2. Для нагрева датчика используется нагревательная спираль из никель-хрома.Платиновые провода соединены со слоем оксида олова, который образует чувствительный слой.

Слой оксида олова заряжается, когда датчик нагревается катушкой. Этот заряженный слой притягивает к своей поверхности кислород из атмосферы. Молекулы кислорода прикрепляются к поверхности датчика. Это останавливает ток через датчик.

Но при наличии таких газов, как сжиженный нефтяной газ, бутан или окись углерода, они уменьшают слой оксида олова и вызывают протекание тока через устройство. Вот как работает датчик газа MQ2.

Применение схемы детектора газа:

Эта схема весьма полезна для обнаружения ядовитых газов.

Стационарная версия газоанализатора используется для измерения наличия различных газов в окружающей среде. В то время как портативная версия может использоваться для измерения качества воздуха.

Датчики газа

применяются на бензоколонках и в местах хранения нефтепродуктов.

 

 

Простая цепь сигнализации детектора сжиженного нефтяного газа

Вы чувствуете себя уязвимым или подозреваете возможную утечку сжиженного нефтяного газа в вашем доме? Тогда, возможно, эта схема сигнализации утечки газа может вам помочь.

Автор: Sai Srinivas

Концепция

Эта схема представляет собой простое решение для обнаружения утечек сжиженного нефтяного газа в домашних хозяйствах, которые приводят к серьезным физическим и денежным потерям, если их оставить без присмотра в течение длительного времени!

В этой схеме используется датчик газа MQ-6, который более чувствителен к сжиженному газу, чем другие датчики, такие как MQ-2. Датчик газа MQ-6 состоит из небольшой нагревательной катушки и некоторого химического состава соединения SnO2 (диоксид олова).

Змеевик нагревателя всегда остается нагретым, пока цепь включена, и, следовательно, цепь продолжает потреблять ток, даже если нет утечки газа.

ПРИНЦИП РАБОТЫ СХЕМЫ:

Сначала разберемся с выводами датчика MQ-6. Этот датчик состоит из шести контактов, но в этой схеме две пары закороченных контактов создаются путем замыкания двух-двух контактов по отдельности, так что два контакта вместе образуют одну пару, а еще два контакта образуют другую пару, а два других оставшихся контакта используются нормально. без всякого замыкания.

Здесь мы назвали одну пару закороченных контактов как XX, а другую пару как YY, чтобы нам было легче понять схему.

Штырьковые соединения газового датчика

Штыри могут быть подключены в любом направлении, поскольку они не имеют полярности.

Штырьки нагревателя обозначены буквой H каждый. В то время как вывод XX подключен к Vcc, вывод YY подключен к базе транзистора BC548. Пальцы нагревателя также можно поменять местами. Предустановленный резистор используется для установки чувствительности.

Цепь сигнализации об утечке газа использует транзистор BC548 для включения зуммера всякий раз, когда датчик обнаруживает сжиженный нефтяной газ.

Первоначально, когда цепь включена, катушка внутри датчика начинает нагреваться, и ток, протекающий через катушку, регулируется резистором 33 Ом, а стабилитрон следит за тем, чтобы протекание напряжения не превышало 5,1 В.

Вывод XX подключен к + ve источника питания через резистор, а вывод YY подключен к базе транзистора BC548. Предустановленный резистор 100K используется для установки чувствительности.

Когда концентрация газа в воздухе увеличивается, его выход становится высоким, и это заставляет транзистор включать зуммер и светодиод.Зуммер и светодиод остаются включенными до тех пор, пока концентрация в воздухе не упадет ниже указанного уровня.

НАСТРОЙКА И ПРОВЕРКА ЦЕПИ:

Используйте печатную плату общего назначения для сборки схемы и ленточный кабель для подключения датчика MQ-6 к цепи. После завершения изготовления цепи поднесите ее к газовой плите LPG и включите питание.

Убедитесь, что поблизости от печи и цепи нет огня или электрических устройств, которые могут вызвать искрение.

Теперь включите газовую плиту, не зажигая ее, и с помощью отвертки отрегулируйте настройку так, чтобы зуммер звучал только при разумной концентрации газа в воздухе. После окончания регулировки заключить цепь в подходящий кожух и установить датчик ближе к газовой плите.

Убедитесь, что в цепь не включены какие-либо электромеханические устройства, так как искры, которые могут образоваться во время их работы, могут вызвать возгорание при утечке газа.

Список запчастей:
  • R1 — 33 Ом,
  • R2 — 2.2k,
  • R3 — 100K Предустановленный резистор,
  • R5 — 390K,
  • R6 — 2. 2k,
  • D1 — 5.1V , 1W ZENER DIODE,
  • L1 — красный светодиод,
  • Q1 — BC548,
  • BC548,
  • BUZ1 — 6V Buzzer
  • источник питания — 6 В, 800 мА (не должен превышать это напряжение)
Prototype Image
Отказ от ответственности:

Несмотря на то, что эта схема сигнализации об утечке газа проверена на предмет удовлетворительной работы, иногда она может не подавать звуковой сигнал по какой-либо причине, например, из-за сбоя питания.Поэтому, пожалуйста, не полагайтесь полностью на эту схему и всегда следите за плитой.

Я не несу ответственности за любые последствия, с которыми вы можете столкнуться во время и после создания этой схемы.

ОБНОВЛЕНИЕ

Если вы собираетесь использовать готовый MQ-135 для изготовления газового датчика, вы можете сделать это в соответствии с инструкциями, приведенными в этом посте.

Демонстрационное видео для того же можно увидеть ниже: