Arduino Air Monitor Shield อาศัยอยู่ในสภาพแวดล้อมที่ปลอดภัย: 5 ขั้นตอน (พร้อมรูปภาพ)

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:07

สวัสดี ใน Instructabe นี้ ฉันจะสร้างเกราะป้องกันอากาศสำหรับ Arduino ซึ่งสามารถตรวจจับการรั่วไหลของ LPG และความเข้มข้นของ CO2 ในบรรยากาศของเรา และเสียงบี๊บจะส่งเสียงบี๊บเปิดไฟ LED และพัดลมดูดอากาศทุกครั้งที่ตรวจพบก๊าซ LPG หรือความเข้มข้นของ CO2 เพิ่มขึ้น เนื่องจากการทำงานในบ้านจึงไม่จำเป็น ถูกต้อง แต่ควรจะมีความหมายค่อนข้างเต็มและควรเหมาะสมกับการใช้งานของเรา เนื่องจากฉันใช้สิ่งนี้เพื่อเปิดพัดลมดูดอากาศเมื่อมีก๊าซ LPG รั่วหรือเพิ่ม CO2 และระดับก๊าซอันตรายอื่นๆ ทั้งนี้เพื่อเป็นการปกป้องสุขภาพของสมาชิกในครอบครัวและป้องกันอันตรายที่อาจเกิดจากการรั่วของก๊าซแอลพีจี มาเริ่มกันเลย

ขั้นตอนที่ 1: รวบรวมชิ้นส่วน!!!!!

รวบรวมชิ้นส่วนเหล่านี้:ส่วนหลัก1. Arduino Uno.2. จอ LCD 16x2.3. MQ2.4. MQ135.5. RELAY 12v (พิกัดกระแสไฟตามข้อกำหนดของพัดลมดูดอากาศ)6. แหล่งจ่ายไฟ 12 โวลต์ (สำหรับโมดูลรีเลย์) ชิ้นส่วนทั่วไป1. ส่วนหัวชายและหญิง2. จุด PCB.3 Buzzer.4. ไฟ LED.5. ตัวต้านทาน(R1=220, R2, R3=1k)6. ทรานซิสเตอร์ NPN.(2n3904)7. กล่องใส่ของ8. สายบาง.9. ดีซี แจ็ค จัดเลย!!!!!.

ขั้นตอนที่ 2: ลึกเข้าไปในเซ็นเซอร์ก๊าซ MQ

มาทำความรู้จักกับเซ็นเซอร์ก๊าซซีรีส์ MQ เซ็นเซอร์ก๊าซซีรีย์ MQ มี 6 พิน โดย 2 ตัวเป็นฮีตเตอร์ และอีก 4 ตัวเป็นพินเซ็นเซอร์ ซึ่งความต้านทานขึ้นอยู่กับความเข้มข้นของก๊าซต่างๆ ตามชั้นที่ละเอียดอ่อน.ฮีตเตอร์พิน H1, H2 เชื่อมต่อกับ 5 โวลต์และกราวด์ (ขั้วไม่สำคัญ) พินเซ็นเซอร์ A1, A2 และ B1, B2 ใช้อันใดอันหนึ่ง A หรือ B (ในแผนผังทั้งสองแบบไม่จำเป็นต้องใช้).เชื่อมต่อ A1 (หรือ B1) กับ 5 โวลต์และ A2 (หรือ B2) กับ RL (ซึ่งเชื่อมต่อกับกราวด์) A2 (หรือ B2) เป็นเอาต์พุตแบบอะนาล็อกซึ่งควรเชื่อมต่อกับอินพุตแบบอะนาล็อกของ Arduino เป็น ความต้านทานของหมุดเซ็นเซอร์จะแตกต่างกันไปตามการเปลี่ยนแปลงความเข้มข้นของก๊าซ แรงดันไฟฟ้าข้าม RL จะเปลี่ยนแปลงซึ่งเป็นอินพุตแบบอะนาล็อกสำหรับ Arduino โดยการวิเคราะห์กราฟของเซ็นเซอร์ที่ระบุในแผ่นข้อมูล เราสามารถแปลงค่าการอ่านแบบอะนาล็อกนั้นเป็นความเข้มข้นของก๊าซ. เซ็นเซอร์เหล่านี้ต้องได้รับความร้อนเป็นเวลา 24 ชั่วโมงถึง 48 ชั่วโมงเพื่อให้ได้ค่าการอ่านที่เสถียร (เวลาทำความร้อนจะแสดงเป็นเวลาก่อนการทำความร้อนในเอกสารข้อมูล) ความแม่นยำไม่สามารถทำได้หากไม่มีการปรับเทียบที่เหมาะสม แต่สำหรับแอปพลิเคชันของเรา ไม่จำเป็นต้องใช้.ได้ดูเอกสารข้อมูลเหล่านี้https://www.google.co.in/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&…https://raw.githubusercontent.com/SeeedDocument/Gr…MQ2:ดังใน แผนผัง R6 ด้านบนคือ RL สำหรับ MQ2 แผ่นข้อมูลของ MQ2 ระบุว่า RL อยู่ระหว่าง 5K ohms และ 47K ohms มีความไวต่อก๊าซ เช่น LPG, Propane, CO, H2, CH4, Alcohol ในที่นี้จะใช้สำหรับตรวจจับ LPG สามารถใช้เซ็นเซอร์ MQ อื่นๆ ที่ไวต่อ LPG ได้ เช่น MQ5 หรือ MQ6 MQ135:ตามแผนผังข้างต้น R4 คือ RL สำหรับ MQ135 แผ่นข้อมูลแนะนำว่า RL อยู่ระหว่าง 10K ohms และ 47K ohms มีความไวต่อก๊าซ เช่น CO2, NH3, BENZENE, Smoke เป็นต้น ใช้สำหรับตรวจจับ ความเข้มข้นของ CO2

ขั้นตอนที่ 3: การสร้างและการคำนวณ

สร้างวงจรของคุณตามแผนผัง ในวงจรของฉัน คุณสามารถดูโมดูลของเซ็นเซอร์ก๊าซ ฉันแก้ไขวงจรของพวกเขาเป็นแผนผังด้านบนปล่อยให้เซ็นเซอร์ให้ความร้อนเป็นเวลา 24 ชั่วโมงถึง 48 ชั่วโมงตามเวลาที่ให้ความร้อนล่วงหน้า ในขณะที่เวลานั้นมาวิเคราะห์กราฟของ MQ135 เพื่อหาสมการของ CO2 จากการดูกราฟเราสามารถพูดได้ว่า i เป็นกราฟล็อกล็อก สำหรับกราฟดังกล่าว สมการของกราฟได้มาจาก:log(y) = m *log(x)+c โดยที่ x คือค่า ppm y คืออัตราส่วนของ Rs/Ro.m คือความชัน.c คือจุดตัด y เพื่อหา "m" ความชัน:m= log(Y2)-log(Y1) / log(X2-X1)m=log(Y2/Y1) / log(X2/X1) โดยเอาจุดบนเส้น CO2 ความชันเฉลี่ยของเส้นคือ -0.370955166 เพื่อหา "c" Y-intercept:c= log(Y)- m*log(x)พิจารณาค่า m ในสมการแล้วเอาค่า X และ Y จากกราฟ เราจะได้ค่าเฉลี่ย c เท่ากับ 0.7597917824 สมการคือ:log(Rs/Ro) = m * log(ppm) + clog(ppm) = [log(Rs/Ro) - c] / mppm = 10^{[log(Rs/Ro) - c] / m}การคำนวณ R0: เรารู้ว่า, VRL = V*RL / RT โดยที่ VRL คือแรงดันตกคร่อมตัวต้านทาน RLV คือแรงดันไฟฟ้าที่ใช้RL คือตัวต้านทาน (ดูแผนภาพ) RT คือความต้านทานทั้งหมด ในกรณีของเรา VRL= แรงดันคร่อม RL = แอนะล็อก การอ่าน Arduino*(5/1023). V =5 voltsRT =Rs(ดูแผ่นข้อมูลเพื่อทราบเกี่ยวกับ Rs)+ RL.therefore, Rs = RT-RLจากสมการ- VRL= V*RL / RT. RT= V*RL/VRL.and Rs = (V*RL/ VRL)-RLเรารู้ว่า ความเข้มข้นของ CO2 อยู่ที่ 400 ppm ปัจจุบันในบรรยากาศ ดังนั้น โดยใช้สมการ log(Rs/Ro) = m * log(ppm) + cwe จะได้ Rs/Ro = 10^{[-0.370955166* log(400)] + 0.7597917824}Rs/Ro = 0.6230805382. ซึ่งให้ Ro=Rs/0.623080532.use รหัส " เพื่อรับ Ro " และบันทึกค่าของ V2 (ในที่ที่มีอากาศบริสุทธิ์) และจดค่าของ R0.ฉันตั้งโปรแกรมในลักษณะที่ Ro, V1 และ V2 จะแสดงทั้งบนจอภาพแบบอนุกรมและ LCD (เพราะฉันไม่ต้องการให้พีซีทำงานต่อไปจนกว่าการอ่านจะคงที่)

ขั้นตอนที่ 4: รหัส……

นี่คือลิงค์สำหรับดาวน์โหลดรหัสจาก GitHub.https://github.com/ManojBR105/Arduino-Air-Monitor

โปรแกรมนี้ง่ายมากและสามารถเข้าใจได้ง่าย ในรหัส "to_get_R0" ฉันได้อธิบายเอาต์พุตแอนะล็อก MQ135 เป็น sensorValue. RS_CO2 คือ RS ของ MQ135 ใน 400 ppm CO2 ซึ่งเป็นความเข้มข้นปัจจุบันของ CO2 ใน Atmosphere R0 คำนวณโดยใช้สูตรที่ได้รับในขั้นตอนก่อนหน้า เซ็นเซอร์1_volt คือการแปลงของ เอาต์พุตแอนะล็อกของ MQ135 เป็นแรงดันไฟฟ้า เซ็นเซอร์2_volt คือการแปลงเอาต์พุตแอนะล็อกของ MQ2 เป็นแรงดันไฟฟ้า ซึ่งจะแสดงทั้งบน LCD และจอภาพแบบอนุกรมในโค้ด " AIR_MONITOR" หลังจากเพิ่มไลบรารี LCD เราเริ่มด้วยการกำหนดการเชื่อมต่อของ ออด, ไฟ LED, MQ2, MQ135, รีเลย์ ถัดไปในการตั้งค่า เราจะกำหนดว่าส่วนประกอบที่เชื่อมต่อนั้นเป็นอินพุตหรือเอาต์พุต และยังมีสถานะอยู่ด้วย (เช่น สูงหรือต่ำ) จากนั้นเราจะเริ่มจอ LCD และทำให้แสดงเป็น "Arduino Uno Air Monitor Shield" เป็นเวลา 750 มิลลิวินาทีพร้อมเสียงบี๊บและไฟ LED จากนั้นเราตั้งค่าสถานะเอาต์พุตทั้งหมดเป็นต่ำ วนซ้ำ เรากำหนดเงื่อนไขทั้งหมดที่เราใช้ในสูตรการคำนวณที่ฉันพูดในขั้นตอนที่แล้ว จากนั้นเราใช้สูตรเหล่านั้นเพื่อรับความเข้มข้นของ CO2 เป็น ppm กำหนดค่า R0 ของคุณในส่วนนี้ (ซึ่งฉันได้กล่าวไว้ ขณะรันโค้ดก่อนหน้า) จากนั้นเราแสดงความเข้มข้นของ CO2 ใน LCD โดยใช้ฟังก์ชัน " if " เราใช้ขีดจำกัดขีดจำกัดสำหรับค่า ppm ที่ฉันใช้เป็น 600 ppm และสำหรับแรงดันไฟฟ้า MQ2 ที่เราใช้ ฟังก์ชัน "if" เพื่อกำหนดขีดจำกัดของมัน เราสร้างเสียงเตือน นำ รีเลย์ให้สูงเป็นเวลา 2 วินาทีเมื่อฟังก์ชัน if เป็นที่น่าพอใจ โฆษณายังทำให้ LCD แสดง LPG ว่าตรวจพบเมื่อแรงดันไฟฟ้าของ MQ2 สูงกว่าเกณฑ์ ขีด จำกัด กำหนดขีดจำกัดของคุณสำหรับแรงดันไฟฟ้าของ MQ2 ที่คุณจดบันทึกไว้ในโค้ดก่อนหน้าเป็น V2 (ตั้งค่านี้ให้สูงกว่าค่านั้นเล็กน้อย) หลังจากนี้เราจะกำหนดฟังก์ชัน "else" และหน่วงเวลาลูปเป็นเวลา 1 วินาที แทนที่จะใช้การหน่วงเวลาเป็น ตั้งค่าเอาต์พุตให้สูงเป็นเวลา 2 วินาทีในฟังก์ชัน if เป็นการดีที่จะใช้ตัวจับเวลาอย่างง่าย หากใครสามารถปรับเปลี่ยนการหน่วงเวลาเป็นตัวจับเวลาในโค้ดได้ ยินดีต้อนรับเสมอและแจ้งให้เราทราบในส่วนความคิดเห็น

ขั้นตอนที่ 5: มันใช้งานได้ !!!!!!

นี่คือวิดีโอเพื่อแสดงให้เห็นว่ามันใช้งานได้

ขออภัยฉันไม่สามารถแสดงรีเลย์ในวิดีโอได้

คุณสามารถสังเกตได้ว่าความเข้มข้นของ CO2 เพิ่มขึ้นอย่างบ้าคลั่งเพราะก๊าซที่ปล่อยออกมาจากไฟแช็กก็ส่งผลต่อ MQ135 ซึ่งไวต่อก๊าซอื่นเช่นกัน แต่ไม่ต้องกังวลว่าจะกลับมาเป็นปกติหลังจากไม่กี่วินาที