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灵敏度可调的气体泄漏监测装置,密闭空间的漏气监测和通风系统
发布时间:2021-02-13
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灵敏度可调的气体泄漏监测装置,密闭空间的漏气监测和通风系统
发布时间:2021-02-13
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一种灵敏度可调的气体泄漏监测装置,可通过语音提示警告和通风检测天然气,以确保消防安全。

硬件部件:

  • BBC micro:bit板    ×    1个    
  • DFRobot Gravity:用于Arduino的模拟CH4气体传感器(MQ4)×    1个    
  • DFRobot Gravity:录音机模块×    1个    
  • 扬声器:3W,4欧姆    ×    1个    
  • DFRobot重力:适用于Arduino的模拟旋转电位计传感器V1×    1个    
  • DF机器人重力:数字按钮(黄色)×    1个    
  • Grove-2线圈闭锁继电器    ×    1个    
  • SparkFun TL431参考电压×    1个    
  • 母/母跳线    ×    1个    
  • 公/母跳线    ×    1个    
  • 无焊面包板一半尺寸    ×    1个    
  • 交流通风风扇×    1个    
  • RGY LED条形图×    1个   

手动工具和制造机:

  • 烙铁(通用)   

该项目演示了具有警告和采取措施功能的气体泄漏检测系统的原型。在任何气体泄漏事故,它会警告用户用语音消息警告,直到有人反复确认。这样做时,系统将尝试使用通风风扇从狭窄的空间排出气体混合物。通过在任何无人值守的泄漏事故发生期间主动通风从厨房/餐厅/工厂泄漏的气体,该设备可以减少发生火灾/爆炸危险的机会并确保生命和财产安全。它不仅适用于甲烷,而且适用于丙烷和丁烷。

该系统使用Ada编程,可选择性地用于对安全性至关重要的应用进行编码。

这是该项目的快速演示:

这是此项目中使用的硬件列表的简短描述:

  • BBC Micro:bit:Microbit运行以ADA编写的系统固件。我必须对其进行修改以突破该项目所需的额外I / O引脚。

  • LED条形图显示:将显示气体泄漏水平,有7个LED -3绿色,2黄色,2红色。
  • MQ-5:天然气传感器,用于检测气体泄漏,它具有模拟输出,可增加存在的更多气体。当周围没有天然气时,传感器的模拟输出约为660 mV。随着天然气水平的上升,传感器的最大输出为3.2伏。
  • 扬声器:用于语音消息输出的声音转换器,由Microbit触发的ISD1820芯片驱动。
  • 电位计:20k可变电阻器,用于调节气体检测灵敏度,连接至Microbit的ADC输入之一。在软件中调节灵敏度。
  • 按钮:该按钮将接受来自用户的设置和故障确认输入,并与Microbit的按钮B并联。

一切都放在一个纸板箱内,并根据正面上零件的尺寸进行必要的裁切,如下所示:

  • 继电器模块:本项目中使用的继电器是闭锁继电器,与常规继电器不同。闭锁继电器可以保持其触点,而无需连续给线圈通电。该锁存继电器内部有2个电磁线圈,它们由2个NPN晶体管驱动。两个晶体管均由2个微比特的I / O引脚控制,或者由短脉冲控制,以锁存或解锁继电器触点。通过交流电源的继电器触点,可以打开和关闭通风风扇。

  • 语音记录/回放模块: 语音记录和回放模块是基于ISD1820 IC的用于音频消息的单芯片解决方案。它具有内部EEPROM,可以存储几秒钟(8秒至16秒,具体取决于采样频率)的音频消息,并且内置扬声器驱动器可以通过扬声器播放消息,而无需额外的放大器。通过将ISD1820芯片的REC(我的自定义模块中的红色按钮)引脚上拉至Vcc来完成记录。要记录消息,音频流通过MIC和MIC_REF引脚通过计算机耳机端口的3.5毫米音频插孔馈入。播放通过芯片的PLEY_E引脚上的下降沿和一个微比特的输出引脚触发。使用锂电池为ISD1820芯片供电将有助于更好的音频录。

您可以使用任何文本到语音转换器生成语音消息以录制到此模块,或者使用麦克风录制自己的语音。

  • 电源:带2个USB插座的5V适配器将为微位和气体传感器供电。Microbit板载稳压器将产生3V电压轨。
  • 通风风扇:交流供电的排气风扇,用于检测到泄漏的气体。
  • Plastic Cup:它将有助于积累泄漏的气体并使检测更加容易。我从空的喷雾杀虫剂中救了过来。

所有组件均按以下示意图连接:

该项目非常简单易建,适合使用Ada编程的初学者。但是,这是解决潜在气体泄漏危险的实用解决方案。该项目的硬件构建是一个快速的原型。但是对于日常使用,必须开发一种在组件之间具有牢固连接的PCB解决方案。更不用说进行检测,传感器放置/定位和可靠性的时间延迟所需的所有广泛测试。另一重要事项是使用正确尺寸和位置的通风扇。由于甲烷比空气轻,而丙烷/丁烷比空气重,因此通风风扇(靠近天花板或地板附近)的放置非常重要。继电器和所有电子设备必须密封,不要成为火花的点火源!

 

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