Датчик газа MQ-5 связка с контроллером

Ярослав132
Offline
Зарегистрирован: 19.10.2017

Нужно сделать устройство обнаружения утечки газа с возможностью контроля процентного содержания газа (пропан-бутана) и подачи сигнала на отключение силовых потребителей в помещении (т.е чтоб при определенной концентрации газа (0,1%) замыкался NO-контакт реле-включение зуммера и световой сигнализации, а при концентрации 0,2% срабатывал переключающий контакт второго реле-выключение контактора силовой линии, и включение расцепителя (РН47, установленный на автомате освещения). Желательна светодиодная индикация (трехуровневая- "1"-до 0,05%, "2"-0,05-0,1, "3"-0,1% и выше), и включаемая кнопкой индикация на светодиодном семисегментном индикаторе (4 разряда) процентного содержания пропана. Также неплохо было бы обеспечить возможность работы с двумя датчиками (на случай установки датчика в соседнем помещении).

Вопрос: какой контроллер необходимо применить (чем дешевле, тем лучше), что нужно для вывода показаний на четырехразрядный светодиодный индикатор, плюс для управлением реле, чтоб все это было совместимо между собой и с датчиком газа?

 

DetSimen
DetSimen аватар
Offline
Зарегистрирован: 25.01.2017

Спицально обученную сабаку?  Ну или толкового майора. Без насморка.

DIYMan
DIYMan аватар
Offline
Зарегистрирован: 23.11.2015

Ответ:

1. Arduino Pro Mini, Arduino Nano;

2. Очевидно, что нужен сам индикатор, плюс CD4026;

3. Реле;

4. Датчик газа;

5. Мозги;

6. Руки, прямые, 2 штуки.

DetSimen
DetSimen аватар
Offline
Зарегистрирован: 25.01.2017

Для TM1637 и CD4026 нинада.

Гриша
Offline
Зарегистрирован: 27.04.2014

DIYMan пишет:

Ответ:

1. Arduino Pro Mini, Arduino Nano;

2. Очевидно, что нужен сам индикатор, плюс CD4026;

3. Реле;

4. Датчик газа;

5. Мозги;

6. Руки, прямые, 2 штуки.

рискну добавить/поправить:

6. руки, прямые - любое кол-во, и полное отсутствие кривых.

7. понимание: что делаешь, зачем.

8. четкое представление логики работы устройства.

9. умение читать и понимать (что прочитал) техническую документацию (как минимум для датчика газа)

10. понимать опасность использования электроники в условиях наличия газа - особенно реле!!!

ЗЫ. судя по вопросу

Ярослав132 пишет:

Вопрос: какой контроллер необходимо применить (чем дешевле, тем лучше), что нужно для вывода показаний на четырехразрядный светодиодный индикатор, плюс для управлением реле, чтоб все это было совместимо между собой и с датчиком газа?

Вам сей девайс не потянуть, ищите готовый проект. не соответствие пункту 8

bwn
Offline
Зарегистрирован: 25.08.2014

Чем еще откалибровать это чудо. MQ он попугаев на выходе дает и кроме пропанов на всякую иную х-ню реагирует. Да, с майором вас обманули, они на спирт заточены.

ЕвгенийП
ЕвгенийП аватар
Offline
Зарегистрирован: 25.05.2015

Ярослав132 пишет:

какой контроллер необходимо применить

Делал вскрытие двум сертифицированным промышленным отсекателям, там стояли ATtiny85, хотя можно ставить и ещё меньшие.

ЕвгенийП
ЕвгенийП аватар
Offline
Зарегистрирован: 25.05.2015

bwn пишет:

Чем еще откалибровать это чудо. 

Если нужны не реальные концентрации, а "появление запах газа", а дома, для безопасности, обычно нужно имнеено это, то вот такой хреновиной отлично "калибруется".

bwn
Offline
Зарегистрирован: 25.08.2014

ЕвгенийП пишет:

bwn пишет:

Чем еще откалибровать это чудо. 

Если нужны не реальные концентрации, а "появление запах газа", а дома, для безопасности, обычно нужно имнеено это, то вот такой хреновиной отлично "калибруется".

Энто понятно, у ТС в задании: 0,05%, 0,1%. Даже настоящий, обученный, майор только качественный анализ проводит, но зато микроконцентрации чует.

Ярослав132
Offline
Зарегистрирован: 19.10.2017

Насчет использования реле-все это все равно будет вынесено в смежное помещение (в щитовую) вместе с контроллером и всем остальным. Датчик газа планирую подключать кабелем для сигнализации (8 жил по 0,22мм2) примерно 10м (до щитовой).

Ну а насчет "наличия прямых рук" это не проблема (я профессиональный строитель, и по образованию инженер-электротехник). Дело только в том, что ранее я не использовал все эти контроллеры (в основном работаю по силовому электроснабжению, со слаботочкой вообще редко сталкиваюсь). Но все же и это не проблема-нет ничего такого, в чем бы я не разобрался (по крайней мере в электротехнике и электронике).

Насколько я понимаю, контроллер Arduino Nano подходит, чтоб подключить два датчика?

bwn
Offline
Зарегистрирован: 25.08.2014

Ярослав132 пишет:

Насколько я понимаю, контроллер Arduino Nano подходит, чтоб подключить два датчика?

Думаю не совру, если скажу восемь (по числу аналоговых входов). 

ЕвгенийП
ЕвгенийП аватар
Offline
Зарегистрирован: 25.05.2015

Ярослав132 пишет:

Насколько я понимаю, контроллер Arduino Nano подходит, чтоб подключить два датчика?

Если он сможет обеспечить требую Вам точность, вы там что-то про какие-то проценты писали.

Докуметрированная погрешность ADC на этих контроллерах - 2 LSB или по-нормальному - 2/1024 = 0,00195 = 0,2%

Но это при том, что всё сделано правильно, например, присутствует LC фильтр на пине AVCC (на Нано его нет) и никаких длинных проводов. Так что в реальности Вы получите несколько худшую точность.

ata3d
Offline
Зарегистрирован: 24.05.2017

Точность самих датчиков MQ порядка 0,5-2% по паспорту. В реальности все гораздо хуже, мне кажется что точности в 10-15% попугаев  достичь можно, при соблюдении ряда условий, что на практике весьма сомнительно. Поэтому остается только регистрация превышения порога.  У амперки калибровка датчиков происходит в 2 этапа, сначала выносим на улицу, запоминаем данные, затем заносим в комнату и сравниваем (если забыть о разности влажности и температурЫ).

Кроме того идея передавать аналоговые данные по проводам в 10м, плохая, потому что провод, наверняка будет в том же коробе, что и все остальные, что даст огромные наводки, отфильтровать которые, весьма затруднительно. Гораздо разумнее создать локальные узлы из 2-3 близких датчиков и Нано, помня что Нано дешевле датчика.

Кроме того не следует забывать, что датчики потребляют 100-150ма и питать надо отдельно.

 

Ярослав132
Offline
Зарегистрирован: 19.10.2017

На данный момент наметил такой "список":

1. Контроллер Arduino Uno ATmega328P-AU

2. Датчики: газа MQ-9 (2шт), CO2 MQ-7, термодатчик цифровой

3. Дисплей LCD 1602 (управление I2C-передача сигнала по двум проводам, чтоб не загружать цифровые выходы контроллера)

4. Реле 2-канальное 5В (нагрузка 10А при 250В)

5. Зуммер (модуль, 5В)

Что еще может быть нужно (конечно кроме источника питания и проводов-с этим проблем нет) для более надежной работы устройства?

Ярослав132
Offline
Зарегистрирован: 19.10.2017

С проводом 10м проблему собираюсь решать так: передача по экранированной витой паре, с дополнительным экраном в виде металлорукава (естественно с заземлением экрана в проводах, и самого металлорукава). Насчет наводок-это первое, о чем я подумал, решив устанавливать контроллер в щитовой. Поэтому контроллер (со всем обвесом кроме датчиков) будет находиться в металлическом ящике (щиток для счетчика), а дисплей-под стеклом (смотровым окном для счетчика). Благо таких ящиков валяется полно. Питание-от самодельного блока питания (на базе советского трансформатора) с мостовым выпрямителем и понижающим преобразователем (трансформатор дает 13,2В, а подавать нужно около 8В) (естественно на выходе LC-фильтр). К тому же предусмотрел резервное питание от аккумулятора (12В, 60Ач) на случай перебоев в электроснабжении (конечно с автоматическим переключением, по сути АВР).

Осталось только купить контроллер со всем обвесом, собрать, и что самое тяжелое (по крайней мере, так кажется)-запрограммировать все это).

ata3d
Offline
Зарегистрирован: 24.05.2017

проблема тут не в Arduino, даже на Nano можно посадить сотню датчиков. В принципе оборудования достаточно, зуммер можно подключить через транзистор без реле.

Главное грамотный монтаж, аналоговые провода как можно короче, на них поставить фильтры, ферритовые кольца. можно даже поставить керамический конденсатор, порядка 1 мкф, между входом Arduino и землей, правда это надо учесть при программировании. Также разнести эти провода от силовых. На цепях питания на датчике и Arduino поставить по паре конденсаторов(электролит и  керамический), дроселя, можно фильтры.

Кроме того если MQ на платах, там стоит компаратор, который выдает цифровой сигнал, при превышении уровня, регулируемого  переменным резистором. Это избавит от ряда проблем с проводами.

ata3d
Offline
Зарегистрирован: 24.05.2017

Ярослав132 пишет:

С проводом 10м проблему собираюсь решать так: передача по экранированной витой паре, с дополнительным экраном в виде металлорукава (естественно с заземлением экрана в проводах, и самого металлорукава). Насчет наводок-это первое, о чем я подумал, решив устанавливать контроллер в щитовой. Поэтому контроллер (со всем обвесом кроме датчиков) будет находиться в металлическом ящике (щиток для счетчика), а дисплей-под стеклом (смотровым окном для счетчика).

пока я писал ответ, пришел новый коментарий.

Это нормально. но все проблемы не решит, может помочь усреднение данных, собрать данные за несколько секунд и найти среднее. 

Ярослав132 пишет:

Питание-от самодельного блока питания (на базе советского трансформатора) с мостовым выпрямителем и понижающим преобразователем (трансформатор дает 13,2В, а подавать нужно около 8В) (естественно на выходе LC-фильтр). К тому же предусмотрел резервное питание от аккумулятора (12В, 60Ач) на случай перебоев в электроснабжении (конечно с автоматическим переключением, по сути АВР).

Для датчиков нужно 5В, 3-4 датчика можно запитать от ArDuino, а больше лучше отдельно.

Ярослав132 пишет:

Осталось только купить контроллер со всем обвесом, собрать, и что самое тяжелое (по крайней мере, так кажется)-запрограммировать все это).

контроллер может быть любой, а программирование MQ очень простое. можно посмотреть на Амперке.

OlegK
OlegK аватар
Offline
Зарегистрирован: 26.11.2014

ata3d пишет:
Для датчиков нужно 5В, 3-4 датчика можно запитать от ArDuino

А прежде, чем так делать, смотрим, сколько потребляет нагреватель датчика, умножаем на их количество и думаем, не опупеет ли дуиновский стаб от такого тока )))

ata3d
Offline
Зарегистрирован: 24.05.2017

OlegK пишет:

ata3d пишет:
Для датчиков нужно 5В, 3-4 датчика можно запитать от ArDuino

А прежде, чем так делать, смотрим, сколько потребляет нагреватель датчика, умножаем на их количество и думаем, не опупеет ли дуиновский стаб от такого тока )))

Об этом написано выше, ток 100-150ма, в реальности у меня было 80-90ма, 0,5А вроде держат все у кого есть стабилизатор, но все же стоит запитаться от внешнего БП.

Ярослав132
Offline
Зарегистрирован: 19.10.2017

ata3d]</p> <p>[quote=OlegK пишет:

ata3d пишет:
Для датчиков нужно 5В, 3-4 датчика можно запитать от ArDuino

А прежде, чем так делать, смотрим, сколько потребляет нагреватель датчика, умножаем на их количество и думаем, не опупеет ли дуиновский стаб от такого тока )))

Об этом написано выше, ток 100-150ма, в реальности у меня было 80-90ма, 0,5А вроде держат все у кого есть стабилизатор, но все же стоит запитаться от внешнего БП.

 

Забыл указать: для датчиков предусмотрел питание 5В от второго понижающего преобразователя в БП (естественно со стабилизацией и помехоподавлением). От сетевых помех проблем не будет-в БП предусмотрены фильтры кондуктивных помех (в т.ч и синфазных помех, от которых фильтров нет в большинстве бп заводского изготовления). Единственное что может дать помехи-реле, включающее/отключающее силовой контактор ПМЕ-411, и второе реле, включающее расцепитель РН47, сблокированный с автоматом линий освещения. Но с этим бороться тоже можно, да и дуга в реле горит доли секунды, китайские реле быстро реагируют. Плюс к тому же помеха от дуги возникнет при выключении линий, а тогда уже неважно, работает ли правильно контроллер-все равно уже все "опасные в плане искры" линии отключены, и риск взрыва при утечке газа минимален.

Ярослав132
Offline
Зарегистрирован: 19.10.2017

Единственное что напрягает (только вспомнил)-через 5 метров стоят две камеры КСО-272 с масляниками (6кВ), которые отключают дымососы котлов РК-85 и БКЗ (движки 6кВ 1,5МВт, от РУ далеко). Изначально забыл указать что все это будет работать в условиях щитовой завода, причем РУ-6кВ и РУ-0,4кВ без перегородки-в одном помещении. Вся суть этого датчика и его назначение-предотвращение аварии в котлотурбинном цехе, при работе котлов на резервном топливе (пропан, из цистерн). По доменному и коксовому газу стоит система оповещения, но на пропан она. зараза, не реагирует (были уже несколько "хлопков" газовоздушки, и сигнализация никак не сработала). Здесь просто слишком высока опасность-ГРП (газоредуцирующий пункт) находится в закрытом помещении (в машзале), и от основного оборудования (турбогенераторы, между прочим) отделен стеной. Через стену-РУ и три трансформаторные камеры. Завод построен в 1953году (Запорожкокс), и с тех пор ничего не поменялось в плане соблюдения норм пожарной безопасности и прочих (то что ГРП в машзале уже чего стоит-малейшая утечка и цеха нет).

Так что здесь нужна надежность (чтоб датчик гарантированно сработал), и если есть возможность нестабильности-пусть уж лучше ошибочно выключит полцеха, чем от цеха останутся обломки из-за неотключенного оборудования (жаль только не все можно рубануть- ФИП, ТГ, РВ, маслонасосы систем смазки и регулирования турбины, электрозадвижки в 1категории надежности, и их отключать недопустимо. Отключить можно только оборудование ГРП, и дать зуммер по машзалу (это та причина, почему для зуммера нужно реле).

OlegK
OlegK аватар
Offline
Зарегистрирован: 26.11.2014

У нас на ГРП (отдельно стоящий газораспределительный пункт) есть только сигнализаторы загазованности, с выходом на центральный щит и сигнальную лампу на входе в ГРП. Отключений при этом не производится - всегда есть, кому прибежать и выяснить в чём дело, с проветриванием помещения.

Если планируемая система воздействует на оборудование, возможно, для обеспечения более безглючной работы следует организовать схенму "2 из 2х"? Т.е. сигнализация может работать и по одному каналу, а  защита с выходом на арматуру от 2-х независимых, с подтверждением от сигнализации - для отключения оборудования должны сработать два сигнализатора (как вариант - ещё и сигнального канала). Я к тому, что контроллеров понадобится пара штук.

Ярослав132 пишет:
Так что здесь нужна надежность (чтоб датчик гарантированно сработал)

А почему не применить специально предназначенное для этого оборудование, купленное официально, с гарантийным сопровождением и возможностью привлечь к ответственности, чем оказаться крайним из-за "самолепности" столь ответственной штуки?

Цитата:
дуга в реле горит доли секунды

В условиях загазованности и этого может хватить ))

Цитата:
это та причина, почему для зуммера нужно реле

Можно применить герметичные или твёрдотельные реле.

А клапан-отсекатель на подаче газа (т.е. до ГРП) не вариант?