ЧАСЫ С СИГНАЛИЗАЦИЕЙ УГАРНОГО ГАЗА И ДЫМА

Привет всем, в природе существует множество опасных газов без цвета и запаха. Таких как метан, пропан, угарный газ и многие другие. И реальность такова, что двух глубоких вдохов достаточно для того чтобы потерять сознание и через несколько минут задохнуться. Если у вас дома установлена газовая плита, есть гараж с автомобилем, а на даче печное отопление или есть глубокий подвал. То вам однозначно пригодится сегодняшняя самоделка! Не переключайтесь!

Действительно, такие газы как метан, пропан и угарный не имеют ни цвета, ни запаха, но при применении в быту в них добавляют специальные примеси чтобы мы могли почуять противный «запах газа».

Тот же гелий, которым надувают воздушные шарики и метеозонды – тоже не имеет цвета и запаха. Как раз недавно парни из Амперки использовали его и сделали интересный проект, они запустили Arduino с мигающим светодиодом на метеозонде в космос чтобы узнать, когда он замерзнет, и замерзнет ли вообще, если хотите узнать, что у них получилось – то ссылка на их видео будет в описании.

Итак, для сборки понадобится: программируемая платформа Arduino Nano, коробок спичек, а лучше два. LCD экран 2004 с модулем I2C, он запаивается сзади на экран. Модуль часов реального времени, датчик дыма, датчик температуры и влажности, две линейки управляемых светодиодов WS2811, фоторезистор и резистор на 10 кОм, пьезодинамик и три китайские кнопки.

Если вы решите повторить этот проект, то для удобства ссылки на все комплектующие уже находятся в описании этого видео и продублированы на странице проекта.

Начинаем с того что запаиваем I2C модуль к экрану. Сначала первый контакт, выравниваем две платы параллельно и запаиваем все остальные контакты. Я использую флюс, поэтому чистка обязательна.

Далее собираю проект на макетке, он будет сделан на основе предыдущих часов, поэтому загружаю прошивку в Arduino и буду модифицировать ее. Загрузилась, красота. Судя по этим часам сейчас 2165 год 165й месяц и 165й день, а день недели Бетта. На дворе 27 часов 16 минут и 85 секунд. Круто! Привет вам из будущего! Устанавливаем батарейку в модуль часов реального времени и его подключаем к макетной плате. Вот! Теперь 2000й год, привет вам из прошлого! Настраиваем часы.

Далее я начал тестировать разные газовые датчики. Они полностью взаимозаменяемые поэтому вместо одного можно легко установить другой датчик, реагирующий на только метан или только на угарный газ, и проверить его работу. В продаже доступно более десятка разных газоанализаторов.

Внутри датчика есть нагревательный элемент, поэтому при работе они становятся теплыми. А потребление тока составляет около 150 мА. На каждом есть два выхода А0 и D0, аналоговый и типа цифровой. На цифровом выдается логический ноль или единица, чувствительность срабатывания настраивается потенциометром сзади, когда срабатывает, то дополнительно загорается второй светодиод. А на аналоговом выходе идет динамическое значение напряжения от нуля до 5 вольт и этот выход мы и будем использовать для анализа значений с датчика.

При тестировании на дым, лучше всего себя показал MQ-2. Это датчик общего назначения, такой универсал. Он реагирует на пропан, метан, угарный газ, а также на взвешенные частицы, которые образуются при горении, т.е. на дым.

Доработал прошивку и подключил еще датчик влажности DHT22. Теперь на экране в верхнем правом углу там, где 45 — выводится значение с датчика дыма, а внизу появилась текущая температура и влажность. При подключении к компьютеру в консоль каждую секунду также дублируется эта информация.

Добавил управляемую светодиодную подсветку. Теперь при срабатывании тревоги по дыму или на будильник будет мигать не только экран, но еще и яркие светодиоды. А в обычном режиме на светодиодах будет переливаться радуга.

Проверяем тревогу на дым, при превышении заданного порога включается светозвуковой сигнал.

Добавил на макетку фоторезистор для реализации адаптивной подсветки экрана, он вместе с 10 кОм резистором образует делитель напряжения. Теперь в темноте яркость подсветки будет уменьшатся и экране не будет слепить ночью.

Ну что, разработка на макетке закончена, часы с датчиком дыма готовы и настало время собрать все «в железе».

Схема подключения модулей имеет следующий вид. Особых сложностей тут нет, есть только хитрость с подключением подсветки экрана к Arduino, перемычку нужно снять и запаять туда провод. Все питание модулей идет от 5 вольт.

Готовлю проект корпуса для печати на 3D принтере и сразу печатаю его белым пластиком. Светодиоды должны красиво светить через такой полупрозрачный пластик. Сначала хотел расположить светодиодные панели на всю длинну снизу и сверху от экрана, но, во-первых, планки оказались длиннее, а во-вторых высокая плотность установки самих светодиодов создаст высокое потребление тока, можно конечно использовать ленту, тут плотность расположения меньше и уместится только по 6 управляемых светодиодов. Но это уже на ваше усмотрение, вы можете сделать по-своему.

Для себя решил установить две панельки по 8 светодиодов сверху и снизу от экрана, соединил их последовательно сигнальным проводом, а питание разделил. Учтите, в проекте используются именно управляемые светодиоды WS2811, не путайте их с цветными RGB светодиодами на 4 контакта – они не подойдут.

Корпус наконец напечатался и готов, удаляю обводку и поддержки, а после ацетона он стал глянцевым. Если кому не нравится качество печати – да, оно тут черновое с разницей слоев 0.3мм. Можно ставить 1/10мм, тогда будет как литой – но мне как обычно лениво ждать.

Примерка, модули подошли на свои посадочные места, экран, датчик дыма и датчик влажности.

Далее длительный процесс пайки тонких проводов на все компоненты. В итоге у меня получился вот такой экран. Отдельно обратите внимание на фиолетовый провод по центру – это адаптивная подсветка экрана.

Кнопки разместил на дешевой макетке, общий тут синий и цветные выходы с кнопок. Фоторезистор и резистор также разместил на макетке, провода обязательно сразу скручивайте в косичку, так они не сломаются и не будет наводок. Датчик влажности, пьезодинамик, датчик дыма, его подключил многожильным проводом, он постоянно будет кушать 150 мА на нагрев, и модуль часов реального времени. Теперь останется только все это запаять на Arduino.

Прикручиваем экран к корпусу на саморезы ответные отверстия уже предусмотрены при 3D печати. Закрепляем все модули на свои места, это можно делать с помощью стоек и винтов, я же люблю лить термоклей. Провода в местах пайки также заливаем термоклеем, это обезопасит их от изломов и выдергивания, а вас от длительных поисков обрыва соединения. Сверху у меня расположились датчик влажности и фоторезистор, слева на корпусе торчит датчик дыма.

Вообще, по правильному, для быстрого срабатывания газоанализатор должен висеть под потолком. Т.е. его нужно выносить на длинном проводе и лепить куда-нибудь на люстру. При пожаре дым первым делом скапливается наверху и это позволит датчику сработать раньше и быстрее.

После установки всех модулей на свои места у меня получился вот такой пучок проводов. А сейчас я вам покажу фокус. Щелк! Это называется монтаж.

Осталось соединить все плюсы и все минусы.

Теперь часы собраны, перед включением обязательно нужно прозвонить на короткое замыкание, но в данном случае мультиметр будет пищать, т.к. внутри датчика дыма установлен нагревательный элемент с низким сопротивлением.

Для проверки рекомендую использовать лабораторный блок питания и провод с USB разъемом. Установил напряжение 5 вольт и ограничение по току до 100 мА. Включаем! Сразу потребление 100 и Arduino не включилась – похоже на короткое замыкание. Прозвонил повторно, все правильно, значит столько много кушает нагреватель датчика и светодиоды, которые стартуют на максимальной яркости.

При 300 мА, Arduino включилась, но напряжение просело до 4 вольт. Увеличиваю ток дальше. В итоге у меня получилось, что часы с работающим датчиком дыма при максимальном свете светодиодной подсветки жрут 440 мА. Учитывайте это и не подключайте много светодиодов, либо заботьтесь об их хорошем питании.

Далее заходим на страницу проекта, ссылка на нее есть в описании данного видео. Скачиваем архив с прошивкой. В нем также находятся файлы для 3D печати корпуса на принтере. Распаковываем, устанавливаем библиотеки и открываем файл прошивки. Код получился большой, но я постарался его хорошо прокомментировать, в самом начале находятся настройки и пины подключения модулей. Единственное что возможно вам придется менять – это количество светодиодов в вашей подсветке. Это параметр NUM_LEDS, у меня установлено 16.

После правки настроек можно загрузить прошивку в микроконтроллер. Теперь укладываю провода и устанавливаю Arduino на свое место. (43) И самый ответственный момент.

#как работает

По настройке часов, с правой стороны находятся три кнопки управления, плюс, минус и желтая это установка. Нажимаем ее и переходим в режим настройки, тут можно изменить часы, минуты, синхронизировать секунды. Установить будильник. Плюс в конце это включен будильник или выключен. Далее год, месяц, день и день недели. Последнее значение 300 – это порог срабатывания датчика дыма. Можно менять с шагом 50. Следующее нажатие выходит из установок, при этом все параметры записываются в энергонезависимую память и не сбрасываются даже если отключить питание.

Во время обычной работы часов подсветка переливается в режиме радуги, но ее режимы можно доработать и изменить на другие. Оставлю это вам на баловство.

В часах есть будильник, его можно установить, а когда он сработает часы будут мигать сине-зелеными цветами, а на экране высветится надпись «WAKE!».

Давайте проверим как работает датчик дыма. Цифра в верхнем правом углу показывает значение с датчика дыма. Так, первая спичка не зашла. Во! А теперь сработал, но быстро скис — не серьезно. Со сковородкой будет лучше. Тревога на дым работает. Во время срабатывания сигнализации, подсветка меняется с красного на синей, а на экране высвечивается надпись «ALARM!».

И еще одна проверка, т.к. это универсальный газовый датчик, он должен срабатывать на газ от зажигалок. Отлично, и тут сигнализация тоже сработала.

В итоге мы сделали классные часы с крутой динамической подсветкой и с датчиком дыма и газа. Они вас могут не только разбудить, но и предупредят об опасности при наличии метана, угарного газа или дыма. Показывают текущую температуру и влажность в помещении. Питание происходит от обычного USB порта через саму платформу Arduino. Они будут полезны и дома на кухне и в гараже, и на даче, везде где возникает вероятность отравления. Сам газовый датчик можно использовать любой, они взаимозаменяемые, порог их срабатывания вы устанавливаете сами.

Отдельно на Алиэкспресс продаются сигнализации, в них установлен такой же универсальный датчик MQ-2, реагирующий на метан, пропан, дым и угарный газ. Ссылки на них тоже добавлю в описание видео.

Ну, и конечно, обязательно загляните на мой сайт VOLTNIK.RU, на нем уже накопилось много разных интересных самоделок которые вы можете повторить. Каждое видео представляет из себя подробную инструкцию по сборке. Есть разные мощные фонари и полезные электронные устройства, сделанные на Arduino. Если у вас есть идеи для новых самоделок – пишите мне об этом в комментарии. Ну и там лайк, подписка – ну знаете, я просто напоминаю.

А сегодня на этом все, спасибо за просмотр – всем, пока-пока!