基于使用Ada編程解決潛在氣體泄漏危險(xiǎn)的實(shí)用解決方案

一種靈敏度可調(diào)的氣體泄漏監(jiān)測裝置，可通過語音提示警告和通風(fēng)檢測天然氣，以確保消防安全。

硬件部件：

BBC micro：bit板 × 1個(gè)

DFRobot Gravity：用于Arduino的模擬CH4氣體傳感器（MQ4）× 1個(gè)

DFRobot Gravity：錄音機(jī)模塊× 1個(gè)

揚(yáng)聲器：3W，4歐姆 × 1個(gè)

DFRobot重力：適用于Arduino的模擬旋轉(zhuǎn)電位計(jì)傳感器V1× 1個(gè)

DF機(jī)器人重力：數(shù)字按鈕（黃色）× 1個(gè)

Grove-2線圈閉鎖繼電器 × 1個(gè)

SparkFun TL431參考電壓× 1個(gè)

母/母跳線 × 1個(gè)

公/母跳線 × 1個(gè)

無焊面包板一半尺寸 × 1個(gè)

交流通風(fēng)風(fēng)扇× 1個(gè)

RGY LED條形圖× 1個(gè)

手動(dòng)工具和制造機(jī)：

烙鐵（通用）

該項(xiàng)目演示了具有警告和采取措施功能的氣體泄漏檢測系統(tǒng)的原型。在任何氣體泄漏事故，它會(huì)警告用戶用語音消息警告，直到有人反復(fù)確認(rèn)。這樣做時(shí)，系統(tǒng)將嘗試使用通風(fēng)風(fēng)扇從狹窄的空間排出氣體混合物。通過在任何無人值守的泄漏事故發(fā)生期間主動(dòng)通風(fēng)從廚房/餐廳/工廠泄漏的氣體，該設(shè)備可以減少發(fā)生火災(zāi)/爆炸危險(xiǎn)的機(jī)會(huì)并確保生命和財(cái)產(chǎn)安全。它不僅適用于甲烷，而且適用于丙烷和丁烷。

該系統(tǒng)使用Ada編程，可選擇性地用于對(duì)安全性至關(guān)重要的應(yīng)用進(jìn)行編碼。

這是該項(xiàng)目的快速演示：

這是此項(xiàng)目中使用的硬件列表的簡短描述：

BBC Micro：bit：Microbit運(yùn)行以ADA編寫的系統(tǒng)固件。我必須對(duì)其進(jìn)行修改以突破該項(xiàng)目所需的額外I / O引腳。

LED條形圖顯示：將顯示氣體泄漏水平，有7個(gè)LED -3綠色，2黃色，2紅色。

MQ-5：天然氣傳感器，用于檢測氣體泄漏，它具有模擬輸出，可增加存在的更多氣體。當(dāng)周圍沒有天然氣時(shí)，傳感器的模擬輸出約為660 mV。隨著天然氣水平的上升，傳感器的最大輸出為3.2伏。

揚(yáng)聲器：用于語音消息輸出的聲音轉(zhuǎn)換器，由Microbit觸發(fā)的ISD1820芯片驅(qū)動(dòng)。

電位計(jì)：20k可變電阻器，用于調(diào)節(jié)氣體檢測靈敏度，連接至Microbit的ADC輸入之一。在軟件中調(diào)節(jié)靈敏度。

按鈕：該按鈕將接受來自用戶的設(shè)置和故障確認(rèn)輸入，并與Microbit的按鈕B并聯(lián)。

一切都放在一個(gè)紙板箱內(nèi)，并根據(jù)正面上零件的尺寸進(jìn)行必要的裁切，如下所示：

繼電器模塊：本項(xiàng)目中使用的繼電器是閉鎖繼電器，與常規(guī)繼電器不同。閉鎖繼電器可以保持其觸點(diǎn)，而無需連續(xù)給線圈通電。該鎖存繼電器內(nèi)部有2個(gè)電磁線圈，它們由2個(gè)NPN晶體管驅(qū)動(dòng)。兩個(gè)晶體管均由2個(gè)微比特的I / O引腳控制，或者由短脈沖控制，以鎖存或解鎖繼電器觸點(diǎn)。通過交流電源的繼電器觸點(diǎn)，可以打開和關(guān)閉通風(fēng)風(fēng)扇。

語音記錄/回放模塊： 語音記錄和回放模塊是基于ISD1820 IC的用于音頻消息的單芯片解決方案。它具有內(nèi)部EEPROM，可以存儲(chǔ)幾秒鐘（8秒至16秒，具體取決于采樣頻率）的音頻消息，并且內(nèi)置揚(yáng)聲器驅(qū)動(dòng)器可以通過揚(yáng)聲器播放消息，而無需額外的放大器。通過將ISD1820芯片的REC（我的自定義模塊中的紅色按鈕）引腳上拉至Vcc來完成記錄。要記錄消息，音頻流通過MIC和MIC_REF引腳通過計(jì)算機(jī)耳機(jī)端口的3.5毫米音頻插孔饋入。播放通過芯片的PLEY_E引腳上的下降沿和一個(gè)微比特的輸出引腳觸發(fā)。使用鋰電池為ISD1820芯片供電將有助于更好的音頻錄。

您可以使用任何文本到語音轉(zhuǎn)換器生成語音消息以錄制到此模塊，或者使用麥克風(fēng)錄制自己的語音。

電源：帶2個(gè)USB插座的5V適配器將為微位和氣體傳感器供電。Microbit板載穩(wěn)壓器將產(chǎn)生3V電壓軌。

通風(fēng)風(fēng)扇：交流供電的排氣風(fēng)扇，用于檢測到泄漏的氣體。

Plastic Cup：它將有助于積累泄漏的氣體并使檢測更加容易。我從空的噴霧殺蟲劑中救了過來。

所有組件均按以下示意圖連接：

該項(xiàng)目非常簡單易建，適合使用Ada編程的初學(xué)者。但是，這是解決潛在氣體泄漏危險(xiǎn)的實(shí)用解決方案。該項(xiàng)目的硬件構(gòu)建是一個(gè)快速的原型。但是對(duì)于日常使用，必須開發(fā)一種在組件之間具有牢固連接的PCB解決方案。更不用說進(jìn)行檢測，傳感器放置/定位和可靠性的時(shí)間延遲所需的所有廣泛測試。另一重要事項(xiàng)是使用正確尺寸和位置的通風(fēng)扇。由于甲烷比空氣輕，而丙烷/丁烷比空氣重，因此通風(fēng)風(fēng)扇（靠近天花板或地板附近）的放置非常重要。繼電器和所有電子設(shè)備必須密封，不要成為火花的點(diǎn)火源！
責(zé)任編輯:pj