آموزش ساخت کیت هشدار نشت گاز شهری با سنسور MQ5 بر پایه آردوینو

احتمالا در قسمت حوادث روزنامه ها و یا تیتر اول خبرگزاری های آنلاین با تیتر گاز گرفتگی رو به رو شده اید. عدم کنترل کیفیت و استفاده نادرست از وسایل گازی عواقب جبران ناپذیری را بر جای خواهد گذاشت. وجود یک سیستم هشدار جهت تخشیص گاز از بروز بسیاری از این قبیل حوادث جلوگیری خواهد کرد. سیستم هشدار آلودگی پس از تشخیص گاز در محیط ، توسط خروجی های تعریف شده روشن شده و سپس از طریق آلارم و یا هر گجت دیگر وجود گاز را اعلام خواهد کرد. در اختیار داشتن یک سیستم هشدار تشخیص سنسور گاز از نظر هزینه بسیار به صرفه است و به راحتی با هزینه ای کمتر از ۱۰۰ هزار تومان میتوانید آن را تهیه و در محل مورد نظر نصب کنید. در ادامه با مرجع آردوینو به زبان فارسی، دیجی اسپارک همراه باشید.

 

---

سنسور گاز Gas Sensor MQ5

---

 سنسورهای گازی برای تشخیص نشت گاز در محیط مسکونی و اداری کاربرد دارند. ماژول MQ5 برای تشخیص گازهای Alcohol, H2, LPG, CH4, CO مناسب است. به علت حساسیت بالا و زمان پاسخ دهی سریع، اندازه‌گیری غلظت گاز در سریع‌ترین زمان ممکن انجام می‌گیرد. حساسیت سنسور را می‌توان با استفاده از پتانسیومتر قرار گرفته روی ماژول MQ5 تنظیم کرد. مقدار و Value سنسور تنها یک روند تقریبی از میزان غلظت گاز محیط در محدوده خطای مجاز را نمایش می‌دهد. به عبارتی ماژول‌های سنسور گاز غلظت دقیق گاز محیط را نمایش نمی‌دهد. تشخیص دقیق آن نیاز به تجهیزات دقیق‌تر دارد و بسیار پر هزینه خواهد بود. دقت کنید اگر پروژه شما در یک محیط صنعتی است و نیاز به نمایش غلظت دقیق گاز در محیط دارید، این سنسور پیشنهاد نمی‌شود. ماژول MQ5 دارای ۴ پایه به ترتیب AD,DO,GND,VCC است. در این آموزش از پایه آنالوگ برای خروجی سنسور استفاده خواهیم کرد. در جدول زیر پارامترهای سنسور کامل شرح داده شده است.

 

 

---

هدف آموزش کیت هشدار نشت گاز

---

در این آموزش توسط سنسور گاز MQ5، یک مدار تشخیص آلودگی طراحی می‌کنیم. با تعریف دو خروجی در آردوینو، تغییرات سنسور گاز را مشاهده خواهیم کرد. سنسور گاز MQ5 قابلیت تشخیص گازهای LPG را دارد. با تولید این گاز در مجاورت سنسور، ماژول ال ای دی LED روشن شده و در نهایت رله Relay فعال خواهد شد. با استفاده از یک ال سی دی کاراکتری تغییرات و میزان گاز موجود در محیط را نمایش خواهیم داد.

 

---

 ال ای دی LED 7 رنگ

---

یک ال دی جذاب هفت رنگ! این ال ای دی LED تنها دارای ۲ پایه است و پایه کوتاه آن GND و بلندتر پایه سیگنال (S) است. با روشن شدن ال ای دی LED همزمان به ۷ رنگ تغییر رنگ خواهد داد. لینک خرید آن در متن آموزش در قسمت وسایل مورد نیاز قرار گرفته شده است.

 

---

ماژول رله Relay Module

---

در بسیاری از پروژه های DIY برای استفاده کاربردی از پروژه‌ها به ماژول رله Relay نیاز داریم. با اتصال وسایل الکترونیکی به خروجی رله، کنترل آن‌ها را دست خواهیم گرفت. آموزش استفاده از رله Relay در پروژه های اینترنت اشیا IOT در یک پست جداگانه کامل توضیح داده شده است. آن را مطالعه کنید و در صورت برخورد به مشکل، سوال از آن طریق مطرح نمایید.

 

---

فراخوانی کتابخانه MQ

---

در این آموزش برای نمایش مقادیر سنسور گاز MQ5، از ال سی دی کاراکتری استفاده می‌کنیم. ال سی دی LCD به کار رفته در این آموزش همراه با درایور I2C است. برای عملکرد ال سی دی LCD نیاز به فراخوانی کتابخانه آن داریم. راه اندازی ال سی دی کاراکتری همراه با درایور I2C در پست جداگانه کاملا آموزش داده شده است. در صورتیکه در راه اندازی آن با مشکل مواجه شدید، پیشنهاد می‌شود آموزش را مطالعه و نحوه‌ی راه اندازی ال سی دی LCD را فراگیرید. در این آموزش نیاز به کتابخانه Liquidcrystall_I2C داریم. لینک دانلود کتابخانه در صفحه محصول ماژول نمایشگر ۲X16 کاراکتری با راه انداز I2C در قسمت دانلود قرار گرفته شده است. آن را دانلود و در لیست کتابخانه نرم افزار آردوینو خود قرار دهید.

 

---

وسایل مورد نیاز

---

• ماژول سنسور تشخیص گاز شهری  MQ5
• آردوینو Arduino UNO
• شیلد پروتوتایپ آردوینو Arduino Prototype Shield
• ال ای دی ۷ رنگ
• ماژول رله Relay module
• ماژول نمایشگر ۲*۱۶ کاراکتری به همراه درایور I2C
• کابل فلت نری به نری 
• کابل فلت نری به مادگی

 

---

اتصالات سنسور MQ

---

1. پایه آنالوگ Analog ماژول گاز MQ5 را به پایه A0 آنالوگ آردوینو اتصال دهید.
2. پایه VCC سنسور تشخیص گاز MQ5 را به پایه تغذیه ۵ ولت آردوینو اتصال دهید.
3. پایه GND سنسور تشخیص گاز MQ5 را به پایه GND آردوینو اتصال دهید.
4. پایه منفی ( کوتاه) ال ای دی هفت رنگ را به پایه GND آردوینو اتصال دهید.
5. پایه سیگنال ( بلند ) ال ای دی هفت رنگ را به پایه ۹ دیجیتال آردوینو اتصال دهید.
6. پایه سیگنال S ماژول رله تک کانال Relay را به پایه ۱۰ دیجیتال آردوینو اتصال دهید.
7. پایه VCC ماژول رله تک کانال Relay را به پایه تغذیه ۵ ولت آردوینو اتصال دهید.
8. پایه GND ماژول رله تک کانال Relay را به پایه GND آردوینو اتصال دهید.

 

---

اتصال ال سی دی کاراکتری به آردوینو

---

1. پایه SCL ماژول ال سی دی کاراکتری I2C را به پایه A5 آنالوگ آردوینو اتصال دهید.
2. پایه SDA ماژول ال سی دی کاراکتری I2C را به پایه A4 آنالوگ آردوینو اتصال دهید.
3. پایه VCC ماژول ال سی دی کاراکتری I2C را به پایه تغذیه ۵ ولت آردوینو اتصال دهید.
4. پایه GND ماژول ال سی دی کاراکتری I2C را به پایه GND آردوینو اتصال دهید.

 

---

کد آردوینو کیت هشدار نشت گاز شهری

---

 

 

 

---

تحلیل کد آردوینو نشت گاز شهری MQ5

---

در ابتدا توسط کلیدهای میانبری که برای انتقال کدها در نظر گرفته شده است، کد را به نرم افزار آردوینو انتقال دهید. سپس همانطور که در متن آموزش گفته شده است، کتابخانه جهت راه اندازی ال سی دی را فراخوانی کنید. برای اطلاع از شیوه کار با نرم افزار آردوینو کلیک کنید.

نکته مهم:

دقت کنید در این آموزش از ال سی دی LCD کاراکتری با راه انداز I2C و ابعاد ۲*۱۶ استفاده شده است. برای استفاده از ال سی دی LCD با مشخصاتی غیر از این ال سی دی باید در کد برنامه تغییرات را اعمال کنید.

LiquidCrystal_I2C lcd(0x27, cols, rows);

حال پس از انتقال کد به محیط برنامه، اتصالات را انجام دهید و سپس برنامه را آپلود کنید. همزمان می‌توانید تغییرات را در سریال مانیتور نرم افزار مشاهده کنید. در این خصوص باید سریال مانیتور را روی بادریت ۹۶۰۰ تنظیم کرده و سپس مشاهده کنید. با آپلود برنامه، در ابتدا سنسور MQ5 شناسایی شده و کالیبره خواهد شد. همزمان عبارت Calibrating در ال سی دی LCD نمایش داده می‌شود.

Calibrating

سپس سنسور فعال شده و عبارت SENSOR ACTIVE در ال سی دی نمایش داده خواهد شد.

SENSOR ACTIVE

در ابتدا سنسور با توجه به محیط و عدم وجود گاز، غیر فعال بوه و تنها یک مقدار خاص را همراه با متن No Gas در ال سی دی نمایش می‌دهد:

 No Gas

 

---

تعیین بازه فعال شدن سنسور MQ5

---

در این آموزش به دلخواه یک بازه و محدوده مشخص برای فعال شدن سنسور گازی در نظر گرفته شده است. با تولید گاز در مجاورت سنسور تشخیص گاز MQ5، سنسور عمل کرده و پس از رسیدن به محدوده مورد نظر ما، فعال شده و همزمان عبارت Gas is Detected در ال سی دی نمایش داده می‌شود:

Gas is Detected

با فعال شدن سنسور گاز، همانطور که در کدها تعریف کرده ایم، ال ای دی هفت رنگ روشن شده و ماژول رله فعال خواهد شد. شما می‌توانید این بازه را به دلخواه در برنامه تغییر دهید و مقدار مورد نظر خود را تعریف کنید:

 if (gasSensor > مقدار مورد نظر) // تعریف مقدار مورد نظر

  if (gasSensor <مقدار مورد نظر ) // تعیین  بازه مورد نظر

 

 

---

پروژه با سنسور MQ

---

اخیرا تصمیم گرفته‌ایم برای تعامل بیشتر با شما کاربران و ایجاد موقعیتی در راستای رقابت دانش کاربران، در انتهای هر آموزش یک پروژه تعریف می‌کنیم. به اولین کاربری که به پروژه تعریف شده پاسخ صحیح بدهد، بن خرید به ارزش ۳۰ هزار تومان از فروشگاه دانشجو کیت ارایه خواهد شد. پروژه: همانطور که در بالا اشاره شد سنسور MQ5 توانایی سنجش گازهای  Alcohol, H2, LPG, CH4, CO را دارد. با استفاده از ماژول کارت خوان Micro SD میزان گاز شناسایی شده توسط سنسور را در بازه‌های ۱۰ دقیقه داخل مموری لاگ کنید. خروجی مموری باید به صورت یک فایل متنی باشد و در هر ستون مقدار گازهای شناسایی شده را نمایش دهد. بازه زمانی هم هر ۱۰ دقیقه یکبار خواهد بود.

 

در پایان نظرات و پیشنهادات خود را با ما درمیان بگذارید و با اشتراک گذاری این آموزش در شبکه های اجتماعی , از وبسایت دیجی اسپارک حمایت کنید.