كشف تسرب الغاز باستخدام لوحة ESP32 وحساس MQ-4
محاور الدرس
1- تعريف حساس الغاز MQ-4
2- كيف تتحكم لوحة ESP32 في حساس الغاز MQ-4 ؟
3- المكونات اللازمة لاستخدام حساس MQ-4 بواسطة لوحة ESP32
4-تركيب لوحة ESP32 باستخدام المستشعر MQ-4
5-برمجة لوحة ESP32 للكشف عن تسرب الغاز
تعريف حساس الغاز MQ-4
حساس الغاز MQ-4 هو نوع من أجهزة الاستشعار الكيميائي التي تُستخدم لاكتشاف وقياس تركيز غاز الغاز الطبيعي (الميثان) في الجو. يتميز هذا الحساس بحساسيته للميثان، مما يجعله مناسبًا للاستخدام في تطبيقات مثل كشف تسرب الغاز الطبيعي في البيئات المنزلية أو الصناعية.
يعتمد عمل حساس الغاز MQ-4 على تغيّر مقاومته الكهربائية بناءً على التركيز الغازي المحيط به. عندما يتم تعريض الحساس للميثان، يحدث تفاعل كيميائي يؤدي إلى تغيير في تركيب وتوزيع الكهرباء في الحساس، وبالتالي يتغير مستوى المقاومة الكلية. يمكن قياس هذا التغيير في مقاومة الحساس لتحديد مستوى تركيز الغاز في البيئة.
يمكن استخدام حساس الغاز MQ-4 في مجموعة متنوعة من التطبيقات مثل أجهزة إنذار الغاز في المنازل، وأجهزة كشف التسرب في المصانع أو المنشآت الصناعية، وفي أنظمة التحكم الصناعية الخاصة بمراقبة البيئة والسلامة.
كيف تتحكم لوحة ESP32 في حساس الغاز MQ-4 ؟
لوحة ESP32 يمكنها التحكم في حساس الغاز MQ-4 من خلال توصيل دبابيس الحساس بدبابيس GPIO (المدخلات/المخرجات عامة) على اللوحة. عمومًا، حساس الغاز MQ-4 لديه أربعة دبابيس: VCC، GND، مخرج تماثلي (Analog Output)، ومخرج رقمي (Digital Output). هنا نظرة عامة على كيفية يمكن للوحة ESP32 التحكم في حساس الغاز MQ-4:
1- توصيل الطاقة: قم بتوصيل دبوس VCC لحساس MQ-4 بمصدر طاقة 5V. تعمل لوحة ESP32 عادة عند 3.3V، لذا تأكد من تنظيم الجهد بشكل مناسب. ثم قم بتوصيل دبوس GND لحساس MQ-4 بالأرض (GND) للوحة ESP32.
2- مخرج تماثلي: يوفر حساس MQ-4 مخرجًا تماثليًا يتغير اعتمادًا على تركيز الغاز الذي يكتشفه. يمكنك توصيل هذا الإخراج التماثلي بأحد دبابيس ADC (تحويل التناظري إلى رقمي) على ESP32. بعد ذلك، يمكن للوحة ESP32 قراءة هذا التيار التماثلي وتحويله إلى قيمة رقمية تمثل تركيز الغاز.
3- مخرج رقمي (اختياري): يوفر بعض حساسات سلسلة MQ مخرجًا رقميًا يعطي إشارة عالية أو منخفضة استنادًا إلى عتبة معينة لتركيز الغاز. يمكن توصيل هذا الدبوس بأي دبوس GPIO رقمي على ESP32. يتيح ذلك التحكم الرقمي البسيط والتشغيل استنادًا إلى وجود الغاز.
4- قراءة ومعالجة البيانات: باستخدام التوصيل التماثلي مع دبوس ADC، يمكن للوحة ESP32 قراءة التوتر التماثلي بانتظام باستخدام قدرات ADC. يمكن بعد ذلك معالجة هذه القراءة لتحديد تركيز الغاز المكتشف. يمكن أن يتم هذا المعالجة في برنامج تشغيل ESP32.
5- نقل البيانات: بمجرد تحديد تركيز الغاز، يمكن للوحة ESP32 نقل هذه البيانات إلى أجهزة أخرى أو خادم مركزي باستخدام بروتوكولات الاتصال مثل Wi-Fi أو Bluetooth أو MQTT. يتيح ذلك لرصد البعد البعيد والتحليل لمستويات الغاز.
6- معايرة وملاحظات المعايرة: من المهم معايرة حساس MQ-4 بانتظام لضمان قراءات دقيقة. يمكن بدء وإدارة عملية المعايرة هذه من قبل برنامج تشغيل ESP32. بالإضافة إلى ذلك، يمكن استخدام الملاحظات من الحساس لتحديد ما إذا كانت هناك حاجة لإعادة المعايرة.
بشكل عام، توفر لوحة ESP32 الواجهات الأجهزة اللازمة والقدرات المعالجة للتفاعل مع والتحكم في حساس الغاز MQ-4 بفعالية، مما يمكن من تطبيقات مثل رصد جودة الهواء، وكشف تسرب الغاز، وأكثر من ذلك.
المكونات اللازمة لاستخدام حساس MQ-4 بواسطة لوحة ESP32
لوحة ESP32:
لوحة ESP32 هي لوحة تطوير مصغرة تعتمد على شرائح ESP32 المتكاملة، والتي توفر إمكانيات متقدمة للاتصال بشبكات Wi-Fi و Bluetooth بالإضافة إلى إمكانيات الحوسبة الصغيرة. تمكّنك هذه اللوحة من بناء مشاريع الإنترنت الصغيرة (IoT) والتحكم في الأجهزة والروبوتات والتفاعل مع البيئة المحيطة بسهولة.
حساس الغاز MQ-4
يستخدم جهاز الاستشعار MQ-4 للكشف عن تسرب الغاز
وصلات الأسلاك (Jumper wires):
لتوصيل جهاز الاستشعار MQ-4 بESP32.
لوحة الاختبار:
هو مكون إلكتروني شائع الاستخدام لأداء النماذج الأولية السريعة والتجريب. يجعل من السهل توصيل المكونات الإلكترونية دون الحاجة إلى لحام.
تركيب لوحة ESP32 باستخدام المستشعر MQ-4
تفاصيل توصيلات حساس MQ-4 بلوحة ESP32:
قم بتوصيل طرف VCC الخاص بمستشعر MQ-4 بمنفذ 3.3V في ESP32
قم بتوصيل طرف GND الخاص بمستشعر MQ-4 بمنفذ GND الخاص بـESP32
قم بتوصيل طرف DO الخاص بمستشعر MQ-4 إلى طرف GPIO34 الخاص بـESP32
برمجة لوحة ESP32 للكشف عن تسرب الغاز
لبرمجة لوحة ESP32 للكشف عن تسرب الغاز باستخدام MicroPython، يمكنك اتباع الخطوات التالية لقراءة قيمة التركيز على الغاز باستخدام مدخل ADC ثم التحقق مما إذا كانت هناك قيمة متجاوزة لعتبة محددة:
|
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 |
from machine import Pin, ADC from time import sleep # تعريف دبوس ADC gaz = ADC(Pin(34)) <span class="hljs-comment"># استخدم الدبوس المناسب الذي تم توصيل الإشارة التماثلية إليه</span> gaz.atten(ADC.ATTN_11DB) while True: gaz_value = gaz.read() <span class="hljs-comment"># قراءة قيمة التركيز على الغاز</span> if (gaz_value<500): <span class="hljs-comment"># التحقق مما إذا كانت قيمة التركيز تجاوزت العتبة</span> # عرض رسالة تنبيه print('Presence of gas') else: print('Absence of gas') sleep(1) # الانتظار لثانية قبل قراءة القيمة التالية |
في هذا الكود:
1- نقوم بتعريف وتهيئة مدخل ADC ودبوس التنبيه.
2- نقوم بتحديد عتبة محددة للتنبيه عند تجاوز قيمة التركيز للغاز هذه القيمة.
3- داخل الحلقة التكرارية، نقوم بقراءة قيمة التركيز على الغاز باستخدام مدخل ADC.
4- نقوم بالتحقق مما إذا كانت القيمة التي تم قراءتها تجاوزت العتبة المحددة، وإذا كان الأمر كذلك، فإنه يتم عرض رسالة تنبيه .
5- بعد ذلك، ننتظر لثانية واحدة قبل قراءة القيمة التالية.
يرجى ملاحظة أنه يجب عليك تعديل القيم المستخدمة للدبوس والعتبة وفقًا لتوصيل الدارة الخاصة بك واحتياجاتك الخاصة.
0 تعليق
اترك تعليقا
شغف بالروبوتات
الدروس الحديثة
ورشة الروبوتات
دروس الأكثر قراءة
صنع روبوتات
دروس الأكثر تعليق
ذراع آلية
Categories
المنزل الذكي
