نظام إنذار تسرب الغاز يعتمد على لوحة الاردوينو ومستشعر MQ-4 وشاشة SSD1306

الأردوينو 07-04-24

76 0

محاور الدرس

1- تعريف نظام إنذار لتسرب الغاز

2- كيف يعمل نظام إنذار تسرب الغاز يعتمد على لوحة الاردوينو ومستشعر MQ-4 وشاشة SSD1306 ؟

3- تركيب نظام إنذار تسرب الغاز

4- برمجة لوحة الاردوينو للتحكم في نظام إنذار لتسرب الغاز

تعريف نظام إنذار لتسرب الغاز

نظام إنذار لتسرب الغاز هو جهاز يستخدم للكشف عن وجود غازات ضارة في بيئة معينة، مثل غاز أول أكسيد الكربون (CO)، الغاز الطبيعي، البروبان، الميثان، أو أي غازات قابلة للاشتعال أخرى. يتم تصميم هذه الأنظمة لحماية الأفراد والممتلكات من الخطر الناتج عن تسرب الغازات والتي قد تؤدي إلى حوادث خطيرة مثل الانفجار أو التسمم.

يتضمن نظام إنذار لتسرب الغاز عادة مكونات مثل:

1- أجهزة الاستشعار (سنسورات) للغاز: تقوم برصد التركيزات الجزيئية للغاز في البيئة المحيطة وتحديد وجود تسرب. تتوفر أنواع مختلفة من السنسورات لكشف مجموعة متنوعة من الغازات.

2- وحدة المعالجة الرئيسية (Main Control Unit): يتم فيها تحليل البيانات المستقبلة من أجهزة الاستشعار واتخاذ القرارات بشأن تنبيه الأفراد بوجود تسرب غاز.

3- جهاز التنبيه: يتضمن أجهزة للتنبيه مثل الإنارة المؤشرة (LED) والصفارة (Buzzer) والرسائل النصية أو الإنذارات الصوتية الأخرى. يتم تشغيل هذه الأجهزة عندما يتم اكتشاف تسرب الغاز بواسطة السنسورات.

4- منافذ الاتصال (Communication Ports): يمكن للنظام أن يتم توصيله بأنظمة أخرى للإبلاغ عن التسرب مثل أنظمة الأمان في المباني أو أجهزة الإنذار عن بعد.

5- الطاقة والبطاريات: يحتاج النظام إلى مصدر طاقة مستمرة للعمل بشكل صحيح. يمكن استخدام الكهرباء المنزلية أو بطاريات كمصدر طاقة احتياطي.

6- مفتاح التشغيل/الإيقاف (On/Off Switch): يسمح بتشغيل وإيقاف تشغيل النظام حسب الحاجة.

تعمل هذه المكونات معًا لإنشاء بيئة آمنة وتنبيه الأفراد عند اكتشاف تسرب الغازات الضارة، مما يساعد على منع الحوادث والإصابات المحتملة

كيف يعمل نظام إنذار تسرب الغاز يعتمد على لوحة الاردوينو ومستشعر MQ-4 وشاشة SSD1306 ؟

نظام إنذار تسرب الغاز الذي يعتمد على لوحة الأردوينو ومستشعر MQ-4 وشاشة SSD1306 و الصمام الأحمر والجرس يعمل على النحو التالي:

1- مكونات النظام:

لوحة الأردوينو:

لوحة التطوير الأردوينو

تستخدم كوحدة تحكم رئيسية للنظام.

مستشعر MQ-4:

يقوم بكشف الغازات القابلة للاشتعال مثل البوتان والبروبان والميثان.

شاشة SSD1306:

شاشة SSD1306 هي شاشة صغيرة الحجم تعتمد على تقنية OLED، وهي شاشة عرض تستخدم لعرض النصوص والرسوميات بدقة عالية على مساحة صغيرة. تعتبر شاشات SSD1306 شائعة الاستخدام في العديد من المشاريع الإلكترونية، مثل الروبوتات الصغيرة، أجهزة الاستشعار، وأجهزة القياس.

الصمام الأحمر:

يستخدم لعرض إشارة بصرية عند تجاوز تركيز الغاز المسموح به.

الجرس:

يستخدم لإصدار إنذار صوتي في حالة تجاوز تركيز الغاز المسموح به.

وصلات الأسلاك (Jumper wires)

Fils de connexion

لتوصيل جهاز الاستشعار MQ-4 بالاردوينو.

لوحة الاختبار

plaque d'essai

هو مكون إلكتروني شائع الاستخدام لأداء النماذج الأولية السريعة والتجريب. يجعل من السهل توصيل المكونات الإلكترونية دون الحاجة إلى لحام.

2- عمل النظام:

يقوم مستشعر MQ-4 بقياس تركيز الغاز في البيئة المحيطة وإرسال الإشارة إلى لوحة الأردوينو.

بعد ذلك، يقوم لوحة الأردوينو بقراءة القيمة المرسلة من المستشعر وتحويلها إلى قيمة تركيز الغاز.

إذا تجاوزت قيمة تركيز الغاز المقياسة الحد الآمن المحدد، يتم تشغيل الإنذار. يتم ذلك عن طريق تشغيل ال الصمام الأحمر لعرض الإنذار البصري، وتشغيل الجرس لإصدار الإنذار الصوتي.

في الوقت نفسه، يتم عرض قيمة تركيز الغاز على شاشة SSD1306 لإعطاء المستخدم معلومات دقيقة عن حالة الغاز.

3- مميزات النظام:

إنذارات متعددة: يقدم النظام إنذارًا بصريًا عبر ال الصمام الأحمر وإنذارًا صوتيًا عبر الجرس.

مراقبة مستمرة: يقوم النظام بمراقبة مستمرة لتركيز الغاز في البيئة المحيطة.

توفير معلومات دقيقة: يعرض النظام قيم تركيز الغاز على شاشة SSD1306 لتوفير معلومات دقيقة للمستخدم.

سهولة الاستخدام: يتميز النظام بواجهة مستخدم بسيطة وسهلة الفهم.

4- تطبيقات النظام:

السكن السكني: يمكن استخدام النظام في المنازل للكشف عن تسرب الغازات الخطرة مثل البوتان والبروبان.

الصناعة: يمكن تطبيق النظام في المصانع والمخازن لمراقبة تسرب الغازات القابلة للاشتعال.

البيئة: يمكن استخدام النظام لرصد جودة الهواء والكشف عن تسرب الغازات الضارة في البيئات الخارجية.

هذا هو وصف النظام البسيط المبني على لوحة الأردوينو ومستشعر MQ-4 وشاشة SSD1306 و الصمام الأحمر والجرس. يمكن تعديل وتوسيع هذا النظام حسب الاحتياجات الخاصة بالتطبيق المحدد والمتطلبات الأمنية.

تركيب نظام إنذار تسرب الغاز

نظام إنذار تسرب الغاز يعتمد على لوحة الاردوينو ومستشعر MQ-4 وشاشة SSD1306

تفاصيل توصيلات حساس MQ-4 بلوحة الاردوينو:

قم بتوصيل طرف VCC الخاص بمستشعر MQ-4 بمنفذ 3.3V في الاردوينو

قم بتوصيل طرف GND الخاص بمستشعر MQ-4 بمنفذ GND الخاص بـالاردوينو

قم بتوصيل طرف DO الخاص بمستشعر MQ-4 إلى منفذ 34 الخاص بـالاردوينو

توصيل صمام ثنائي الباعث للضوء بلوحة الاردوينو:

قم بتوصيل طرف الأنود الموجب لمصباح صمام ثنائي الباعث للضوء بالدبوس 4 من لوحة الاردوينو

قم بتوصيل الطرف السالب (الكاثود) لكل صمام ثنائي الباعث للضوء بالأرض (GND) للوحة الاردوينو.

توصيل الجرس بلوحة الاردوينو:

قم بتوصيل الطرف (+) الخاص بالجرس بمنفذ 5 الخاص بلوحة الاردوينو.

قم بتوصيل الطرف (-) الخاص بالجرس بمنفذ GND الخاص بلوحة الاردوينو.

تفاصيل توصيلات لشاشة SSD1306 بلوحة الاردوينو:

VCC: توصيله بمنفذ 3.3V على لوحة الاردوينو.

GND: توصيله بمنفذ GND على لوحة الاردوينو.

SDA: توصيله بمنفذ A4 على لوحة الاردوينو.

SCL: توصيله بمنفذ A5 على لوحة الاردوينو.

برمجة لوحة الاردوينو للتحكم في نظام إنذار لتسرب الغاز

اليك البرنامج لنظام إنذار تسرب الغاز باستخدام لوحة الأردوينو ومستشعر MQ-4 وشاشة SSD1306 و الصمام الأحمر والجرس:

تحميل مكتبة Adafruit_SSD1306 أولًا، تأكد قبل استخدام البرنامج من

#include <Adafruit_SSD1306.h>

//OLED   define
#define SCREEN_WIDTH 128 // OLED display width, in pixels
#define SCREEN_HEIGHT   64 // OLED display height, in pixels
// Declaration for an SSD1306 display connected   to I2C (SDA, SCL pins)
Adafruit_SSD1306 display(SCREEN_WIDTH, SCREEN_HEIGHT,   &Wire, -1);

int buzzer_pin = 5; // المخرج الرقمي للجرس 
int redled_pin = 4; // المخرج الرقمي للصمام الأحمر 
int analogPin = A0; // المدخل التناظري لمستشعر MQ-4 
int analogVal; //analog readings

void setup() {

  if(!display.begin(SSD1306_SWITCHCAPVCC, 0x3C))   { 
    Serial.println(F("SSD1306 allocation failed"));
     for(;;);
  }
  display.display(); //Display logo
  delay(1000); 
  display.clearDisplay();
  
  Serial.begin(9600);
  <span class="hljs-comment">// تعريف دبوس الصمام الأحمر والجرس كمخرجات</span>
  pinMode(buzzer_pin, OUTPUT); 
  pinMode(redled_pin, OUTPUT);
  
}
void loop () {
  analogVal = analogRead(analogPin); <span class="hljs-comment">// قراءة قيمة التيار المتناوب من مستشعر الغاز</span>
  Serial.print("gaz= ");
  Serial.print(analogVal);
  // Read the analog interface
  if (analogVal<=200) // التحقق مما إذا كانت قيمة التيار المتناوب تتجاوز العتبة
  { // عرض رسالة تنبيهية على الشاشة SSD1306
   display.setTextSize(2);
   display.setTextColor(WHITE);
   display.setCursor(0, 0);
   display.print("Attention!");
   display.setCursor(0, 28);
   display.print("detect Gas");
   display.display();
    // تشغيل الجرس و الصمام الأحمر 
   digitalWrite(buzzer_pin, HIGH); 
   digitalWrite(redled_pin, HIGH);
  }
  else {
    display.clearDisplay(); <span class="hljs-comment">// مسح الشاشة SSD1306</span>
    display.display(); 
    // إيقاف الجرس وإيقاف الصمام الأحمر 
    digitalWrite(buzzer_pin, LOW); 
    digitalWrite(redled_pin, LOW); 
  }
  delay(100); 
  }