Détecter les fuites de gaz utilisant l’Arduino, le capteur MQ-4 et l’écran SSD1306

Arduino UNO 20-03-24

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Plan du tutoriel

Introduction

1- Comment l'arduino détecte les fuites de gaz et affiche un message d'alerte sur l'écran SSD1306 ?

2- Les composants nécessaires

3- Montage de la carte Arduino avec le capteur MQ-4 et l'afficheur SSD1306

4- Programmer la carte Arduino pour détecter la fuite de gaz et afficher un message d'alerte

Introduction

La détection des fuites de gaz est une étape essentielle pour assurer la sécurité. Voici quelques méthodes couramment utilisées pour détecter les fuites de gaz :

1- Odeur : Dans de nombreux cas, les gaz domestiques comme le propane ou le gaz naturel sont odorants, ajoutant une odeur distinctive (généralement du mercaptan) pour aider à détecter les fuites. Si vous percevez une odeur de gaz, c'est un signe évident de fuite.

2- Détecteurs de gaz : Les détecteurs de gaz sont des appareils conçus pour détecter la présence de gaz dans l'air. Ils peuvent être installés dans les maisons, les bâtiments commerciaux et industriels pour fournir une alerte précoce en cas de fuite de gaz. Certains détecteurs sont spécifiques à certains types de gaz, tandis que d'autres sont plus polyvalents.

3- Tests de savon : Pour les fuites de gaz sur des tuyaux ou des raccords, une méthode courante consiste à appliquer un mélange d'eau et de liquide vaisselle sur les zones suspectes. Si des bulles se forment, cela indique une fuite.

4- Équipement de détection électronique : Des appareils électroniques spécifiques peuvent être utilisés pour détecter les fuites de gaz dans les conduites de gaz, les systèmes de chauffage et les appareils à gaz. Ces outils utilisent généralement des capteurs pour détecter la présence de gaz dans l'air.

5- Inspection visuelle : Une inspection visuelle régulière des appareils à gaz, des conduites et des raccords peut également aider à repérer les signes de fuite, tels que des joints desserrés, des connexions endommagées ou des tuyaux corrodés.

Comment l'arduino détecte les fuites de gaz et affiche un message d'alerte sur l'écran SSD1306 ?

Le capteur de gaz MQ-4 est un dispositif capable de détecter certains gaz spécifiques dans l'atmosphère. Conçu principalement pour la surveillance de la qualité de l'air et la détection de gaz potentiellement dangereux, le rôle du capteur MQ-4 est de fournir des informations précises sur la présence de certains gaz.

Grâce à ce capteur, nous pouvons créer un système de détection de fuites de gaz simple mais efficace, contrôlé par une carte Arduino et fournissant des alertes visuelles via un afficheur SSD1306.

Voici une brève description de ce système :

1- La carte Arduino lit périodiquement la valeur analogique provenant du capteur MQ-4 à l'aide d'une de ses broches analogiques.

2- En fonction de la valeur lue, la carte Arduino détermine si la concentration de gaz dépasse un seuil prédéfini, indiquant ainsi la présence d'une fuite de gaz.

3- Si une fuite de gaz est détectée, la carte Arduino envoie un signal pour effacer l'afficheur SSD1306 et afficher un message d'alerte indiquant la présence d'une fuite de gaz.

4- Si aucune fuite de gaz n'est détectée, un message indiquant l'absence de fuite est affiché sur l'afficheur SSD1306.

Ce processus se répète en boucle (d'où le nom "loop" en anglais), permettant une surveillance continue de la présence de gaz et l'affichage des alertes en temps réel.

Les composants nécessaires

Arduino UNO :

Arduino Uno

La carte Arduino UNO est l'une des cartes de développement les plus populaires et largement utilisées dans le monde de l'électronique et de la programmation.

Capteur de gaz MQ-4 :

Le capteur de gaz MQ-4 est un capteur de gaz à semi-conducteur sensible au méthane (CH4), ainsi qu'à d'autres gaz inflammables comme le propane et le butane. Il est souvent utilisé dans des applications de détection de fuites de gaz domestiques ou industrielles.

Afficheur SSD1306 :

Le SSD1306 est un contrôleur de pilote d'écran qui est couramment utilisé pour les écrans OLED. Il permet de gérer l'affichage des pixels sur des écrans OLED monochromes.

Il est utilisé pour afficher le message d'alerte en cas de détection des fuites de gaz.

Breadboard (Plaque d'essai) :

plaque d'essai

Une breadboard est utile pour créer un circuit temporaire et connecter facilement les composants entre eux.

Fils de connexion :

Fils de connexion

Des fils de connexion sont nécessaires pour relier les différents composants ensemble, tels que la connexion entre la carte Arduino, capteur MQ-4 et l'afficheur SSD1306.

Montage de la carte Arduino avec le capteur MQ-4 et l'afficheur SSD1306

Détail des connexions du capteur MQ-4 à la carte Arduino :

Connecter la broche VCC du capteur MQ-4 à la broche 5V de l'Arduino UNO

Connecter la broche GND du capteur MQ-4 à la broche GND de l'Arduino UNO

Connecter la broche DO du capteur MQ-4 à la broche A0 de l'Arduino UNO

Détail des connexions de l'écran SSD1306 à la carte Arduino :

Connecter la broche VCC de l'écran à 3.3V de la carte Arduino UNO

Connecter la broche GND de l'écran à GND de la carte Arduino UNO

Connecter la broche SDA de l'écran à la broche analogique A4 de la carte Arduino UNO

Connecter la broche SCL de l'écran à la broche analogique A5 de la carte Arduino UNO

Programmer la carte Arduino pour détecter la fuite de gaz et afficher un message d'alerte

Voici un exemple de code simple pour réaliser cette tâche :

Importer la bibliothèques Adafruit_SSD1306 dédiées à l'écran SSD1306.

#include <SoftwareSerial.h>
#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 analogPin = A0; // Capteur de gaz MQ-4 analog interface
int analogVal; //analog readings


void setup(){
   //// initialisation de l’afficheur SSD1306
  if(!display.begin(SSD1306_SWITCHCAPVCC, 0x3C))   { 
    Serial.println(F("SSD1306 allocation failed"));
     for(;;);
  }
  display.display(); //Display logo
  delay(1000); 
   display.clearDisplay();
}

void loop(){
 // Lire la valeur analogique du capteur de gaz MQ-4
 analogVal = analogRead(analogPin);
    display.clearDisplay();
    display.display(); 
    display.setTextSize(2);
    display.setTextColor(WHITE);
    display.setCursor(0, 14);
// Si la valeur lue dépasse un seuil défini (ajuster selon votre environnement)     
if (analogVal<=60)  // Si le capteur détecte un fuite de gaz
{
// Afficher le message d'alerte 
display.print("Presence  of gaz");
   
}
else {
// Afficher un message indiquant qu'aucune fuite n'est détectée
  display.print("Absence   of gaz");

}
   display.display(); 
  delay(1000);
}

#include <SoftwareSerial.h>

#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 analogPin = A0; // Capteur de gaz MQ-4 analog interface

int analogVal; //analog readings

void setup(){

//// initialisation de l’afficheur SSD1306

if(!display.begin(SSD1306_SWITCHCAPVCC, 0x3C)) {

Serial.println(F("SSD1306 allocation failed"));

for(;;);

}

display.display(); //Display logo

delay(1000);

display.clearDisplay();

}

void loop(){

// Lire la valeur analogique du capteur de gaz MQ-4

analogVal = analogRead(analogPin);

display.clearDisplay();

display.display();

display.setTextSize(2);

display.setTextColor(WHITE);

display.setCursor(0, 14);

// Si la valeur lue dépasse un seuil défini (ajuster selon votre environnement)

if (analogVal<=60) // Si le capteur détecte un fuite de gaz

{

// Afficher le message d'alerte

display.print("Presence of gaz");

}

else {

// Afficher un message indiquant qu'aucune fuite n'est détectée

display.print("Absence of gaz");

}

display.display();

delay(1000);

}

Dans ce code :

1- Nous avons inclus la bibliothèque Adafruit_SSD1306 pour utiliser l'afficheur SSD1306.

2- Nous avons déclaré les broches utilisées pour l'afficheur SSD1306 et le capteur de gaz.

3- Dans la fonction setup(), nous avons initialisé l'afficheur SSD1306 et affiché un message d'initialisation.

4- Dans la fonction loop(), nous lisons la valeur analogique du capteur de gaz. Si cette valeur dépasse un certain seuil (dans cet exemple, 500), nous affichons un message d'alerte sur l'afficheur SSD1306. Sinon, nous affichons un message indiquant qu'aucune fuite n'est détectée.

Assurez-vous de connecter correctement votre capteur de gaz et votre afficheur SSD1306 à votre Arduino, et ajustez les seuils et les broches selon votre configuration matérielle.