Système d’alarme de fuite de gaz contrôlé par la carte Micro:bit

Plan du tutoriel

Introduction

1- Fonctionnement du système d'alarme de fuite de gaz

2- Les composants du système

3- Montage du système

4- Programmation de la carte Micro:bit avec Makecode

Introduction

Un système d'alarme de fuite de gaz est un dispositif conçu pour détecter la présence de gaz potentiellement dangereux dans un environnement, tels que le gaz naturel, le propane, le monoxyde de carbone, etc. Ces systèmes sont utilisés pour protéger les occupants d'un bâtiment contre les risques d'empoisonnement ou d'explosion dus à une fuite de gaz.

Voici comment fonctionne généralement un système d'alarme de fuite de gaz :

1- Capteurs de gaz :

Le cœur du système est composé de capteurs de gaz qui surveillent en permanence l'air ambiant à la recherche de concentrations anormalement élevées de gaz. Ces capteurs peuvent être spécifiques à un type de gaz ou polyvalents pour détecter plusieurs types de gaz.

2- Analyse des données :

Les capteurs transmettent en continu les données de concentration de gaz à une unité de contrôle centrale. Cette unité analyse les données et détermine si les niveaux de gaz présents représentent un danger.

3- Alarme :

Si des niveaux de gaz dangereux sont détectés, le système déclenche une alarme sonore et/ou visuelle pour avertir les occupants du bâtiment du danger. Certains systèmes peuvent également envoyer des alertes à distance à des services d'urgence ou à des propriétaires via des moyens de communication comme le Wi-Fi ou les réseaux cellulaires.

4- Arrêt de la source de gaz :

Certains systèmes plus avancés sont capables de couper automatiquement l'alimentation en gaz en cas de détection de fuite, ce qui contribue à réduire le risque d'incident grave.

5- Maintenance et tests :

Comme pour tout équipement de sécurité, les systèmes d'alarme de fuite de gaz nécessitent un entretien régulier pour assurer leur bon fonctionnement. Cela peut inclure des tests périodiques des capteurs, le remplacement des batteries et d'autres composants, ainsi que la vérification de la calibration du système.

En résumé, un système d'alarme de fuite de gaz est essentiel pour assurer la sécurité des occupants d'un bâtiment en détectant rapidement les fuites de gaz potentiellement dangereuses et en déclenchant des alarmes pour avertir les personnes concernées.

Fonctionnement du système d'alarme de fuite de gaz

Le système d'alarme de fuite de gaz fonctionne généralement selon le processus suivant :

1- Installation du capteur de gaz MQ-4: Le capteur de gaz MQ-4 est installé dans l'environnement où la détection de gaz est nécessaire. Il peut être placé à proximité des sources potentielles de fuite de gaz telles que les appareils de chauffage, les cuisinières à gaz, etc.

2- Connexion avec la carte Micro:bit: Le capteur MQ-4 est connecté à la carte Micro:bit via ses broches d'entrée/sortie. Les détails spécifiques de la connexion dépendront du modèle exact du capteur et de la carte utilisée.

3- Programmation de la carte Micro:bit: Le code est écrit pour la carte Micro:bit afin de surveiller en continu les valeurs fournies par le capteur de gaz MQ-4. Le langage de programmation utilisé peut être basé sur des langages de programmation visuelle tels que MakeCode ou des langages de programmation textuelle comme MicroPython.

4- Détection de gaz: Le capteur de gaz MQ-4 détecte la présence de gaz dans son environnement et convertit cette information en un signal électrique. Ce signal est envoyé à la carte Micro:bit.

5- Analyse des données par la carte Micro:bit: La carte Micro:bit analyse les données reçues du capteur de gaz pour déterminer si le niveau de gaz dépasse un seuil critique prédéfini. Si c'est le cas, le système passe à l'étape suivante.

6- Activation de l'alarme: Lorsque le niveau de gaz dépasse le seuil critique, la carte Micro:bit déclenche l'activation de l'alarme. Cela peut se faire en activant une LED pour indiquer visuellement le danger et en faisant sonner son Buzzer pour alerter audiblement les personnes présentes dans la zone.

7- Arrêt de l'alarme: Une fois que le niveau de gaz revient en dessous du seuil critique et que l'environnement est considéré comme sûr, l'alarme est désactivée. Cela peut se faire automatiquement lorsque le niveau de gaz redevient sûr, ou par une intervention manuelle de l'utilisateur.

Les composants du système

Carte Micro:bit

La carte Micro:bit est un petit ordinateur programmable conçu pour l'éducation des enfants et des débutants en informatique. Elle a été développée par la BBC au Royaume-Uni en 2015 dans le but d'encourager l'apprentissage de la programmation et de l'électronique.

Carte d'extension pour Micro:bit

Pour étendre les fonctionnalités de la carte Micro:bit, vous pouvez utiliser une carte d'extension, également appelée "shield", conçue spécifiquement pour Micro:bit. Ces cartes d'extension offrent des connecteurs supplémentaires, des composants intégrés et des fonctionnalités supplémentaires pour faciliter l'ajout de capteurs, d'actionneurs et d'autres modules électroniques.

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.

LED

L'utilisation d'une LED dans un système de détection d'obstacles peut fournir un indicateur visuel lorsque le capteur MQ-4 détecte une fuite de gaz.

Breadboard (Plaque d'essai) :

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

Fils de connexion :

Des fils de connexion sont nécessaires pour relier les différents composants ensemble, tels que la connexion entre la carte Micro:bit, le capteur MQ-4 et la LED.

Montage du système

Connexion du capteur MQ-4 à la carte Micro:bit :

- Connecter la broche VCC du capteur MQ-4 à la broche 5V de la carte GPIO

- Connecter la broche GND du capteur MQ-4 à la broche GND de la carte Micro:bit

- Connecter la broche DO du capteur MQ-4 à la broche P0 de la carte Micro:bit

Connexion de la LED rouge à la carte Micro:bit :

- Connectez  la borne positive (anode) de la LED à la broche P1 de la carte Micro:bit.

- Connectez la borne négative (cathode) de chaque LED à la masse (GND) de la carte Micro:bit.

Programmation de la carte Micro:bit avec Makecode

Voici un exemple de programme simple pour le système d'alarme de fuite de gaz basé sur la carte Micro:bit, le capteur de gaz MQ-4 et la LED en utilisant MakeCode :

Ce programme utilise une boucle infinie toujours pour surveiller en continu les valeurs fournies par le capteur de gaz MQ-4. À chaque itération de la boucle, il lit la valeur analogique du capteur  de gaz MQ-4 à l'aide de lire la broche analogique P0.

Si la valeur lue est plus petit du seuil de gaz prédéfini (200 dans notre programme), l'alarme est déclenchée :  le buzzer émet un son et la LED est allumée. Sinon, si la valeur lue dépasse seuil, le buzzer et la LED sont éteints.