الکترونیکا پروژه های الکترونیک و مکانیک

این پروژه با استفاده از سنسور گاز مدل MQ-5 LP طراحی شده است.برنامه به نحوی است که پس از تشخیص گاز میکرو خروجی بازر را فعال میکند.

این سنسورهای گاز در مکانهایی که احتمال نشت گازی وجود دارد استفاده میشود . مناسب برای کارهای صنعتی و تحقیقاتی برای تشخیص گازهای مایع فشرده ، گاز شهری ،--- به علت وجود حساسیت پایین در مقابل الکل و دود هنگام استفاده از این سنسور سعی شود از بخار الکل . بخار غذا و دود سیگار محیط پاک باشد .

از سنسور گاز برای اندازه گیری مقدار گاز موجود در محیط استفاده میشود. میزان گاز به صورت "قسمت در میلیون قسمت" یا "PPM" بیان می شود. سنسورهای گاز جزء سنسورهای شیمیایی محصوب میشوند. سنسورهای شیمیایی سنسورهایی هستند که بر اساس تغییرات شیمیایی که در ساختار آنها ایجاد می شود عمل می کنند. به طور مثال در سنسور MQ9 از اکسید روی استفاده شده است که این ماده در هوای تمیز (بدون گاز) از هدایت الکتریکی پایینی برخوردار است. این سنسور از روش زیاد و کم شدن دما برای آشکار سازی استفاده میکند ، و گاز منواکسید کربن را در دمای پایین (ولتاژ گرمایش 1.5 ولت) آشکار سازی میکند.

مشخصات:

در یک وضعیت استاندارد موارد زیر حاصل شده است . ولتاژمدار حدود 5 ولت ---- واتاژ مستقیم یا متناوب برای مدار قابل استفاده است . ولتاژ گرمکن سنسور نیز 5 ولت است . مقاومت بار الکتریکی سنسور 20 کیلو اهم است و مقاومت گرمکن نیز در حدود 31 کیلو اهم است . میزان مصرف گرمکن سنسور کمتر از 800 میلی وات است .دمای مناسب و عملیاتی سنسور بین 10– تا 50 درجه سانتی گراد است . میزان رطوبت کمتر از 95 درصد مناسب است. میزان اکسیژن موجود در محیط حدود 21 درصد باشد مناسب است . این سنسور دارای 6 پایه میباشد . همانطور که در نقشه و شماتیک مدار میبینید پایه های کناری 2 به 2 به هم متصل شده اند . 2 پایه مرکزی پایه هایی اند که مربوط به گرمکن سنسور است و با تغییر میزان گاز مورد نظر جریان عبوری از آن تغییر کرده و نهایتا خروجی مورد نظر شما تغییر میکند .

 

با توجه به نمودارهای موجود میزان حساسیت این سنسور به ترتیب از بییشتر به کمتر بدینصورت است :

LPG , CH4

H2

ALCOHOL

CO

در مقابل هوای بیرون هیچ عکس العملی نشان نمیدهد. 

تنظیمات حساسیت:

میزان پایداری سنسور گاز در بین انواع مختلف و مدلهای مختلف مداری متفاوت است . بنابراین هنگامی که از این سنسورها استفاده میکنید تنظیمات سنسور روی میزان حساسیت آن بسیار موثر است . پیشنهاد سازنده به این است که میزان هیدروژن یا گاز مایع فشرده را به 1000 رسانده و مقاومت بار الکتریکی حدود 10 تا 47 کیلو اهم استفاده نمایید . برای اینکه یک اندازه گیری دقیق برای کار خود داشته باشید لازم است قبل از شروع کار میزان رطوبت و درجه حرارت را در نظر بگیرید.

نحوه عملکرد سنسور گاز:

هدایت الکتریکی سنسور با زیاد شدن غلظت گاز در محیط به شدت افزایش میابد. وقتی سنسور در شرایط دمای بالا (ولتاژگرمایی 5 V) کار می کند می تواند گازهای متان و پروپان و غیره را آشکار سازی نماید و نسبت به گازهایی که در دمای کاری پایین جذب میشوند حساس نمی باشد. در واقع برخورد مولکول های گاز با آلیاژ به کار رفته در سنسور باعث تغییرات شیمیایی در این آلیاژ و در نتیجه تغییر در رسانایی سنسور می شود و با تبدیل این تغییرات به ولتاژ می توان میزان تغییرات در غلظت گاز محیط را اندازه گیری کرد.

تغییرات خروجی سنسور گاز نوع MQ :

در حالت عادی در ابتدای اتصال منبع تغذیه به سنسور گاز چون هنوز فضای بین دو صفحه اصلی سنسور سرد است هدایت الکتریکی آنها بسیار پایین و در نتیجه در خروجی سنسور= V می باشد. با گذشت زمان و با گرم شدن فضای بین دو صفحه اصلی سنسور هدایت الکتریکی سنسور بیشتر می شود و مقدار ولتاژ کاهش میابد (این کاهش به صورت نوسانی است) تا جایی این کاهش ولتاژ ادامه میابد که در نهایت ولتاژ خروجی به حالت پایدار می رسد و ثابت میشود. حالا سنسور گاز در حالت آماده به کار می باشد. در این وضعیت (ولتاژ خروجی پایدار) با رسیدن مولکول های گاز به سنسور گاز و یونیزه شدن فضای بین صفحات A و B و در نتیجه افزایش رسانایی سنسور ، ولتاژ خروجی سنسور افزایش میابد که میزان این افزایش ولتاژ متناسب با میزان غلظت گاز موجود در محیط است.

کاربرد سنسور گاز:

از سنسورهای گاز در محلهایی که احتمال نشت گاز وجود دارد مانند منازل مسکونی (بخاری یا آشپزخانه) ، گلخانه ها ، معادن و غیره استفاده میشود. این سنسورها همچنین در صنایع تولیدی و همچنین در آزمایشگاهها نیز کاربرد دارد. در زیر لیستی از سنسورهای گاز سری MQ آورده شده است.

۱- سنسور MQ-2 حساس به کلیه گازهای مشتعل و دود

۲- سنسور MQ-3 حساس به گازهای طبیعی- متان

۳-سنسور MQ-4 حساس به گازهای طبیعی- متان

۴-سنسور MQ-5 حساس به گازهای LPG - گازهای طبیعی - گازهای ایجاد شده از سوختن

۵- سنسور MQ-6 حساس به گازهایLPG - Propane - iso-butane

۷- سنسور MQ-8 حساس به هیدروژن و گازهای ایجاد شده از سوختن

۸- سنسور MQ-9 حساس به کلیه گازهای مشتعل و CO

9- سنسور MQ214 حساس متان

۱۰- سنسور MQ216 حساس به کلیه گازها و گازهای ایجاد شده از سوختن

۱۱- سنسور MQ306A حساس به گازهای LPG - گازهای طبیعی - گازهای ایجاد شده از سوختن

۱۲- سنسور MQ307A حساس منواکسید کربن

۱۳- سنسور MQ309A حساس به کلیه گازهای مشتعل و CO

شماتیک پروژه:

برنامه به زبان c:

#include<avr/io.h> void main() { DDRD=0b11111111;//PORTD is declared as output DDRB=0b00000000;//PORTB set for input PORTB=255; while(1) { int x=PINB & 0b00000001;//assume x as a variable and set first pin if(x==0b00000001) PORTD=0b00000000; else if(x==0b00000000) PORTD=0b00000001; } }