czwartek, 21 października 2021

Czujnik metanu/gazu ziemnego/propanu prosto i całkowicie bez mikrokontrolera

 
bezpośredni link do "jutuba"

 


 
 
 

Mamy w domu taką bardzo pilną potrzebę dodania zabezpieczeń w okolicach gazówki w kuchni, a moduł „andrutinowy” zawierający na maleńkiej płyteczce czujnik katalityczny MQ-4 z potencjometrem i komparatorem na LM393 i tak dostałem w prezencie od znajomka, więc se własny alarmik zrobiłem. 

Taka płyteczka „doandrutinowa” normalnie w handlu kosztuje od 10 do 15 złotych (czyli 2 do 3 razy taniej od samego czujnika MQ-4, jeśli by go ktoś chciał zakupić odrębnie i samodzielnie dodać komparator scalony czy jakiś klasyczny przerzutnik Schmitta). Czujnik ma wbudowaną grzałkę 33-omową / 750 mW (przy 5V będzie to „żarło” sto kilkadziesiąt miliamperów). Zasilacz prosty liniowy na 7812 i 7805 dorobiłem. Karmienie z gotowego fabrycznego impulsowego „wtyczkowca” od „Creative” (15.3 V / 1.6A). Odwracanie stanów logicznych na potrzeby alarmowania zrobiłem na dwóch bramkach NAND (dokładnie na 74HCT00). Spięcie "zusammen do kupy" obu wejść bramki NAND przekształca ją w bramkę NOT, czyli w inwerter. Układ sterowania/przełączania na miniaturowym bezgłośnym hermetycznym kontaktronie z cewką „pięciusetkilkunastoomową” o apetycie na poziomie 8 ... 9 mA, który wylutowałem ze starego (rok 1998) modemu na szynę ISA (podobne współczesne modele kontaktronów na tym całym naszym „Allegrze” kosztują w granicach 4 ... 5 złotych za sztukę). Syrena na buzzerku 3-24V z tonem ciągłym (buzzer oczywiście z wbudowanym fabrycznie generatorem), tranzystorze BC238 z przełącznika dmuchawy od „Poloneza” i dawnej klasycznej jednobarwnej wolno migającej diodzie LED przy nieco zwiększonym (do 14 woltów) zasilaniu jest w stanie produkować sygnał dwutonowy/modulowany o intensywności wprost nieznośnej dla uszu (= można sobie nawet chwilowo/trwale porazić słuch). Gdyby syrena nie chciała ładnie modulować dwutonowo, to na minusie zasilania (między płytką ze stabilizatorami a płytką z czujnikiem właściwym) będzie trzeba założyć jakiś dławik o indukcyjności przynajmniej 10 mikrohenrów. W moim przypadku było to konieczne (na pierścieniowym rdzeniu ferrytowym o liczbie AL = 1500 nawinąłem trzy zwoje, ale oczywiście nieco większa liczba zwojów byłaby jeszcze lepsza). Jeśli nie masz dławika o wystarczającej odporności "amperażowej", to taki słabszy "watowo" dławik możesz również zamontować na linii 12V (także między płytką ze stabilizatorami a płytką z czujnikiem właściwym).

Czujnik wymaga wstępnego wygrzania przez czas nie krótszy niż 48 godzin, choć w „internetach” powiadają, że podobno już nawet kilkanaście minut wystarczy. Należy go również chronić przed nadmiernymi pozaznamionowymi i zbyt długotrwałymi stężeniami gazów palnych i innych działających agresywnie substancji chemicznych typu silikon czy chlorowodór. Trwałość gwarantowana przez producenta to przynajmniej 10 lat. Sensorek niniejszy powinien reagować na stężenie metanu/gazu ziemnego o wartości 300 ppm w ciągu maksymalnie około minuty. Potencjometrem ustalamy próg zadziałania dla linii DO (= Digital Output). Należy to zrobić z wyczuciem, aby czujnik nie reagował nadmiernie na silnie skoncentrowaną parę wodną w powietrzu, z którą w kuchni czy łazience przecież bardzo łatwo się zetknąć (lepiej więc obniżyć próg zadziałania/czułość i nie mieć fałszywych alarmów z powodu np. wygotowującego się przez naszą gapowatość czajnika). 

Korzystałem głównie z zasobów szufladowych i wylutów czy elektrośmieci, więc koszt całego projektu w moim przypadku nie przekroczył 10 złotych (w sklepie stacjonarnym dokupiłem jedynie dwie płytki uniwersalne i migającą diodę LED). Podobna gotowa fabryczna kupna „czujka” zasilana wprost z sieci oraz w obudowie do zamontowania naściennego to koszt przynajmniej około 50 złotych (cena razem z przesyłką), jednak nie byłoby radochy z samodzielnego konstruowania, eksperymentowania, obudowywania oraz samoedukowania się. 

Zasilacz wtyczkowy i stabilizatory zamierzam wpierdzielić do wnętrza okapu kuchennego „Ciarko” (i z niego pozyskać energię), a czujka właściwa znajdzie się na ścianie obok. Mam już także przygotowaną przelotową/śródkablową oprawkę na bezpiecznik topikowy 200 ... 300 mA. 


UWAGA!!! UKŁAD NIECERTYFIKOWANY I CAŁKOWICIE HOBBYSTYCZNY!!! NIE POWINIEN BYĆ WYKORZYSTYWANY DO ZASTOSOWAŃ PROFESJONALNYCH I NEWRALGICZNYCH!!! ZASILACZ WTYCZKOWY HERMETYCZNY Z ZABEZPIECZENIAMI BEZWZGLĘDNIE KONIECZNY!!! DODANIE BEZPIECZNIKA ABSOLUTNIE NIEZBĘDNE!!! WSZYSTKO ROBISZ NA WŁASNĄ ODPOWIEDZIALNOŚĆ!!! POKAŻ TOTO ELEKTRYKOWI Z UPRAWNIENIAMI!!!

 

Kilka zdjątek:




 


  
 
 
Powyższe pięć zdjątek jako zapasowy mirror (w paczuszce *.rar)



 
 
Dla dociekliwych jeszcze coś takiego:
 
 
 
 
Oraz orientacyjna pomoc kalibracyjna dla działaczy chcących skorzystać z wyjścia analogowego:
 

 
 
A na koniec MATERIAŁ BEZWZGLĘDNIE OBOWIĄZKOWY, czyli podobny projekt z dokładnie podanymi miejscami montażu dla różnych gazów wybuchowych, wyspecyfikowaniem szybkości powstawania stężeń itd. itp. : https://disk.yandex.com/i/hj8kyJrat47U_Q
 
Gaz ziemny to metan, więc trochę lżejszy od powietrza, więc optymalną wysokością, na której powinien być zainstalowany czujnik, byłoby jakieś 30 cm od sufitu. Propan jest trochę cięższy od powietrza, więc można zainstalować kilkadziesiąt centymetrów od podłogi. Tlenek węgla ma ciężar właściwy zbliżony do powietrza, więc czujnik (np. MQ7) powinien być mniej więcej w połowie wysokości ściany. 
 
Ustalenia punktu progowego dokonujemy potencjometrem wbudowanym w moduł I W OBECNOŚCI DOCELOWEGO ALARMOWEGO STĘŻENIA GAZU, NA KTÓRY CZUJKA MA REAGOWAĆ. Proszę również unikać zabaw z butano-propanem (gazem do zapalniczek), gdyż na butan sensor MQ-4 reaguje nieproporcjonalnie nadmiernie/przesadnie w porównaniu z umiarkowaną odpowiedzią na metan/gaz ziemny.
 

 
A tak już wygląda w gotowej obudowie po jakimś tam sterowniku kotła:

 

 
 

Działa bez zarzutu, reaguje na nawet niewielkie stężenia gazu ziemnego. Para wodna nie wzbudza fałszywego alarmu, opary ze smażonych kotletów też nie. Dodałem także wyłącznik.


Kalibrację zrobiłem tak oto:


1. Na dwie minuty odkręciłem gaz (z jednego kurka).

2. Dałem czujnik na wysokość około 2 metrów (tuż nad kuchenką) i potencjometrem ustawiłem tak, aby się odezwał (i tak już "na odezwaniu" pozostał).

3. Odłączyłem zasilanie (= żeby hałas nie wkurzał), skręciłem obudowę i zawiesiłem czujnik na ścianie obok wyciągu (wiem, wiem ---> jeszcze wyżej byłoby jeszcze lepiej, bo metan jest trochę lżejszy od powietrza).

4. Poczekałem pół godziny, aż się kuchnia bardzo porządnie przewietrzy.

5. W międzyczasie dowaliłem na minusie zasilania (między płytką ze stabilizatorami a płytką z czujnikiem właściwym) dławik 10 mikrohenrów ---> w moim przypadku było to konieczne, bo syrena nie zawsze prawidłowo modulowała dwutonowo ---> zależy toto między innymi od długości kabli i ich ułożenia ---> na pierścieniowym rdzeniu ferrytowym o liczbie AL = 1500 nawinąłem trzy zwoje, ale oczywiście nieco większa liczba zwojów byłaby jeszcze lepsza; jeśli nie mamy dławika o wystarczającej odporności "amperażowej", to taki słabszy "watowo" dławik możemy również zamontować na linii 12V (także między płytką ze stabilizatorami a płytką z czujnikiem właściwym).

6. Włączyłem zasilanie i działa bezproblemowo. 

 
 
Życzę wszystkim miłego gazowania :) 
 
Metan jest bliżej niż Ci się może zdawać :)

Marcin Perliński
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 


Brak komentarzy:

Prześlij komentarz