Как обнаружить вредные газы в вашем доме с ThingSpeak

Этот проект позволяет осуществлять беспроводной мониторинг до восьми удаленно расположенных датчиков с использованием беспроводного приемопередатчика HC-12 и простой протокол, который поддерживает как исходящий удаленный контроль, так и входящий статус и данные, которые должны быть переадресованы и отображается на платформе ThingSpeak. Проект включает в себя удаленный, основанный на Arduino, MQ-7 датчик окиси углерода (CO) с соответствующим приемопередатчиком HC-12. Идея состоит в том, чтобы обеспечить центральный монитор D1 Mini, ESP8266 с локальным дисплеем и интерфейс ThingSpeak для обнаружения без запаха пропана, бутана и летучих жидкостей и топлива на объектах или даже на вашем месте работы или жизни.

Для Arduino доступны несколько газовых датчиков серии MQ, которые обнаруживают гораздо больше газов, включая СО, пропан и природный газ, и аммиак (MQ-37). Каждый из этих датчиков характеризуется нагревательным элементом с или без определенного изменения цикла мощности.

СПИСОК ЧАСТЕЙ
Кол-во	Часть	Digi Key Номер детали	Примечания
1	Ардурино Нано	1738-1017
1	D1 mini
2	Модуль HC-12
1	DHT11	1528-1228	Adafruit
1	Buck upconvertor
1	1N4148		thruhole
2	1N4001 диод	641-1310-1	thruhole
6	5.1K резистор	CF18JT5K10CT	thruhole
9	1.2K резистор	CF18JT1K20CT	thruhole
1	10K резистор	CF18JT10K0CT	thruhole
8	двойной LED	1080-1110	CA (красный / grn) L1-L8
2	47nF конденсатор	490-9480	thruhole
2	10uF 25V конденсатор	P19522CT	Радиальный алюминий
2	74HC595 circuit	296-1600-5	16pin PDip
1	двойной операционный усилитель MCP602	MCP602-I / P	8pinDIP
1	Регулятор LM317	497-6707-5	См. Текст
1	Датчик MQ-7 CO	СЕН-09403	Используемая версия для монтажа / модуля
5	Транзисторы NPN (переводчик)	2N3904FS-ND	К-92
4	2-контактный мужской разъем	277-1667-ND	0,1 "центры
3	Двойной (винтовой) терминал	732-5315-ND	0,2 "центры
см. Текст	Гардеробная доска, односторонняя одетая, 0.1 "узор	V2010-ND	по мере необходимости
см. Текст	прото-тип доска		по мере необходимости

Нажмите здесь, чтобы загрузить исходный код датчика CO.

Нажмите здесь, чтобы загрузить исходный код ThinkSpeak.

ИНСТРУКЦИИ ПО СТРОИТЕЛЬСТВУ

CO не имеет запаха и бесцветности и может быть тошнотворным и смертельным, даже в небольших концентрациях. Используя приемопередатчик HC-12, это приложение позволяет размещать несколько датчиков на широкой территории, под полами, рядом с печами и водонагревателями, а также в гаражах. Кроме того, одна из особенностей платформы ThingSpeak заключается в том, что ее можно использовать для генерации твитов и уведомлений о текстовых сообщениях в настройках «по отключению».

Удаленное оборудование на базе Arduino заботится о циклическом нагревании и включает датчик температуры и влажности DHT22, который сообщается и доступен для использования для калибровки датчика СО. Пульт дистанционного управления также обеспечивает обработку полученного сигнала запроса по последовательному каналу HC-12. HC-12 может быть сконфигурирован для любого из 100 каналов и может работать на высоте более 1000 футов.

. Обращаясь к схеме справа, я использовал недорогой повышающий преобразователь для поддержки аппаратуры переключения обогревателя датчика. Это может быть необязательным, в зависимости от конкретного используемого датчика газа или желаемой точности. Я включил это, потому что большинство схем управления отопителем либо не обращаются к циклу напряжения, либо они теряют слишком много напряжения, чтобы соответствовать спецификациям нагревателя датчика, и они относительно недороги для включения. Показанный преобразователь работает с напряжением 4,5 В, 7 вольт. Несколько других подобных датчиков используют только один источник питания на 5 вольт, который может не требовать никакого преобразователя.

Я использовал схему широтно-импульсной модуляции (PWM) для изменения напряжения нагревателя / датчиков. Это позволяет динамически настраивать динамическое напряжение датчика на любое значение между опорным сигналом регулятора и максимальным выходом на выходе регулятора в зависимости от его входного напряжения и требуемой дифференциальной входной / выходной спецификации. В то время как я использую регулятор LM317, который является довольно старой школой, еще несколько современных деталей также доступны как регулируемые, три или более штыря, с указанием менее необходимого минимального напряжения датчика. Для датчика MQ-7 CO это 1,4 В.

Настройка датчика срабатывания сигнализации, характеристики нагревателя и функция отключения тревоги также предусмотрены на контроллере дистанционного датчика (ввод «?» На последовательном канале связи).

Ремень идентификатора датчика, обозначенный «ID» на схеме, используется для определения и идентификации датчика через базовое управление передачей.

Канал HC-12 и срабатывание сигнализации настраиваются с базы D1 Mini. И сырой продукт CO, конфигурация отопителя и тревоги, температура датчика и информация о состоянии влажности возвращаются по требованию по ссылке на базу. Вся беспроводная связь инициируется контроллером D1 Mini, ESP8266.

Этот контроллер закодирован для обеспечения планировщика и восходящей линии WiFi на платформу ThingSpeak. Он использует последовательную конфигурацию для настройки до шести параметров на основе приложений и приема до четырех характеристик, передаваемых ThingSpeak. Ссылка на HC-12 может быть подключена к любому датчику или другим удаленным приложениям, поддерживающим протокол связи. В описанном здесь удаленном приложении CO параметры, относящиеся к ThingSpeak, позволяют отображаемым диаграммам включать в себя значения температуры, влажности и (сырого) датчика CO и настройки отключения.

Основание D1 Mini также обеспечивает расширенный драйвер дисплея, позволяя двухцветным светодиодам указывать рабочие состояния. Существуют фиксированные и мигающие зеленые и красные индикаторы, соответствующие «активным» и «тревожным» для каждого из восьми удаленных датчиков.

Общий анод, двойные красные / grn светодиодные дисплеи кодируются в таблице и устанавливаются и возвращаются из удаленного приложения как часть ответа в функции (id) 8:

выключен, когда датчик отключен (канал установлен на 0)
grn, когда активный датчик работает нормально
чередуется красный / grn, когда активный датчик находится в аварийном режиме
красный, когда активный датчик не реагирует
мигает красным, когда активные отклики (датчики) не соответствуют

запрос id

На базе ввода «?» Через последовательную линию D1 Mini возвращается список параметров и разрешается изменять ThingSpeak, сетевые имена и пароли, а также изменять конфигурации расписания и датчика. Каждый датчик также позволяет назначить уникальный канал HC-12 в дополнение к уникальному 3-битовому идентификатору, установленному на датчике. Ввод канала 0 устанавливает соответствующий датчик как «отключенный».

В запрограммированных функциях с 1 по 5 используется идентификатор запроса, и вводится текстовая запись с «$» (например: 2, magicwand $, установка пароля WiFi на «волшебный мир»).

В этом списке поддерживаются четыре записи, связанные с ThingSpeak, в которых перечислены восемь датчиков, которые будут перенаправлены на платформу ThingSpeak. Сайт ThingSpeak предоставляет ресурсы для маркировки и наложения графиков, а также средство обработки / отображения на основе MathWorks.

. Введенные функции 6-8 используют идентификатор и числовые символы с разделителем, например:

6,5 устанавливает график на 6 минут. (3 мин мин)

7,3,25 устанавливает датчик 3 на канал 25

8,2,75,0 устанавливает датчик 2 на 75 и цикл нагревателя на «нормальный». Дистанционные циклы нагрева датчика кодируются как:

Нормальный (0) 90 сек. Максимум 60 секунд

Короткий цикл (1) 90 сек. Максимум 50 секунд

StatusOnly (2) возвращает 3 параметра

Выкл. (3)

Функция 9 отображает до шести названных переменных. Каждый совместимый удаленный датчик или приложение определяет список параметров, отображаемый на базе D1 Mini, и предоставляет статус и эти значения, которые также отображаются на базе. База позволяет изменять этот список и перенаправлять его обратно в удаленное приложение. Для датчика CO они включали режим обогрева и срабатывание сигнализации. Для модифицированного чердачного контроллера этот список включает режим, переопределение вентилятора и настройку аварийного отключения температуры чердака. Расписание, канал, пароли и ключи сохраняются в EEPROM базового контроллера. Для предоставленного CO-приложения значения отключения и нагревателя, перенаправленные на базу, возвращаются и сохраняются в EPROM удаленного устройства.

База D1 Mini, кодированная как общий центральный планировщик, включает в себя функции, которые позволяют базе оставаться универсальной и позволяют приложениям добавлять и пересылать на платформу ThingSpeak только с последовательной ссылкой и без перепрограммирования на основе кода. Я бы хотел, чтобы читатели использовали его для своих удаленных приложений. В разработке я преобразовал приложение Alexa Based Attic / Greenhouse Remote для использования контроллера на основе ThingSpeak, описанного в этом проекте. Несколько других ранее опубликованных проектов, таких как 4-канальный Data Logger или проект Wireless Depth Detector, могут быть изменены относительно легко, чтобы воспользоваться преимуществами удаленной беспроводной платформы ThingSpeak для Интернета.

Для приложения CO удаленная влажность, температура, данные необработанных датчиков и состояние тревоги (четыре переменные) возвращаются из приложения по требованию с базы и отправляются на платформу ThingSpeak. Для конвертированного приложения для контроля чердака, температура наружного воздуха, состояние вентилятора1 и вентилятора2 и температура срабатывания датчика чердака передаются ThingSpeak.

По любым вопросам или помощи с документацией William Grill можно связаться по адресу: contact@riverheadsystems.com

(Источник изображений: Уильям Грилл)