Обзор системы

Эта конструкция использует датчик дыма MQ-2, датчик температуры DS18B20 и микроконтроллер AT89C51 в качестве основных компонентов и объединяет их с другими электронными технологиями. Микроконтроллер AT89C51 управляет датчиком для обнаружения дыма и температуры в месте обнаружения в режиме реального времени и обрабатывает результаты обнаружения. результаты с информацией о данных, могут реализовать функции встроенной звуковой, световой и электрической сигнализации, отображения концентрации, отображения температуры и других функций.

Компонентами системы сигнализации о температуре дыма являются: схема сбора сигнала задымления MQ-2, схема аналого-цифрового преобразования ADC0832, схема сбора сигнала температуры DS18B20, схема управления микроконтроллером, схема ЖК-дисплея, схема кнопки, схема реле (на практике приложения, реле. Схема может использоваться для управления электрическими выключателями, спринклерными установками, средствами пожаротушения и т. д.), а также цепями звуковой и световой сигнализации. Структура системы показана ниже.

Характеристики чувствительности MQ-2

Когда датчик дыма подвергается воздействию одного и того же вида дыма в оптимальных условиях работы, характеристика изменения значения его сопротивления RS в зависимости от концентрации газа называется характеристикой чувствительности и обозначается K.

K=RS/RO

В формуле RS — значение сопротивления датчика дыма в условиях чистого воздуха, а RS — значение сопротивления датчика дыма при определенной концентрации обнаруженного дыма. Хотя значение характеристики чувствительности устройства К будет разным для разных дымов, все они подчиняются одному и тому же правилу.

logRS=mlogC+n

В формуле m — чувствительность устройства к изменению концентрации дыма, также известная как энергия отделения дыма. Для дыма значение m составляет от 1/2 до 1/3 C — концентрация обнаруженного дыма. n относится к обнаружению дыма и материалов устройства и зависит от температуры испытания и наличия или отсутствия сенсибилизатора в материале.

описание дизайна

Прежде всего, следует отметить, что поскольку в программе Proteus нет модели датчика дыма MQ-2, вместо нее при моделировании используется скользящий реостат.

Проводимость внутренней структуры датчика газа MQ-2 увеличивается по мере увеличения концентрации газа, а его сопротивление обратно пропорционально проводимости, поэтому сопротивление соответственно уменьшается. Его характеристики эквивалентны скользящему реостату. Поэтому в моделировании вместо этого используется скользящий реостат.

В реальном применении на принципиальной схеме метод подключения MQ-2 показан на рисунке ниже.

Поскольку выходное напряжение MQ-2 не связано линейно с концентрацией дыма, концентрацию необходимо рассчитать в соответствии с приведенной выше формулой расчета, чтобы рассчитать соотношение Rs/R0, а затем проверить таблицу характеристик чувствительности, чтобы получить ее. для конкретных методов работы см. информацию о MQ в папке с информацией об устройстве -2 «Инструкция по эксплуатации преобразования напряжения в концентрацию».

Чтобы упростить процесс моделирования, уровень дыма (Smoke) разделен на 5 уровней, и соответствующая зависимость между уровнем дыма и выходным напряжением MQ-2 показана в таблице ниже.

Моделирование Протея

Принципиальная схема и печатная плата

Фактическое изображение доски с отверстиями

Анализ результатов моделирования

Откройте файл моделирования «Fire Tempo Smoke Alarm System Design.DSN», дважды щелкните микроконтроллер, чтобы загрузить файл «Alarm.hex», и запустите моделирование. Результаты следующие.

Как видно из рисунка, на ЖК-дисплее отображается текущий уровень задымленности 3, что ниже установленного уровня сигнализации 4. Текущая температура системы составляет 29,8°C в диапазоне температур (5~30°C); ); горит зеленый светодиод, указывая, что система находится в нормальном рабочем состоянии; реле и зуммер находятся в остановленном состоянии.

Путем регулировки красных стрелок вверх и вниз датчика DS18B20 и скользящего реостата RV3 изменяется температура или уровень задымленности, что приводит систему в состояние тревоги. На данный момент результаты моделирования показаны на следующих трех рисунках.

Текущая температура составляет 35,3 ℃, что превышает верхний предел на 30 ℃.

Текущий уровень задымления составляет 5, что превышает уровень тревоги 4.

Дым и температура достигают тревожных значений

Из трех вышеуказанных состояний тревоги видно, что независимо от того, работают ли датчики температуры или дыма по отдельности или одновременно, действие системы одинаково, то есть загорается красный светодиодный индикатор тревоги, звучит зуммер и срабатывает реле. , достигая интеграции звука, света и электричества.

Вы можете установить уровень дымовой сигнализации, а также верхний и нижний пределы температурной сигнализации с помощью кнопок «Регулировка», «Увеличить» и «Уменьшить». Нажмите кнопку «Регулировка», чтобы войти в настройку уровня дымовой сигнализации. Курсор на ЖК-дисплее мигает. Используйте клавиши «Увеличение» и «Уменьшение», чтобы установить размер уровня. После завершения настройки снова нажмите кнопку «Регулировка». Чтобы ввести настройку нижнего предела сигнализации температуры, действуйте аналогичным образом. Когда все три параметра установлены, нажмите клавишу «Настроить», чтобы выйти из настроек системы.

В этом примере мы установили уровень дымовой сигнализации 3 и диапазон температур 20–60 ℃. Результаты показаны на рисунке.

Когда система находится в нормальном рабочем состоянии, нажмите кнопку «Вызов», и система немедленно перейдет в состояние тревоги: загорится красный светодиод, раздастся звуковой сигнал и сработает реле. Кнопка вызова используется для имитации сбоя системы или аварийных ситуаций, а проверяющий персонал может напрямую управлять сигнализацией вручную.

C-код

Содержание ресурса

(1) Полная версия проектной документации по системе пожарной сигнализации и сигнализации дыма на основе MQ-2 и DS18B20;

(2) программа Keil C;

(3) файл моделирования Proteus;

(4) Отчет о предложении и постановка задачи;

(5) Информация об устройстве;

(6) Принципиальная схема и файлы печатных плат;

(7) Список компонентов;

(8) Физические изображения;

Скриншот ресурса