×

小丑远程危险加油站和监控器

消耗积分:0 | 格式:zip | 大小:0.72 MB | 2022-07-22

马占云

分享资料个

PCB图如下：
poYBAGLNw6iAY_jRAAea32JXxEo026.png
pYYBAGLNw6uANjdlAAKYW9VbdKo411.png

成分

PCBWay定制PCB
 
 × 1
阿杜诺纳米
 
 × 1
ST7789 240x240 IPS 屏幕
 
 × 1
红外遥控器和接收器
 
 × 1
MQ-3 气体传感器
 
 × 1
MQ-4 气体传感器
 
 × 1
MQ-6 气体传感器
 
 × 1
MQ-9 气体传感器
 
 × 1
蜂鸣器
 
 × 1
5mm共阳极RGB LED
 
 × 1
220Ω电阻
 
 × 7
20K电阻
 
 × 5
电源插孔
 
 × 1
外接电池 (5V)
 
 × 1
MQ2 气体传感器模块
 
 × 1

描述

小丑远程危险加油站和监控器

 

长期以来，我一直想创造一种独特的设备来观察各种有害气体的存在，以用于空气质量监测和气体泄漏检测等广泛的应用。因此，我决定开发这个项目。

 

首先，为了得到严格的气体测量结果，我选择使用这些 MQ 系列气体传感器，将它们连接到 Arduino Nano：

 

  • MQ-2
  • MQ-3
  • MQ-4
  • MQ-6
  • MQ-9

 

在为我的设备选择气体传感器后，我决定使用红外遥控器控制其设置和功能。因此，我将 IR 远程接收器模块连接到 Arduino Nano。然后，为了显示生成的气体测量值，我使用了 ST7789 IPS 屏幕。

 

最后，我添加了一个蜂鸣器和一个 5 毫米共阳极 RGB LED，以便在气体达到危险水平时收到通知。

 

您可能已经知道，Joker 制造的有毒气体化合物（Joker Venom 或 Laughing Gas）在 DC 宇宙中被认为是非常危险的。因此，我以小丑在漫画中的形象为灵感塑造了我的设备，以提醒人们气体的有害影响。

 

在面包板上完成布线并测试代码后，我设计了受 Joker 启发的 PCB 来完成我的项目。它成为我工作场所的时尚和有趣的补充，作为监测有害气体存在的有效设备:)

 

poYBAGLNw8GAUQaEAAPmMMJ7Qko381.jpg

 

pYYBAGLNxC-AKfTtASvxLsNPjK0999.gif

 

第 1 步：设计和焊接 Joker Remote Gas Station PCB

 

在对我的 PCB 设计进行原型设计之前，我使用面包板上的 Arduino Nano 测试了所有连接和接线。

 

poYBAGLNxDOAXXs0AAl5F7YIc-4348.jpg

 

然后，我使用 KiCad 设计了 ​​Joker Remote Gas Station PCB。我附上了下面 PCB 的 Gerber 文件，所以如果你愿意，你可以从 PCBWay 订购这个 PCB，以创建一个合适的设备来观察有害气体的存在，并在它们达到危险水平时得到通知 - 受恶意 Joker 的启发： )

 

pYYBAGLNxDeAO48TAAiTYQ9ObM4526.jpg

 

pYYBAGLNxDqAcU6VAAYwaKDhs5s152.jpg

 

首先，通过使用烙铁，我连接了 Arduino Nano、IR 接收器模块、MQ-2 气体传感器、MQ-3 气体传感器、MQ-4 气体传感器、MQ-6 气体传感器、MQ-9 气体传感器、接头（母）、蜂鸣器、5mm共阳极RGB LED、220Ω电阻、20K电阻、电源插孔。

 

PCB上的元件清单：

 

A1（阿杜诺纳米）
S1（ST7789 IPS 屏幕接头）
IR1（红外接收模块）
MQ2（MQ-2 气体传感器）
MQ3（MQ-3 气体传感器）
MQ4（MQ-4 气体传感器）
MQ6（MQ-6 气体传感器）
MQ9（MQ-9 气体传感器）
BZ1（蜂鸣器）
D1 (5mm 共阳极 RGB LED)
R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7（220Ω电阻）
R8、R9、R10、R11、R12（20K 电阻）
J1（电源插孔）
J2（外部电池接头）

 

pYYBAGLNxD2AbTPHAAg4KDlEgoc920.jpg

 

poYBAGLNxEGAFqWlAAcP1OgduL8896.jpg

 

poYBAGLNxFCACLG1AAgS2J2BplA782.jpg

 

第 2 步：对 Arduino Nano 进行编程并设置组件

 

下载所需的库，以便能够控制 IR 接收器模块：

Arduino-IRremote | 图书馆

 

下载所需的库以使用 ST7789 240x240 IPS 屏幕：

Arduino_ST7789_Fast | 图书馆

Adafruit_GFX | 图书馆

 

? 包括所需的库。

? 定义 IR 接收器模块引脚和设置。

 







 ;
decode_results 结果；

 

? 通过执行示例中的IRrecvDemo.ino 文件，从IR 遥控器中获取所需的IR 代码并定义它们。

 

 

? 定义 ST7789 240x240 IPS 显示设置。

 

 

? 要在 ST7789 屏幕上显示图像，请使用以下图像转换器将它们转换为 .c 文件：

 

图像转换器 (UTFT)

 

您可以下载我在下载中使用的转换后的图像 - gas.c、lethal.c 和toxic.c。

 

? 包括转换后的图像。

 

 

? 启动 ST7789 240x240 IPS 显示屏。

 

 TFT = Arduino_ST7789（TFT_DC，TFT_RST）；

 

? 启动 IR 接收器模块。

? 启动并清除 ST7789 240x240 IPS 显示屏。

 

不可恢复。启用IRIn（）；

tft.init(SCR_WD, SCR_HT);
tft.fillScreen(RGBto565(235, 46, 0));

 

? 在 read_IR_controls 函数中，在传输时从 IR 遥控器收集 IR 代码。

 

  {
 
IR_codeValue = results. ；
不可恢复的简历（）；
延迟（）；
}{
IR_codeValue =  ;
}
}

 

? 在 collect_Data 函数中，获取 MQ 系列气体传感器（MQ-2、MQ-3、MQ-4、MQ-6 和 MQ-9）产生的气体测量值。

 

  {

mq_2_val = 模拟读取（mq_2）；
mq_3_val = 模拟读取（mq_3）；
mq_4_val = 模拟读取（mq_4）；
mq_6_val = 模拟读取（mq_6）；
mq_9_val = 模拟读取（mq_9）；
}

 

? 在界面功能中，打印带有菜单选项的界面。

 

  {

tft.setTextColor(RGBto565( , , ), RGBto565( , , ));
tft.setTextSize(  );
tft.setCursor(  ,  );
tft.println(  );
tft.setCursor(  ,  );
tft.println(  );
tft.setCursor(  ,  );
tft.println(  );
tft.setCursor(  ,  );
tft.println(  );
tft.setCursor(  ,  );
tft.println(  );
}

 

? 在 change_menu_options 函数中，通过使用 IR 遥控器按钮 - Up 和 Down - 增加或减少选项编号，以在界面上的菜单选项之间切换。

 

  {

 (selected < ) selected = ;
 (selected > ) selected = ;
延迟（）；

 
mq2 =  ;
mq3 =；
mq4 =；
MQ6 =；
mq9 =；
;
 ： 
mq2 =；
mq3 =；
mq4 =；
MQ6 =；
mq9 =；
;
 ：
mq2 =；
mq3 =；
mq4 =；
MQ6 =；
mq9 =；
;
 ：
mq2 =；
mq3 =；
mq4 =；
mq6 =；
mq9 =；
;
 ：
mq2 =；
mq3 =；
mq4 =；
MQ6 =；
mq9 =；
;
}
}

 

pYYBAGLNxFOAIUhwAABw3d58548301.png

 

poYBAGLNxFWAMUPvAABh8OOfS1I829.png

 

pYYBAGLNxFeAa4mjAABqBoxKOnA267.png

 

pYYBAGLNxFmASq5tAABrAsOsm0w760.png

 

步骤 2.1：显示有害气体的存在

 

为了检测有害气体的存在，我使用了这五个 MQ 系列气体传感器：

 

  • MQ-2
  • MQ-3
  • MQ-4
  • MQ-6
  • MQ-9

 

MQ-2气体传感器对液化石油气、丙烷和氢气具有很高的灵敏度，也可用于检测甲烷和其他可燃蒸汽。

 

MQ-3气体传感器对酒精有很高的灵敏度，对汽油、烟雾和蒸汽有很好的抵抗力。该传感器可以检测不同浓度的酒精。

 

MQ-4 气体传感器对甲烷、丙烷和丁烷具有高灵敏度。该传感器可以检测不同的可燃气体。

 

MQ-6 气体传感器对丙烷、丁烷和液化石油气具有高灵敏度，对天然气也有响应。该传感器可以检测不同的可燃气体，例如天然气、主要由甲烷和乙烷组成的无色可燃气体碳氢化合物。

 

MQ-9 气体传感器对一氧化碳、甲烷和液化石油气具有高灵敏度。该传感器可以检测含有 CO 和可燃气体的不同气体。

 

正如预期的那样，在连接到 Arduino Nano 后，每个传感器会根据可检测到的有害气体的数量产生不同的值范围。

 

测试后，我根据经验为每个传感器分配了以下这些级别。如果需要，在测试传感器后更改它们。

 

 < ？低
 < mq_2_val < ？缓和
mq_2_val >= ？危险的

mq_3_val <  ? 低
 < mq_3_val < ？缓和
mq_3_val >= ？危险的

mq_4_val < ？低
 < mq_4_val < ？缓和
mq_4_val >= ？危险的

mq_6_val <  ? 低
 < mq_6_val < ？缓和
mq_6_val >= ？危险的

mq_9_val <  ? 低
 < mq_9_val < ？缓和
mq_9_val >= ？危险的

 

? 如果使用向上和向下按钮选择了菜单选项，请在界面上突出显示其名称。

 

poYBAGLNxF2Ad2IyAArhy_Y2FEA043.jpg

 

? 选择后，如果使用 OK 按钮激活菜单选项：

? 使用转换后的图像收集并显示所选 MQ 系列传感器的气体测量值。

? 如果根据分配的级别，气体测量值为低，则将 RGB LED 调整为绿色。

? 如果根据分配的级别，气体测量值为中等，则将 RGB LED 调整为黄色。

? 如果根据指定的级别，气体测量值为危险，则将 RGB LED 调整为红色并打开蜂鸣器以通知用户。

? 按左键，返回界面。

 

（MQ2）{
{
tft.setTextColor(RGBto565(  ,  ,  ), 白色);
tft.setTextSize(  );
tft.setCursor(  ,  );
tft.println(  );
（IR_codeValue == ok）{
激活=；
tft.fillScreen（白色）；
（激活）{
read_IR_controls();
打印数据：
收集数据（）;
tft.setCursor(  ,  );
tft.setTextColor（黑色，白色）；
tft.setTextSize(  );
TFT。（F（））；
tft.drawImageF(  ,  ,  ,  , 气体);
tft.drawImageF(  ,  ,  ,  , 致命的);
tft.drawImageF(  ,  ,  ,  , 有毒);
tft.setCursor(  ,  );
tft.setTextSize(  );
TFT。（mq_2_val）；
检查气体状态： (mq_2_val <  ){ adjustColor(  ,  ,  ); }
   (mq_2_val >=  && mq_2_val <  ){ adjustColor(  ,  ,  ); }
   (mq_2_val >=  ){ adjustColor(  ,  ,  ); （蜂鸣器，）；}
 退出关闭： (IR_codeValue == left){ activate =  ; tft.fillScreen(RGBto565(  ,  ,  )); 调整（）；noTone（蜂鸣器）；}
}
}
}(!mq2);
}

...

 

pYYBAGLNxF-AQxDmAACOhjnKiF8176.png

 

poYBAGLNxGGACsrMAACPPlL_vfE716.png

 

步骤 2.2：修复 timer0_pin_port 错误

 

不幸的是，在使用 IR 远程库和音调库时，Arduino IDE 会抛出 timer0_pin_port 错误。发生错误是因为两个库都尝试通过声明相同的名称 - Timer2 来使用计时器。

 

要解决此问题，请根据 IR 远程库版本打开 boarddefs.h 或 IRremoteBoardDefs.h 文件。然后，将 Arduino Nano 的 IR_USE_TIMER2 更改为 IR_USE_TIMER1。

 

pYYBAGLNxGOAUl5MAACZYP-eb_A332.png

 

连接和调整

 

 

完成焊接并上传代码后，我通过接头将所有剩余组件连接到板上 - ST7789 240x240 IPS 屏幕。

 

poYBAGLNxHGAZrVTAAfFzwQCvLs539.jpg

 

不幸的是，即使 Arduino Nano 工作在 5V，Nano 提供的电流也不足以让 5 个 MQ 系列气体传感器加热并产生准确的气体测量值。因此，我在我的 PCB 设计中添加了一个电源插孔 (J1) 和一个连接器 (J2)，以为传感器提供外部电池 (5V)。

 

poYBAGLNxHSARKG5AAaG4uYEbuY117.jpg

 

模式和功能

 

？？？该设备在界面上显示五个不同的 MQ 系列传感器作为菜单选项，以单独显示其气体测量值：

 

  • MQ-2
  • MQ-3
  • MQ-4
  • MQ-6
  • MQ-9

 

poYBAGLNw8GAUQaEAAPmMMJ7Qko381.jpg

 

？？？该设备允许用户在 MQ 系列传感器（菜单选项）之间切换，以通过 IR 遥控器观察其气体测量值：

 

向上按钮？上

向下按钮？下去

确定按钮？启用

 

？？？通过按下红外遥控器的 OK 按钮激活任何 MQ 系列传感器以显示其气体测量值后，设备让用户通过按下左按钮返回界面。

 

?? MQ 系列传感器（菜单选项）

 

？？？如果选择并激活了 MQ-2 选项，设备将显示其有害气体测量值。

 

？？？根据为所选传感器分配的测量级别（步骤 2.1），设备调整 RGB LED：

 

绿色的 ？低的

黄色 ？缓和

红色的 ？危险的

 

？？？如果危险气体测量值为危险，则设备会根据分配的级别打开蜂鸣器。

 

poYBAGLNxHqARpoGAAO5wHH46ug647.jpg

 

pYYBAGLNxH2AbWBZAAZs0Tj8m1w439.jpg

 

？？？如果选择并激活了 MQ-3 选项，设备将显示其有害气体测量值。

 

？？？根据为所选传感器分配的测量级别（步骤 2.1），设备调整 RGB LED：

 

绿色的 ？低的

黄色 ？缓和

红色的 ？危险的

 

？？？如果危险气体测量值为危险，则设备会根据分配的级别打开蜂鸣器。

 

poYBAGLNxICAIv6zAAPthugcX5A052.jpg

 

pYYBAGLNxIOAUeeVAAYycvvqA9A304.jpg

 

？？？如果选择并激活了 MQ-4 选项，设备将显示其有害气体测量值。

 

？？？根据为所选传感器分配的测量级别（步骤 2.1），设备调整 RGB LED：

 

绿色的 ？低的

黄色 ？缓和

红色的 ？危险的

 

？？？如果危险气体测量值为危险，则设备会根据分配的级别打开蜂鸣器。

 

pYYBAGLNxJCAbOhIAAQfSeMMwFE791.jpg

 

poYBAGLNxJSACTnpAAZctSQKaX0532.jpg

 

？？？如果选择并激活了 MQ-6 选项，设备将显示其有害气体测量值。

 

？？？根据为所选传感器分配的测量级别（步骤 2.1），设备调整 RGB LED：

 

绿色的 ？低的

黄色 ？缓和

红色的 ？危险的

 

？？？如果危险气体测量值为危险，则设备会根据分配的级别打开蜂鸣器。

 

poYBAGLNxJeAa-TNAASEHqzRmHU250.jpg

 

pYYBAGLNxJqARtR_AAaAh-_FN-8945.jpg

 

？？？如果选择并激活了 MQ-9 选项，设备将显示其有害气体测量值。

 

？？？根据为所选传感器分配的测量级别（步骤 2.1），设备调整 RGB LED：

 

绿色的 ？低的

黄色 ？缓和

红色的 ？危险的

 

？？？如果危险气体测量值为危险，则设备会根据分配的级别打开蜂鸣器。

 

poYBAGLNxJ2AGjtPAAOeTH6mBdA096.jpg

 

pYYBAGLNxKCAUxeOAAZrWvLd1ms613.jpg

 

视频和结论

 

 

完成上述所有步骤后，我将设备放在我的办公桌上，利用塑料画架作为有效的助手来检测工作场所中有害气体的存在。它工作得无可挑剔:)

 

pYYBAGLNxKSAUIVYAAakQg8U_xA707.jpg

 

 

 
 

 

代码

 
 
 

下载并关注上传者 低至0.43元/天 开通VIP 免费下载

声明：本文内容及配图由入驻作者撰写或者入驻合作网站授权转载。文章观点仅代表作者本人，不代表电子发烧友网立场。文章及其配图仅供工程师学习之用，如有内容侵权或者其他违规问题，请联系本站处理。 举报投诉

评论(0)
发评论

下载排行榜

全部0条评论

快来发表一下你的评论吧 !