بخشی از مقاله
چکیده
ما در اینجا با استفاده از سنسور گاز و سنسور دما یک کلاه ایمنی هوشمندی طراحی کرده ایم که میتواند در معادن کاربرد زیادی داشته باشد. وقتی که کارگر معدن این کلاه را بر سر میکند انتظار میرود که وقتی گازهای خطرناک انتشار میابد،سنسور گاز با توجه به برنامه ریزی های انجام شده این انتشار را به کارگر معدن اعلام کند و سریعا آن محل را ترک کند.
این کار به وسیله ی سنسور گاز که به بازر وصل شده است انجام میشودو با استفاده از سنسور دما میتوان از دمای معدن اطلاع داشت .چون درمعدن نباید دما بیشتر از دمای استاندارد یعنی 26 درجه باشد،با استفاده از سنسور دما میتوان از استاندارد بودن دمای معدن اطلاع داشت. اگر دما افزایش یا کاهش یابد به وسیله سنسور دما که به بازر متصل است کارگر معدن متوجه میشود که آیا دمای محلی که در آنجا مشغول کار است استاندارد هست یا خیر و اقدامات لازم را انجام دهد.
مقدمه
امروزه با هوشمند شدن سیتم های خانگی و ارتباطی میتوان جلوی بسیاری از حوادث غیر طبیعی مانند آتش سوزی و انتشار گازهای سمی در محیط های بسته و... راگرفت.مانند سیستم هوشمند اطفاء و اعلام حریق که وقتی در یک مکان بسته آتش سوزی رخ میدهد،این سیستم های هوشمند اعلام حریق و اطفاء حریق هستند که به ما هشدار میدهند و سپس اقدامات لازم را به وسیله ی برنامه ریزی تراشه ها انجام میدهند و مانع از خسارات جانی و مالی به انسان ها میشوندو یا سیستم های هوشمندی که در وسایل نقلیه ی عمومی استفاده میشود که مانع از آسیب دیدن و حتی مرگ برای انسان ها میشود.
با این حال،ما دراینجا کلاه ایمنی هوشمندی طراحی کرده ایم که میتواند جان معدنچیان را در برابر حوادث غیر طبیعی مانند انتشار گاز و انفجار معادن نیز حفظ کند.وسیله های هوشمند از ترکیب چند سنسور و ماژول و اتصال منظم و دقیق آنها به یکدیگر تشکیل شده است که باید به هماهنگ شده و دقیق با هم کار کنند و اگر اخلال و مشکلی برای یکی از سنسور ها و ماژول ها رخ دهد باعث اختلال کل سیستم و درست کارنکردن دستگاه های هوشمند میشود.
مزیت دستگاه های هوشمند را میتوان به سه بخش تقسیم بندی کرد:
-1 دخالت نکردن انسان در پیشگیری از حوادث.
-2 میزان بالا بودن دقت دستگاه برای جلوگیری واعلام حوادث نسبت به انسان.
-3 جلوگیری از حوادث در صورت نبودن فیزیکی انسان.
-4 اطلاع داشتن از حوادث در مواقعی که انسان حضور فیزیکی ندارد.
همانطور که در مباحث قبلی گفته شد ما دراینجا از سنسور گاز وسنسور دما برای اطلاع داشتن از انتشار گاز و دمای استاندارد در محیط های بسته استفاده میکنیم.در این بخش به چگونگی استفاده و کارکرد این دو نوع سنسور میپردازیم.
. 2 ساختار پروژه:
در این مقاله برای پیاده سازی پروژه به دو بخش سخت افزار و نرم افزار نیاز داریم که در ادامه به آنها خواهیم پرداخت و هرکدام را به طور خلاصه توضیح میدهیم.
2-1 بخش سخت افزاری
در این بخش نیز به سنسور های استفاده شده در این پروژه خواهیم پرداخت .
سنسورهای گاز سری MQ از هیتر داخلی کوچک به همراه سنسور الکتروشیمیایی بهره می گیرند.داین سنسورها نسبت به طیف گسترده ای از گازها حساس اند.
:MQ2 ماژول سنسور - MQ2 - برای تشخیص نشت گاز - خانه و صنعت - مفید است. این برای تشخیص H2، LPG، CH4، CO، الکل، دود یا پروپان مناسب است. با توجه به حساسیت بالا و زمان پاسخ سریع، اندازه گیری را می توان در اسرع وقت انجام داد. حساسیت سنسور را می توان با پتانسیومتر تنظیم کرد. محدوده تشخیص گسترده، پایدار و طول عمر پاسخ سریع و حساسیت بالا از ویژگی های این سنسور میباشد
:MQ4 ماده حساس سنسور گاز SnO2 است که با رسانایی پایین در هوای پاک است. هنگامی که گاز قابل اشتعال وجود دارد، هدایت گر سنسور افزایش می یابد همراه با افزایش غلظت گاز. مصرف کنندگان می توانند تغییر هدایت را برای متصل کردن خروجی سیگنال غلظت گاز از طریق یک مدار ساده تبدیل کنند
سنسور گاز MQ-9 دارای حساسیت بالا نسبت به کربن مونواکسید، متان و LPG است. این سنسور می تواند یرای تشخیص گازهای شامل CO و گازهای قابل احتراق بکار رود. جنس مواد حساس سنسور گاز SnO2، MQ-9 است که رسانایی پایینی در هوای پاک دارد.عملکرد تشخیص این سنسور از طریق بالا و پایین رفتن دما است و گاز CO را وقتی که دما پایین می آید شناسایی می کند. رسانایی سنسور با افزایش غلظت گاز زیاد می شود. هنگامی که دما افزایش می یابد این سنسور گاز متان و پروپان و دیگر گازهای قابل اشتعال را تشخیص می دهد.و گازهای دیگر جذب شده در دمای کم را رها می کند.
ما در جدول 1 انواع سنسورهای گاز را با توجه به تفکیک گازها طبقه بندی کرده ایم.
گاز قابل احتراق MQ2
بخار الکل MQ4
منوکسید کربن، گاز زغال سنگ، گاز مایع MQ9
با توجه به نمودار 1، می توانیم ببینیم که حداقل غلظت ما می توانیم 100 ppm را آزمایش کنیم و حداکثر 10000 ppmباشد، به عبارت دیگر، ما می توانیم غلظت گاز بین 0.01 و 1 را دریافت کنیم. با این وجود، ما نمی توانیم یک فرمول ارائه دهیم، زیرا رابطه بین نسبت و غلظت غیر خطی است
در شکل 2 شماتیک سنسور گاز را مشاهده مکنید
