#成长营第四期#煤气报警器- Makelog(造物记)

【项目由来】

每年，单位都会有消防安全的讲座，讲解一些安全知识要点。煤气泄露作为一项比较隐蔽的消防安全隐患也时常在生活中发生。同时煤气公司也会按年来家里进行安全测试，看看有没有管道松动的问题。对于65岁以上独居老人，社区街道也提供了单独的煤气报警器作为关爱孤寡老人的一项举措。

借着暑期活动的福利，有一个模拟一氧化碳传感器，尝试着是否也能做一个类似的报警器，在平时生活中自己也能测试一下，保证煤气使用安全。

打开产品资料库，提供的是uno案例。打开mind+软件，找了一下microbit也可以这样操作，于是就开始模仿制作煤气报警器。

【解决方案】

首先我们需要了解煤气报警器一般会监测哪些可燃气体？找GPT问问。

1.天然气（Natural Gas）：主要成分为甲烷，是一种无色、无味、无毒的气体。

2.液化石油气（LPG）：主要成分为丙烷和丁烷，是一种无色、有气味的气体。

3. 煤气（Coal Gas）：主要成分为氢气、甲烷和一氧化碳等，是一种有毒的气体。

4. 乙炔（Acetylene）：一种无色、有气味的气体，常用于焊接和切割等工业领域。

5. 氢气（Hydrogen）：一种无色、无味、无毒的气体，但具有极高的易燃性和爆炸性。

煤气报警器通常会设置不同的检测通道，以监测不同种类的可燃气体。当其中任何一种气体浓度超过安全阈值时，报警器就会发出警报。

因为传感器检测的是一氧化碳模拟量，所以我就进一步进行了询问。煤气报警器监测一氧化碳的阈值一般为多少？得到如下回答：

需要注意的是，这些数值只是一般情况下的标准值，具体的报警阈值还需要根据实际情况进行调整。例如，在密闭空间内使用煤气设备时，一氧化碳浓度可能会比室外更高，因此需要设置更低的报警阈值。

一氧化碳是一种无色、无味、有毒的气体，在空气一中般存来在说的，浓一度氧范化围碳很报宽警。浓度阈值设定在500ppm至1000ppm之间。当空气中一氧化碳浓度达到这个范围时，报警器就会发出警报。微信截图_20240102150832.png

根据图示，我们以400ppm浓度为报警阈值，进行模拟实验。

根据产品介绍，MQ7是一种简单易用的一氧化碳（CO）传感器，适用于检测空气中的CO浓度。它可以检测20到2000ppm之间的CO气体浓度。可以通过电位计调节灵敏度。根据咨询DF技术了解到串口显示打印出来的数值为0到1023，需要进行数据映射，即20~2000ppm对应0~1023数值。

计算方式如下：

要将0~1023的模拟量映射到20~2000ppm的一氧化碳浓度范围，可以使用线性插值的方法。首先，需要确定两个范围之间的比例关系： 20ppm ~ 2000ppm 的范围对应的数值为 0~1023 0~1023 的范围对应的数值为 0~1023 。因此，比例关系为： (20ppm ~ 2000ppm) / (0~1023) = (x ~ y) / (0~1023) ，其中，x和y分别表示要映射的一氧化碳浓度范围。接下来，可以使用以下公式进行线性插值： value = (x - min_x) / (max_x - min_x) * (max_y - min_y) + min_y 其中，value表示要映射的数值，min_x和max_x表示原始数据范围的最小值和最大值，min_y和max_y表示目标数据范围的最小值和最大值。例如，如果要将40ppm的一氧化碳浓度映射到0~1023的范围内，可以使用以下公式： value = (40 - 20) / (2000 - 20) * (1023 - 0) + 0 = 678.5 因此，40ppm的一氧化碳浓度对应的数值为678.5。对于400ppm的一氧化碳浓度，也可以使用相同的公式进行计算： value = (400 - 20) / (2000 - 20) * (1023 - 0) + 0 = 986.5 因此，400ppm的一氧化碳浓度对应的数值为986.5。（内容由讯飞星火AI生成）

由此得到模拟量阈值为986.5。通过阈值控制microbit点阵图显示不同图案来进行预警，配合2.0版本扬声器功能，可以用报警声进一步进行报警。

【制作原型】

利用3P线，将模拟一氧化碳传感器接在扩展板P0端口，microbit插在扩展板上，数据线连接microbit供电和传输数据。微信截图_20240102151913.png

实际接线如下：

程序代码截图如下：

【测试】

上传程序，进行测试。需要注意的是，因为是居家安全报警器，对于测试的位置也很有讲究。

居住安全是我们不能忽视的问题，尤其厨房空间内涉及到明火、水源以及燃气等有一定安全隐患的东西，所以更应该在装修时注意使用安全。其中，燃气泄漏我们很难察觉，如果在房间内都能闻到刺鼻气味，说明泄漏已经比较严重了，那么安装燃气报警器就是不错的选择。但是燃气报警器也要安装到正确的地方才能发挥其作用，安在厨房哪个位置比较合适？

1.距离范围燃气报警器不能距离气源太远，如果距离太远不能及时发现燃气泄漏，也有一定的风险。所以一般燃气报警器安装时距离范围要控制在气源0.5-1.5米的范围内，并且通风良好的地方。

2.相对距离这里就要对燃气报警器进行细分，不同种类的报警器安装位置有所差异。报警器分为燃气报警器和液化气报警器，也可分为壁挂式和顶吸式，液化气比空气重，应安装在距地面约30公分处，而天然气、城市煤气、一氧化碳等比空气轻，壁挂式燃气报警器应安装在距天花板约30公分处，顶吸式燃气报警器应安装在距离气源1.5米范围内的天花上。

目前仅在办公室进行了测试，串口输入如下：

上午测得数据为538，说明传感器在测量过程中还是存在一定的误差，如有需要还是购买专业的消防安全仪器设备。

microbit显示爱心点阵图，说明是安全的。

本项目后续将利用扩展板电池，在更多范围内进行数据监测，以获得更准确的一氧化碳模拟数据，帮助改进模拟报警器的实用意义。

（本文部分内容来自星火认知大模型、百度）

材料清单

Gravity: 模拟一氧化碳气体传感器 (MQ7) X1 链接
micro:bit V2 编程入门开发板 X1 链接
micro:bit掌控I/O扩展板 X1 链接

代码

/*!
 * MindPlus
 * microbit
 *
 */
#include <Microbit_Sound.h>
#include <Microbit_Matrix.h>
// 静态常量
const uint8_t bbcBitmap[][5] = {
	{B01010,B10101,B10001,B01010,B00100},
	{B01110,B10101,B11111,B01110,B01110}
};


// 主程序开始
void setup() {
	Serial.begin(9600);
}
void loop() {
	Serial.println((String(analogRead(0)) + String("DEC")));
	delay(1000);
	if ((analogRead(0)<986.5)) {
		MMatrix.show(bbcBitmap[0]);
	}
	else {
		MMatrix.show(bbcBitmap[1]);
		for (int index = 0; index < 10; index++) {
			MSound.play(100, BA_DING, OnceInBackground);
			yield();
		}
	}
}

附件

煤气报警器.rar

#成长营第四期#煤气报警器 简单

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