كشف تسرب الغاز باستخدام لوحة المايكروبيت وحساس MQ-4

محاور الدرس

1- تعريف حساس الغاز MQ-4

2- كيف تتحكم لوحة المايكروبيت في حساس الغاز MQ-4 ؟

3- المكونات اللازمة لاستخدام حساس MQ-4 بواسطة لوحة المايكروبيت

4-تركيب لوحة المايكروبيت باستخدام المستشعر MQ-4

5-برمجة لوحة المايكروبيت للكشف عن تسرب الغاز

تعريف حساس الغاز MQ-4

حساس الغاز MQ-4 هو نوع من أجهزة الاستشعار الكيميائي التي تُستخدم لاكتشاف وقياس تركيز غاز الغاز الطبيعي (الميثان) في الجو. يتميز هذا الحساس بحساسيته للميثان، مما يجعله مناسبًا للاستخدام في تطبيقات مثل كشف تسرب الغاز الطبيعي في البيئات المنزلية أو الصناعية.

يعتمد عمل حساس الغاز MQ-4 على تغيّر مقاومته الكهربائية بناءً على التركيز الغازي المحيط به. عندما يتم تعريض الحساس للميثان، يحدث تفاعل كيميائي يؤدي إلى تغيير في تركيب وتوزيع الكهرباء في الحساس، وبالتالي يتغير مستوى المقاومة الكلية. يمكن قياس هذا التغيير في مقاومة الحساس لتحديد مستوى تركيز الغاز في البيئة.

يمكن استخدام حساس الغاز MQ-4 في مجموعة متنوعة من التطبيقات مثل أجهزة إنذار الغاز في المنازل، وأجهزة كشف التسرب في المصانع أو المنشآت الصناعية، وفي أنظمة التحكم الصناعية الخاصة بمراقبة البيئة والسلامة.

كيف تتحكم لوحة المايكروبيت في حساس الغاز MQ-4 ؟

للتحكم في حساس الغاز MQ-4 باستخدام لوحة المايكروبيت، يمكنك اتباع الخطوات التالية:

1- توصيل الحساس: قم بتوصيل حساس الغاز MQ-4 بلوحة Micro:bit. يحتاج الحساس عادةً إلى ثلاثة أسلاك: VCC (الطاقة)، GND (الأرضية)، والسلك الناتج (الذي يوصل إلى مدخل التناظري). قم بتوصيل VCC بمنفذ الطاقة المناسب على لوحة المايكروبيت، وGND بمنفذ الأرضية، والسلك الناتج بمنفذ التناظري المناسب.

2- برمجة اللوحة: استخدم برمجة لوحة المايكروبيت (مثل MakeCode) لتنفيذ البرنامج الذي يسمح للوحة بقراءة قيم الإشارة من حساس الغاز MQ-4 واتخاذ إجراءات بناءً على هذه القيم.

3- برمجة اللوحة لقراءة القيم التناظرية: في بيئة MakeCode، يمكنك استخدام مدخلات القراءة التناظرية للحصول على القيم المتغيرة من حساس الغاز. يمكنك استخدام هذه القيم لتحديد وجود غاز معين.

4- التحكم بالإخراج: بعد قراءة القيم من حساس الغاز، يمكنك برمجة اللوحة المايكروبيت لاتخاذ إجراءات مثل عرض رسالة على شاشة LED المتواجدة على اللوحة أو إصدار إشارة صوتية للتنبيه عند اكتشاف غاز.

5- معايرة الحساس: قد تحتاج إلى معايرة حساس الغاز MQ-4 للحصول على قراءات دقيقة، وهذا يتضمن عادةً تعريض الحساس لتراكيز معروفة من الغاز وضبط البرنامج وفقًا لهذه المعايرة.

هنا مثال بسيط على كيفية برمجة لوحة المايكروبيت باستخدام MakeCode للتحكم في حساس الغاز MQ-4:

6- افتح موقع MakeCode (makecode.microbit.org) وقم بإنشاء مشروع جديد.

7- استخدم الأدوات المتاحة في MakeCode لتحديد مدخل التناظري وبرمجة اللوحة لقراءة قيم الإشارة من حساس الغاز واتخاذ الإجراءات المناسبة بناءً على هذه القيم.

8- ضع اللوحة المايكروبيت في وضع التشغيل واختبر البرنامج للتأكد من عمله بشكل صحيح.

المكونات اللازمة لاستخدام حساس MQ-4 بواسطة لوحة المايكروبيت

لوحة المايكروبيت:

لوحة المايكروبيت هي لوحة إلكترونية تستخدم في تطوير الأجهزة الإلكترونية التفاعلية والمشاريع البرمجية. توفر المايكروبيت بيئة برمجية واجهة سهلة للمبتدئين والمحترفين لتطوير الأجهزة والمشاريع المختلفة.

بطاقة التوسيع لـلوحة المايكروبيت:

لتوسيع وظائف بطاقة المايكروبيت ، يمكنك استخدام بطاقة توسيع، المصممة خصيصًا لـ المايكروبيت. توفر لوحات التوسعة هذه موصلات إضافية ومكونات متكاملة ووظائف إضافية لتسهيل إضافة المستشعرات والمحركات والوحدات النمطية الإلكترونية الأخرى.

حساس الغاز MQ-4

يستخدم جهاز الاستشعار MQ-4 للكشف عن تسرب الغاز

وصلات الأسلاك (Jumper wires):

لتوصيل جهاز الاستشعار MQ-4 بالمايكروبيت.

لوحة الاختبار:

 هو مكون إلكتروني شائع الاستخدام لأداء النماذج الأولية السريعة والتجريب. يجعل من السهل توصيل المكونات الإلكترونية دون الحاجة إلى لحام.

تركيب لوحة المايكروبيت مع المستشعر MQ-4

تفاصيل توصيلات حساس MQ-4 بلوحة المايكروبيت:

قم بتوصيل طرف VCC الخاص بمستشعر MQ-4 بمنفذ 3.3V في المايكروبيت

قم بتوصيل طرف GND الخاص بمستشعر MQ-4 بمنفذ GND الخاص بـالمايكروبيت

قم بتوصيل طرف DO الخاص بمستشعر MQ-4 إلى طرف P0 الخاص بـالمايكروبيت

برمجة لوحة المايكروبيت للكشف عن تسرب الغاز

لبرمجة لوحة المايكروبيت للكشف عن تسرب الغاز باستخدام حساس الغاز حساس الغاز MQ-4 في MakeCode، يمكنك اتباع الخطوات التالية:

1- افتح موقع MakeCode (makecode.microbit.org) وقم بإنشاء مشروع جديد.

2- اسحب كتلة "عند تشغيل" من فئة "الحدث" إلى منطقة البرمجة لتشغيل البرنامج عند تشغيل لوحة المايكروبيت.

3- اسحب كتلة "تشغيل الحلقة" من فئة "الحدث" إلى منطقة البرمجة داخل كتلة "عند تشغيل". هذه الحلقة ستعمل باستمرار للكشف عن تغيرات في قيمة الغاز.

4- اسحب كتلة "قراءة تناظرية" من فئة "المدخلات/المخرجات" وضعها داخل كتلة "تشغيل الحلقة". قم بتحديد المدخل التناظري المناسب المتصل بحساس الغاز حساس الغاز MQ-4.

5- اسحب كتلة "إذا" من فئة "التحكم" وضعها داخل كتلة "تشغيل الحلقة". هذه الكتلة ستتحقق مما إذا كانت قيمة الغاز تفوق قيمة محددة تشير إلى وجود تسرب للغاز.

6- ضع كتلة "إظهار السلسلة" من فئة "أساسي" داخل كتلة "إذا". يمكنك تعيين رمز للعرض على شاشة LED الخاصة بلوحة المايكروبيت للتنبيه عند اكتشاف تسرب للغاز.

7- اضبط الحد الأعلى للقراءة التناظرية في كتلة "إذا" بحسب متطلباتك. قد تحتاج إلى تجربة مختلف القيم لتحديد الحد المناسب لتنبيهك عندما يتجاوز تركيز الغاز هذا الحد.

8- انقر على زر "تحميل" لتحميل البرنامج على لوحة المايكروبيت.

قد تحتاج إلى إجراء التعديلات اللازمة لتناسب توصيلاتك الخاصة ومتطلبات حساس الغاز MQ-4. إليك مثال على البرنامج باستخدام MakeCode:

تنزيل البرنامج