ESP32 Gas Leak Guardian with LCD Display

Автономный модуль мониторинга концентрации горючих газов и задымления на базе ESP32, датчика MQ-2 и LCD дисплея.

Описание

Система предназначена для обнаружения утечек бытового газа (пропан/бутан), дыма и других горючих веществ. При превышении порогового значения активируется звуковая и световая сигнализация, а на LCD дисплее отображается текущее состояние и уровень газа.

Обнаруживаемые вещества:

Пропан / Бутан (газ из баллона или от плиты)
Дым (горение / тление)
Водород
Пары спирта

Состав системы (BOM)

Компонент	Модель	Примечание
MCU	ESP32 DevKit V1 (38 pin)	Основной контроллер
Sensor	MQ-2	Электрохимический датчик газа/дыма
Display	LCD 16x1 (или 16x2)	Индикация текущих значений
Buzzer	Активный зуммер (5V)	Звуковая сигнализация
LED	Красный + Зеленый	Визуальная индикация
Power	micro-USB (5V)	Питание

Схема подключения

Компонент	Пин ESP32	Примечание
MQ-2 (Analog Out)	D34	Аналоговый вход
LCD RS	D19	Регистр выбора
LCD E	D18	Строб
LCD D4	D5	Data bit 4
LCD D5	D23	Data bit 5
LCD D6	D14	Data bit 6
LCD D7	D2	Data bit 7
Red LED	D13	Через резистор 220 Ом
Green LED	D27	Через резистор 220 Ом
Buzzer	D12	Активный зуммер (PWM)

Особенности подключения:

Датчик MQ-2 запитан от пина VIN (5V)
Для корректного считывания АЦП настроено затухание (attenuation) 11dB
Светодиоды подключены через ограничительные резисторы 220 Ом
Зуммер использует PWM (ledc) для генерации звука

Программная реализация

Инженерные решения

1. Экспоненциальная фильтрация (IIR фильтр)

filteredValue = filteredValue + FILTER_K * (rawValue - filteredValue);

Коэффициент FILTER_K = 0.2 обеспечивает плавное изменение значений без резких скачков.


2. Гистерезис

const int ALARM_ON = 3500;   // Включение тревоги
const int ALARM_OFF = 2700;  // Выключение тревоги


Разница в 800 единиц предотвращает дребезг при колебаниях уровня газа.

3. Неблокирующая логика

    Таймеры на millis() вместо delay()

    Разные интервалы для опроса датчика (50ms), обновления дисплея (250ms) и мигания LED (300ms)

4. PWM управление зуммером

ledcAttach(BUZZER_PIN, 300, 8);  // Частота 300Hz, разрешение 8 бит


┌─────────────────┐
│   MQ-2 Sensor   │
│   (аналоговый)  │
└────────┬────────┘
         │
         ▼
┌─────────────────┐
│   ESP32 ADC     │
│   GPIO 34       │
│   11dB atten    │
└────────┬────────┘
         │
         ▼
┌─────────────────┐
│  Фильтрация     │
│  (экспоненц.)   │
└────────┬────────┘
         │
         ▼
┌─────────────────────────────────┐
│         Сравнение с порогом      │
│  Тревога: значение > 3500        │
│  Норма: значение < 2700          │
└────────┬────────────────────────┘
         │
         ├──────────┬──────────┬──────────┐
         ▼          ▼          ▼          ▼
   ┌─────────┐ ┌─────────┐ ┌─────────┐ ┌─────────┐
   │Красный  │ │Зеленый  │ │ Buzzer  │ │   LCD   │
   │LED (D13)│ │LED (D27)│ │ (D12)   │ │(16x1)   │
   └─────────┘ └─────────┘ └─────────┘ └─────────┘



Установка и запуск
1. Установка зависимостей

В Arduino IDE установите библиотеку для LCD:

    LiquidCrystal (входит в стандартный набор)

2. Настройка пинов

3. Калибровка порогов

Подберите значения ALARM_ON и ALARM_OFF под ваше окружение:

    В нормальных условиях смотрите значения в Serial Monitor

    Установите ALARM_ON на 20-30% выше фонового значения

    ALARM_OFF на 300-500 единиц ниже ALARM_ON

4. Загрузка прошивки

Выберите плату ESP32 Dev Module, порт и нажмите "Загрузить"



Отладка:
В Serial Monitor (115200 бод) выводятся:

Raw:1234 Filtered:1256.78
Raw:1245 Filtered:1254.32
...

FilesExpand file tree

README.md

Latest commit

History