Система мониторинга газоводоснабжения в помещении

Актуальность

Трубопровод – неотъемлемая часть помещений различного формата, таких как частные дома, склады, гаражи, промышленные помещения и др., и, как правило, они практически никак не защищены он внештатных ситуаций – протечки воды и утечки газа.

Отсутствие систематизированного контроля оборудования может повлечь за собой фатальные последствия и требует разработки новых средств для предотвращения опасных ситуаций.

Цель

Создать систему мониторинга состояния трубопровода и реагирования на утечки газа и протечки воды в помещении.

Задачи

1. Изучить системы водоснабжения и газоснабжения в помещениях.
2. Проанализировать материальную базу и подобрать оборудование.
3. Создать монтажную схему.
4. Написать соответствующий схеме программный код.
5. Спроектировать 3Д-модель помещения для создания макета.
6. Разработать механизм перекрывания подачи газа и воды.
7. Создать прототип устройства.

Оснащение и оборудование, использованное при создании работы

• Компьютер
• Сервопривод SG92R
• Датчик газа MQ-5
• Двойной маломощный компаратор напряжения LM393NG с «сенсорной» платой обнаружения капель
• Пьезодинамик
• Тактовая кнопка
• Микроконтроллер Arduino UNO

Описание

В процессе работы над проектом были пройдены следующие этапы.

• Изучение области и подбор материальной базы, в рамках которой изучался трубопровод в помещениях.
• Проектирование устройства (проводилось схемотехническое моделирование устройства в программном обеспечение Fritzing).

• Реализация функционала устройства (этап написания программного кода для осуществления корректной работы устройства).
• Сборка прототипа устройства.

Разработанное устройство осуществляет опрос датчиков, среди которых – датчик горючего газа, а также датчики протечки. В реализации прототипа применялись датчики протечки со специальной пластиной, на которую был нанесён проводник. Для применения в реальных условиях подразумевается использование подобного устройства, представленного в виде двух проводников (контактов), расположенных на плёнке, предназначенной для наклеивания под местами возможной протечки. При замыкании описанных контактов на контроллер подаётся сигнал, который запускает закрытие водного крана. Считываемые с датчиков газа показания сравниваются с пограничными значениями, соответствующими превышению нормы уровня горючих газов в воздухе.

Результаты работы/выводы

В ходе проектных и конструкторских работ получено работоспособное устройство, способное совершать мониторинг трубопровода и реагировать на утечки газа и протечки воды в помещении.

Перспективы использования результатов работы

Представленное устройство будет устанавливаться в любых помещениях, имеющих газовое оборудование и водопровод.

В дальнейшем планируется разделить систему на разные устройства датчиков и станции в целях упрощения установки данной системы.

Сотрудничество с вузом/учреждением при создании работы

НИУ «Высшая школа экономики»

Награды/достижения

Открытая городская научно-практическая конференция «Наука для жизни» по направлению «Многообразие науки» 2022 года – призёр

Мнение автора

«В рамках проекта был разработан прототип системы мониторинга газоводоснабжения. Произведена качественная работа по анализу аналогов и материальной базы. При реализации проекта были применены современные технологии проектирования/прототипирования устройств, а также получен опыт работы в них»