🔥 Задание 6: Система обнаружения опасных газов
Датчик MQ-4 для контроля атмосферы базы
Вы и доктор Мариус находитесь в центре управления базой МАРС-1, наблюдая за спокойным марсианским вечером через иллюминаторы. Вдруг на мониторах появляется тревожный сигнал от соседней исследовательской станции «МАРС-2».
На экране видно, как в жилом модуле станции произошла утечка метана из системы жизнеобеспечения. Автоматические системы вовремя сработали, и экипаж эвакуировался в безопасный отсек.
Вы с доктором Мариусом немедленно связываетесь с МАРС-2 и координируете помощь в устранении утечки. После нескольких напряжённых часов работы, опасность миновала.
Вернувшись к анализу систем базы МАРС-1, вы с доктором Мариусом понимаете критическую важность системы раннего обнаружения опасных газов.
💬 Вы и доктор Мариус одновременно: «База МАРС-1 должна иметь систему мониторинга атмосферы!»
🌫️ Датчик контроля атмосферы
💬 Вы: «Какие датчики могут обнаружить утечку газов в марсианской атмосфере?»
💬 Доктор Мариус: «У нас есть датчик газа MQ-4 — он специально откалиброван для обнаружения метана и других опасных газов в условиях Марса.»
📚 База знаний: Технология газового анализа
🔬 Датчик газа MQ-4
Датчик MQ-4 использует диоксид олова (SnO₂) как чувствительный элемент. В марсианской атмосфере этот датчик критически важен для обнаружения утечек из систем жизнеобеспечения.
🔬 Принцип работы:
• Проводимость SnO₂ низкая в чистом воздухе
• При появлении метана проводимость растёт
• Чувствительность к метану: 300-10000 ppm
• Устойчив к марсианским условиям⚠️ Важно для Марса: Датчик требует прогрева 20 секунд для стабильной работы. Нагрев — это нормально, внутри есть нагревательный элемент для точных измерений!
💬 Вы: «Управляются ли газовые датчики так же, как PIR-датчики?»
💬 Доктор Мариус: «Отличный вопрос! PIR-датчики дают цифровой сигнал (есть/нет), а газовые датчики — аналоговый (уровень концентрации).»
📊 Типы сигналов в системах базы
1️⃣ Цифровой сигнал
Дискретный сигнал с двумя состояниями: 0 или 1, LOW или HIGH.
Пример: PIR-датчик (есть движение / нет движения)
2️⃣ Аналоговый сигнал
Непрерывный сигнал с бесконечным числом значений.
Пример: Датчик газа (концентрация от 0 до максимума)
👨💻 Программа мониторинга атмосферы
💬 Вы: «Как мы можем видеть концентрацию газов в реальном времени?»
💬 Доктор Мариус: «Смотрите, вот программа мониторинга:»
// Мониторинг атмосферы МАРС-1
void setup() {
Serial.begin(115200); // Скорость передачи данных
pinMode(32, INPUT); // Датчик MQ-4 на пине 32
}
void loop() {
int gasValue = analogRead(32); // Чтение показаний
Serial.print("Уровень газа: ");
Serial.println(gasValue);
// Проверка опасного уровня
if(gasValue > 500) {
Serial.println("ВНИМАНИЕ! Повышенная концентрация!");
}
delay(1000); // Обновление каждую секунду
}
💡 Что делает программа:
- 📊 Считывает аналоговые данные с датчика
- 📡 Передаёт показания на монитор
- ⚠️ Определяет опасные концентрации
- 🔄 Обновляет данные каждую секунду
📟 Настройка системы мониторинга
После загрузки программы необходимо настроить последовательный монитор для просмотра данных:
Шаг 1: Откройте Serial Monitor
Шаг 2: Установите скорость 115200 бод
🧪 Безопасная проверка датчика
💬 Вы: «Как мы можем проверить, что датчик действительно работает?»
💬 Доктор Мариус: «Есть несколько безопасных способов для юных исследователей!»
🔬 Безопасные методы тестирования:
1️⃣ Метод «Выдох» (самый безопасный)
Что делать:
- Поднеси датчик близко к лицу (на расстоянии 5-10 см)
- Медленно выдохни на датчик несколько раз
- Наблюдай за изменением показаний в мониторе
Почему работает: В выдыхаемом воздухе содержится углекислый газ и органические соединения, на которые реагирует датчик MQ-4.
2️⃣ Метод «Дезинфектор» (с помощью взрослых)
Что понадобится: Антисептик для рук на спиртовой основе
- Попроси взрослого помочь с этим экспериментом
- Нанеси каплю антисептика на ватную палочку
- Поднеси ватную палочку к датчику (не касаясь его)
- Наблюдай за ростом показаний
Почему работает: Спирт испаряется и создаёт пары, которые датчик воспринимает как горючий газ.
3️⃣ Метод «Банан» (интересный эксперимент)
Что понадобится: Очень спелый банан или яблоко
- Возьми переспелый фрукт (чем спелее, тем лучше)
- Поднеси его близко к датчику
- Подожди 10-20 секунд
- Проверь изменение показаний
Почему работает: Спелые фрукты выделяют этилен и другие органические газы при созревании.
⚠️ ВАЖНЫЕ ПРАВИЛА БЕЗОПАСНОСТИ:
- НЕ используй зажигалки, спички или газовые плиты!
- Все эксперименты проводи только в присутствии взрослых
- Не прикасайся к датчику руками — он может нагреваться
- Проветривай помещение после экспериментов
- Если датчик сильно нагрелся — дай ему остыть
📊 Что ты увидишь:
Обычный воздух
50-150
После выдоха
200-400
Спирт/фрукты
400-800
💬 Вы с восторгом: «Невероятно! Датчик действительно чувствует даже мой выдох!»
💬 Доктор Мариус улыбается: «Именно! Теперь ты понимаешь, насколько чувствительна наша система безопасности!»
✨ Система мониторинга активна!
При обнаружении опасных газов показания увеличиваются:
📊 Уровни безопасности:
0-300
✅ Безопасно
300-500
⚠️ Внимание
500+
🚨 Опасность
💬 Вы киваете головой: «Понятно! Теперь мы сможем мгновенно обнаружить любую утечку!»