Датчик газа ардуино: Как работает датчик газа/дыма MQ-2? И его взаимодействие с Arduino – делаем своими руками по шагам

Содержание

Датчик широкого спектра газов MQ-2 [Амперка / Вики]

Датчик MQ-2 определит концентрацию углеводородных газов (пропан, метан, н-бутан), дыма (взвешенных частиц, являющихся результатом горения) и водорода в окружающей среде.

Видеообзор

Подключение и настройка

Датчик газа MQ-2 подключается к управляющей электронике по 5 проводам. Для подключения используются два трёхпроводных шлейфа. Для быстрого подключения модуля к Iskra JS или Arduino используйте Troyka Shield. С Troyka Slot Shield можно обойтись без лишних проводов.

Примеры программ для Arduino

Для обладателей платформ Arduino выведем в Serial-порт текущее значение вредных газов в ppm, управляя нагревателем. Для запуска примера скачайте и установите библиотеку TroykaMQ.

mq2Heater.ino
// библиотека для работы с датчиками MQ (Troyka-модуль)
#include <TroykaMQ.h>
 
// имя для пина, к которому подключен датчик
#define PIN_MQ2         A0
// имя для пина, к которому подключен нагреватель датчика
#define PIN_MQ2_HEATER  13
 
// создаём объект для работы с датчиком
// и передаём ему номер пина выходного сигнала и нагревателя
MQ2 mq2(PIN_MQ2, PIN_MQ2_HEATER);
 
void setup()
{
  // открываем последовательный порт
  Serial.begin(9600);
  // включаем нагреватель
  mq2.heaterPwrHigh();
  Serial.println("Heated sensor");
}
 
void loop()
{
  // если прошёл интервал нагрева датчика
  // и калибровка не была совершена
  if (!mq2.isCalibrated() && mq2.heatingCompleted()) {
    // выполняем калибровку датчика на чистом воздухе
    mq2.calibrate();
    // выводим сопротивление датчика в чистом воздухе (Ro) в serial-порт
    Serial.print("Ro = ");
    Serial.println(mq2.getRo());
  }
  // если прошёл интервал нагрева датчика
  // и калибровка была совершена
  if (mq2.isCalibrated() && mq2.heatingCompleted()) {
    // выводим отношения текущего сопротивление датчика
    // к сопротивлению датчика в чистом воздухе (Rs/Ro)
    Serial.print("Ratio: ");
    Serial.print(mq2.readRatio());
    // выводим значения газов в ppm
    Serial.print("LPG: ");
    Serial.print(mq2.readLPG());
    Serial.print(" ppm ");
    Serial.print(" Methane: ");
    Serial.print(mq2.readMethane());
    Serial.print(" ppm ");
    Serial.print(" Smoke: ");
    Serial.print(mq2.readSmoke());
    Serial.print(" ppm ");
    Serial.print(" Hydrogen: ");
    Serial.print(mq2.readHydrogen());
    Serial.println(" ppm ");
    delay(100);
  }
}

К платам Arduino c 5 вольтовой логикой датчик можно подключить используя всего один трёхпроводной шлейф. Для этого установите перемычку на разъём «выбор питания нагревателя».

Выведем в Serial-порт текущее значение вредных газов в ppm, при этом нагреватель всегда включён.

mq2.ino
// библиотека для работы с датчиками MQ (Troyka-модуль)
#include <TroykaMQ.h>
 
//имя для пина, к которому подключен датчик
#define PIN_MQ2  A0
// создаём объект для работы с датчиком и передаём ему номер пина
MQ2 mq2(PIN_MQ2);
 
void setup()
{
  // открываем последовательный порт
  Serial.begin(9600);
  // перед калибровкой датчика прогрейте его 60 секунд
  // выполняем калибровку датчика на чистом воздухе
  mq2.calibrate();
  // выводим сопротивление датчика в чистом воздухе (Ro) в serial-порт
  Serial.print("Ro = ");
  Serial.println(mq2.getRo());
}
 
void loop()
{
  // выводим отношения текущего сопротивление датчика
  // к сопротивлению датчика в чистом воздухе (Rs/Ro)
  Serial.print("Ratio: ");
  Serial.print(mq2.readRatio());
  // выводим значения газов в ppm
  Serial.print("LPG: ");
  Serial.print(mq2.readLPG());
  Serial.print(" ppm ");
  Serial.print(" Methane: ");
  Serial.print(mq2.readMethane());
  Serial.print(" ppm ");
  Serial.print(" Smoke: ");
  Serial.print(mq2.readSmoke());
  Serial.print(" ppm ");
  Serial.print(" Hydrogen: ");
  Serial.print(mq2.readHydrogen());
  Serial.println(" ppm ");
  delay(100);
}

Элементы платы

Датчик газа MQ-2

Датчик MQ-2 относиться к полупроводниковым приборам. Принцип работы датчика основан на изменении сопротивления тонкопленочного слоя диоксида олова SnO2 при контакте с молекулами определяемого газа. Чувствительный элемент датчика состоит из керамической трубки с покрытием Al2O3 и нанесенного на неё чувствительного слоя диоксида олова. Внутри трубки проходит нагревательный элемент, который нагревает чувствительный слой до температуры, при которой он начинает реагировать на определяемый газ. Чувствительность к разным газам достигается варьированием состава примесей в чувствительном слое.

Выбор режима питания нагревателя

В сенсоре предусмотрено два режима работы, переключаемых джампером.

  • Нагреватель датчика постоянно включён. Таким образом можно обойтись одним трёхпроводным шлейфом.

  • Управление нагревателем программно.

Контакты подключения трёхпроводных шлейфов

1 группа
  • Сигнальный (S) — Выходной сигнал сенсора. Подключите к аналоговому входу микроконтроллера.

  • Питание (V) — Питание датчика. Соедините с рабочим напряжением микроконтроллера.

  • Земля (G) — Соедините с пином GND микроконтроллера.

2 группа
  • Сигнальный (E) — Управление питанием нагревателя. Подключите к цифровому пину микроконтроллера.

  • Питание (H) — Питание нагревателя. Соедините с пином 5V

  • Земля (G) — Соедините с пином GND микроконтроллера..

Принципиальная и монтажная схемы

Диапазон измерений

  • Пропан: 200–5000 ppm

  • Бутан: 300–5000 ppm

  • Метан: 500–20000 ppm

  • Водород: 300–5000 ppm

Характеристики

  • Напряжение питания нагревателя: 5 В

  • Напряжение питания датчика: 3,3–5 В

  • Потребляемый ток: 150 мА

  • Габариты: 25,4×25,4 мм

Ресурсы

Датчики газа серия MQ (Trema-модуль v2.0)

Общие сведения:

Trema-модуль датчик газа MQ-2 и MQ-135 - способны определять концентрацию широкого спектра газов в воздухе (природные газы, углекислый и угарный газ, углеводороды, дым, пары спирта и бензина).

Trema-модуль датчик газа MQ-3 - способен определять концентрацию паров спирта в воздухе.

Trema-модуль датчик газа MQ-6 - способен определять концентрацию углеводородных газов в воздухе.

Модули построены на базе полупроводникового газоанализатора. Датчики отличаются повышенной чувствительностью и быстрой реакцией на увеличение концентрации детектируемых газов. Нагревательный элемент датчиков нагревает газочувствительную полупроводниковую плёнку, которая в нагретом состоянии, вступает в химические реакции с детектируемыми газами и способна менять своё электрическое сопротивление пропорционально концентрации этих газов в окружающем воздухе.

Видео:

Спецификация:

  • Входное напряжение питания: 5 В (постоянного тока)
  • Потребляемый ток: 130 ... 140 мА (в активном режиме)
  • Потребляемый ток: 0,5 ... 0,8 мА (в режиме энергосбережения)
  • Сигнал на выходе: от 1,2 В ±0.5 до Vcc-4% (зависит от концентрации измеряемых газов)
  • Рабочая температура: 0 ... +50 °C
  • Габариты: 30x30 мм

Все модули линейки "Trema" выполнены в одном формате

Подключение:

В комплекте имеется кабель для быстрого и удобного подключения к Trema Shield.

  • Аналоговый выход модуля «S» (Signal) - подключается к любому аналоговому входу Arduino и предназначен для снятия показаний модуля.
  • Цифровой вход модуля «EN» (Enable) - подключается к любому выходу Arduino и предназначен для управления режимами работы модуля («1» - активный режим, «0» - режим энергосбережения).
  • Если вход «EN» оставить неподключённым, то модуль будет находиться в активном режиме пока есть питание.

Модуль удобно подключать 3 способами, в зависимости от ситуации:

Способ - 1 :  Используя проводной шлейф и Piranha UNO

Используя провода «Папа — Мама», подключаем  напрямую к контроллеру Piranha UNO.

Способ - 2 :  Используя Trema Set Shield

Модуль можно подключить к любому из аналоговых входов Trema Set Shield.

Способ - 3 :  Используя проводной шлейф и Shield

Используя 3-х проводной шлейф, к  Trema Shield, Trema-Power Shield, Motor Shield, Trema Shield NANO и тд.

Датчик природного газа MQ-4 [Амперка / Вики]

Датчик MQ-4 обнаружит утечку бытового газа и может стать основой системы сигнализации в умном доме.

Видеообзор

Подключение и настройка

Датчик газа MQ-4 подключается к управляющей электронике по 5 проводам. Для подключения используются два трёхпроводных шлейфа. Для быстрого подключения модуля к Iskra JS или Arduino используйте Troyka Shield.

С Troyka Slot Shield можно обойтись без лишних проводов.

Пример программы для Arduino

Для обладателей платформ Arduino выведем в Serial-порт текущее значение вредных газов в ppm, управляя нагревателем. Для запуска примера скачайте и установите библиотеку TroykaMQ

mq4Heater.ino
// библиотека для работы с датчиками MQ (Troyka-модуль)
#include <TroykaMQ.h>
 
// имя для пина, к которому подключен датчик
#define PIN_MQ4         A0
// имя для пина, к которому подключен нагреватель датчика
#define PIN_MQ4_HEATER  13
 
// создаём объект для работы с датчиком
// и передаём ему номер пина выходного сигнала и нагревателя
MQ4 mq4(PIN_MQ4, PIN_MQ4_HEATER);
 
void setup()
{
  // открываем последовательный порт
  Serial.begin(9600);
  // включаем нагреватель
  mq4.heaterPwrHigh();
  Serial.println("Heated sensor");
}
 
void loop()
{
  // если прошёл интервал нагрева датчика
  // и калибровка не была совершена
  if (!mq4.isCalibrated() && mq4.heatingCompleted()) {
    // выполняем калибровку датчика на чистом воздухе
    mq4.calibrate();
    // выводим сопротивление датчика в чистом воздухе (Ro) в serial-порт
    Serial.print("Ro = ");
    Serial.println(mq4.getRo());
  }
  // если прошёл интервал нагрева датчика
  // и калибровка была совершена
  if (mq4.isCalibrated() && mq4.heatingCompleted()) {
    // выводим отношения текущего сопротивление датчика
    // к сопротивлению датчика в чистом воздухе (Rs/Ro)
    Serial.print("Ratio: ");
    Serial.print(mq4.readRatio());
    // выводим значения газов в ppm
  // выводим значения газов в ppm
  Serial.print(" Methane: ");
  Serial.print(mq4.readMethane());
  Serial.println(" ppm ");
  delay(100);
  }
}

К платам Arduino c 5 вольтовой логикой датчик можно подключить используя всего один трёхпроводной шлейф. Для этого установите перемычку на разъём «выбор питания нагревателя».

Выведем в Serial-порт текущее значение вредных газов в ppm, при этом нагреватель всегда включён.

mq4.ino
// библиотека для работы с датчиками MQ (Troyka-модуль)
#include <TroykaMQ.h>
 
//имя для пина, к которому подключен датчик
#define PIN_MQ4  A0
// создаём объект для работы с датчиком и передаём ему номер пина
MQ4 mq4(PIN_MQ4);
 
void setup()
{
  // открываем последовательный порт
  Serial.begin(9600);
  // перед калибровкой датчика прогрейте его 60 секунд
  // выполняем калибровку датчика на чистом воздухе
  mq4.calibrate();
  // выводим сопротивление датчика в чистом воздухе (Ro) в serial-порт
  Serial.print("Ro = ");
  Serial.println(mq4.getRo());
}
 
void loop()
{
  // выводим отношения текущего сопротивление датчика
  // к сопротивление датчика в чистом воздухе (Rs/Ro)
  Serial.print("Ratio: ");
  Serial.print(mq4.readRatio());
  // выводим значения метана в ppm
  Serial.print(" Methane: ");
  Serial.print(mq4.readMethane());
  Serial.println(" ppm ");
  delay(100);
}

Элементы платы

Датчик газа MQ-4

Датчик MQ-4 относится к полупроводниковым приборам. Принцип работы датчика основан на изменении сопротивления тонкопленочного слоя диоксида олова SnO2 при контакте с молекулами определяемого газа. Чувствительный элемент датчика состоит из керамической трубки с покрытием Al2O3 и нанесенного на неё чувствительного слоя диоксида олова. Внутри трубки проходит нагревательный элемент, который нагревает чувствительный слой до температуры, при которой он начинает реагировать на определяемый газ. Чувствительность к разным газам достигается варьированием состава примесей в чувствительном слое.

Выбор режима питания нагревателя

В сенсоре предусмотрено два режима работы, переключаемых джампером.

  • Нагреватель датчика постоянно включён. Таким образом можно обойтись одним трёхпроводным шлейфом.

  • Управление нагревателем программно.

Контакты подключения трёхпроводных шлейфов

1 группа
  • Сигнальный (S) — Выходной сигнал сенсора. Подключите к аналоговому входу микроконтроллера.

  • Питание (V) — Питание датчика. Соедините с рабочим напряжением микроконтроллера.

  • Земля (G) — Соедините с пином GND микроконтроллера.

2 группа
  • Сигнальный (E) — Управление питанием нагревателя. Подключите к цифровому пину микроконтроллера.

  • Питание (H) — Питание нагревателя. Соедините с пином 5V

  • Земля (G) — Соедините с пином GND микроконтроллера..

Принципиальная и монтажная схемы

Диапазон измерений

Характеристики

  • Напряжение питания нагревателя: 5 В

  • Напряжение питания датчика: 3,3–5 В

  • Потребляемый ток: 150 мА

  • Габариты: 25,4×25,4 мм

Ресурсы

Датчик угарного газа MQ-7 [Амперка / Вики]

Датчик MQ-7 определит наличие и концентрацию угарного газа (CO) в окружающей среде.

Видеообзор

Подключение и настройка

Датчик газа MQ-7 подключается к управляющей электронике по 5 проводам. Для подключения используются два трёхпроводных шлейфа. Для быстрого подключения модуля к Iskra JS или Arduino используйте Troyka Shield. С Troyka Slot Shield можно обойтись без лишних проводов.

Пример программы для Arduino

Для обладателей платформ Arduino выведем в Serial-порт текущее значение вредных газов в ppm, управляя нагревателем. Для запуска примера скачайте и установите библиотеку TroykaMQ

mq7Heater.ino
// библиотека для работы с датчиками MQ (Troyka-модуль)
#include <TroykaMQ.h>
 
// имя для пина, к которому подключен датчик
#define PIN_MQ7         A0
// имя для пина, к которому подключен нагреватель датчика
#define PIN_MQ7_HEATER  13
 
// создаём объект для работы с датчиком
// и передаём ему номер пина выходного сигнала и нагревателя
MQ7 mq7(PIN_MQ7, PIN_MQ7_HEATER);
 
void setup()
{
  // открываем последовательный порт
  Serial.begin(9600);
  // запускаем термоцикл
  // в течении 60 секунд на нагревательный элемент подаётся 5 вольт
  // в течении 90 секунд — 1,5 вольта
  mq7.cycleHeat();
}
 
void loop()
{
  // если прошёл интервал нагрева датчика
  // и калибровка не была совершена
  if (!mq7.isCalibrated() && mq7.atHeatCycleEnd()) {
    // выполняем калибровку датчика на чистом воздухе
    mq7.calibrate();
    // выводим сопротивление датчика в чистом воздухе (Ro) в serial-порт
    Serial.print("Ro = ");
    Serial.println(mq7.getRo());
    // запускаем термоцикл
    mq7.cycleHeat();
  }
  // если прошёл интервал нагрева датчика
  // и калибровка была совершена
  if (mq7.isCalibrated() && mq7.atHeatCycleEnd()) {
    // выводим отношения текущего сопротивление датчика
    // к сопротивлению датчика в чистом воздухе (Rs/Ro)
    Serial.print("Ratio: ");
    Serial.print(mq7.readRatio());
    // выводим значения газов в ppm
    Serial.print(" CarbonMonoxide: ");
    Serial.print(mq7.readCarbonMonoxide());
    Serial.println(" ppm ");
    delay(100);
    // запускаем термоцикл
    mq7.cycleHeat();
  }
}

Элементы платы

Датчик газа MQ-7

Датчик MQ-7 относиться к полупроводниковым приборам. Принцип работы датчика основан на изменении сопротивления тонкопленочного слоя диоксида олова SnO2 при контакте с молекулами определяемого газа. Чувствительный элемент датчика состоит из керамической трубки с покрытием Al2O3 и нанесенного на неё чувствительного слоя диоксида олова. Внутри трубки проходит нагревательный элемент, который нагревает чувствительный слой до температуры, при которой он начинает реагировать на определяемый газ. Чувствительность к разным газам достигается варьированием состава примесей в чувствительном слое.

Выбор режима питания нагревателя

В сенсоре предусмотрено два режима работы, переключаемых джампером.

  • Нагреватель датчика постоянно включён. Таким образом можно обойтись одним трёхпроводным шлейфом.

  • Управление нагревателем программно.

Контакты подключения трёхпроводных шлейфов

1 группа
  • Сигнальный (S) — Выходной сигнал сенсора. Подключите к аналоговому входу микроконтроллера.

  • Питание (V) — Питание датчика. Соедините с рабочим напряжением микроконтроллера.

  • Земля (G) — Соедините с пином GND микроконтроллера.

2 группа
  • Сигнальный (E) — Управление питанием нагревателя. Подключите к цифровому пину микроконтроллера.

  • Питание (H) — Питание нагревателя. Соедините с пином 5V.

  • Земля (G) — Соедините с пином GND микроконтроллера.

Принципиальная и монтажная схемы

Диапазон измерений

Характеристики

  • Напряжение питания нагревателя: 5 В

  • Напряжение питания датчика: 3,3–5 В

  • Потребляемый ток: 150 мА

  • Габариты: 25,4×25,4 мм

Ресурсы

Author:

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *