// dobivanje podataka o sadržaju metana od MQ2 senzora

float vrijednost =mq2.readMethane();

povratna vrijednost ; )

// dobijanje podataka o sadržaju dima od MQ2 senzora

float vrijednost =mq2.readSmoke(); povratna vrijednost ; ) Učitajmo skicu u Node Mcu modul, otvorimo monitor serijskog porta i vidimo izlaz podataka primljenih od MQ-2 senzora (slika 4.28). Rice. 4.28. Izlazi podatke senzora MQ-2 na monitor serijskog porta. Opis

Modul senzora plina, čiji je glavni element analizator plina MQ-2, omogućava vam da otkrijete prisustvo ugljikovodičnih plinova (propan, metan, n-butan), dima i vodonika u okolnom zraku. Senzor se može koristiti u projektima za detekciju curenja gasa i detekciju dima. Analogno-digitalni modul omogućava i primanje podataka o sadržaju gasova na koje je gasni analizator osetljiv, i rad direktno sa uređajima, izdavanjem digitalnog signala o prekoračenju/smanjenju granične vrednosti. Ima regulator osjetljivosti, koji vam omogućava da senzor prilagodite potrebama određenog projekta. Modul ima dvije LED diode: prva (crvena) je indikacija napajanja, druga (zelena) označava prekoračenje/smanjenje granične vrijednosti.

Glavni radni element senzora je grijaći element, zbog kojeg se

hemijska reakcija

, što rezultira informacijama o koncentraciji plina. Tokom rada, senzor bi se trebao zagrijati - to je normalno. Takođe je potrebno zapamtiti da zbog

grijaći element

, senzor troši mnogo struje, pa se preporučuje korištenje eksternog napajanja.

Imajte na umu da na očitavanja senzora utiču temperatura i vlažnost okoline. Stoga, ako se senzor koristi u promjenjivom okruženju, kompenzacija za ove parametre će biti neophodna.

Mjerni opsezi:

0-1% - propan

0,03-0,5% - butan

0,05-2% - metan

0,03-0,5% - vodonik

Specifikacije

Napon napajanja: 4,8 - 5,2 V

Potrošnja struje: 170 mA

Vrijeme zagrijavanja kada je uključeno: 1 min

Fizičke dimenzije

Za mjerenje je potrebno zagrijavanje (najmanje 1 minuta)

Velika potrošnja energije (dodatna snaga je poželjna)

Primjer povezivanja i upotrebe

Primjer pokazuje povezivanje senzora i izlaz primljenih podataka na monitor serijskog porta. (Primjer je testiran na Smart UNO kontroleru)

Dijagram povezivanja:

Skica za preuzimanje:

if (noGas) Serial .print ("bez plina") ;

else Serial .print ("gas");

Serial.print(", vrijednost plina je ");

Serial.println(gasValue);

• kašnjenje (1000);
• //kašnjenje 1 s)

Reći ćete na internetu za MQ-2 senzor i Arduino! Ali višesatna potraga za informacijama nije dala pozitivan rezultat. Svi programi nisu radili ili mi nisu odgovarali. Morao sam sam da napišem program.

• Modul je izgrađen na bazi gasnog analizatora MQ-2. Omogućava vam da otkrijete propan, butan, vodonik i metan u zraku.
• Slika 1 - MQ-2 senzor plina.
• Karakteristike
• Napon napajanja: 5V

Potrošnja struje: 160 mA

Mjerni opseg

Propan: 0,2 – 5 ppm

Butan: 0,3 – 5 ppm
Metan: 5 – 20 ppm
Vodonik: 0,3 – 5 ppm

Čudno, ali senzor jako dobro reaguje na gas iz upaljača, na dim, ali uopšte ne reaguje na plinski štednjak. Osetljivost senzora se može podesiti promenljivim otpornikom.

#define mic 5 #define analogInPin A0 void setup() ( pinMode(analogInPin, INPUT); Serial.begin(9600); ) void loop() ( Serial.println(analogRead(analogInPin)); int sensorValue = analogRead(analogInPin) int raspon = map(sensorValue, 100, 145, 1, 4) (slučaj 1: analogWrite(mic,100); delay(100); analogWrite(mic,0); break; case 2: analogWrite); (mikrofon, 0 analogni zapis (mikrofon, 0);

Zujalica se koristi za dojavu dima.

Kada sam imao Arduino kit, u potrazi za objektom za automatizaciju, nekako sam pomislio da bi bilo lijepo dobiti informaciju o tome da li je nivo CO (ugljičnog monoksida) u zimsko vrijeme u kotlarnici seoska kuća. U hladnim zimskim danima, a posebno noćima, plinska oprema intenzivno radi i sagorijeva prirodni plin kako bi održala toplinu u kući. Šta ako imam lošu ventilaciju? Ili je filcana čizma zaglavljena u cijevi? I svaki put kad uđem u kotlarnicu i ostanem tamo neko vrijeme, dovedem svoj dragocjeni život u opasnost. A niko nije imun ni od curenja prirodnog gasa. Ovdje zapravo možete dići u zrak pola kuće samo upalivši svjetlo. Bilo bi lijepo i njih kontrolirati i nekako ih pratiti.

Stoga je odlučeno da se sklopi sistem za praćenje nivoa CO i metana u zraku kotlarnice na bazi Arduina ili kompatibilne ploče. Osim jednostavnih alarma, želio bih prikupiti i statistiku, na primjer, o tome kako su koncentracije opasnih plinova povezane s radom plinske opreme. U principu, zadatak se realizuje na savremenom nivou kulture i tehnologije, i to za vrlo malo novca. Kao izvor potrošnje prirodnog plina koristio sam impulse sa senzora ugrađenog u plinomjer, a za analizu zraka koristio sam dva izuzetno popularna senzora među Arduino programerima, MQ-4 i MQ-7. MQ4 njuši zrak za metan, dok MQ7 mjeri CO.

Ali da bismo išli dalje, pokazalo se da moramo ući u konkretne detalje. Budući da malo korisnika Arduina i analoga razumije kakvi su senzori MQ-4 i MQ-7 i kako ih općenito koristiti. Pa, počnimo polako sa fascinantnom pričom.

Šta je ppm?

Da biste ispravno radili s vrijednostima koje ću dati u nastavku, morate sami razumjeti mjerne jedinice. Ovdje, na području bivšeg Sovjetskog Saveza, indikatori se obično mjere u procentima (%) ili direktno u masi prema zapremini (mg/m 3). Ali u nekim stranim zemljama koriste takav pokazatelj kao ppm.

Skraćenica ppm označava delove na milion ili slobodno prevedeno kao "delovi na milion" (dobro je da ne koriste funte po galonu ili imperijalne vrednosti). U principu, indikator se ne razlikuje mnogo od procenta, odnosno razlikuje se samo dimenzija. 1 ppm = 0,0001%, odnosno 3% = 30,000 ppm.

Pretvaranje iz procenta ili ppm u mg/m3 je složenije; ovdje morate uzeti u obzir molarnu masu plina, tlak i temperaturu. Generalno, formula za konverziju je sljedeća: P x V M = R x T, gdje je P tlak, V M molarni volumen, R je univerzalna plinska konstanta, T je apsolutna temperatura u Kelvinima (ne Celzijusu ili Farenhajtu). Ali kako ne bih mučio čitaoca školskim kursom hemije, odmah ću dati nekoliko značenja. A najiskusniji istraživači Interneta mogu pronaći online kalkulatore na ogromnom webu za nezavisne proračune.

CO: 3% = 30.000 ppm = 34695.52 mg/m3
CO 2: 3% = 30.000 ppm = 54513.22 mg/m3

Podaci su dati za normalni atmosferski pritisak i sobnu temperaturu. Imajte na umu da je CO 2 na uporedivim postotak skoro duplo teži od CO. Da vas podsjetim da molekula CO 2 sadrži još jedan atom, otuda i razlika. I upravo zbog te razlike CO 2 se akumulira u nizinama, a CO u blizini plafona.

Razlika između CO i CO 2

Prvo, vrijedi razumjeti šta je CO i po čemu se razlikuje od CO 2 . Prvo, CO je ugljen monoksid, koji se takođe naziva ugljen monoksid, ugljen monoksid ili ugljen (II) monoksid. CO gas je veoma podmukao. Izuzetno je otrovan, ali nema ni boju ni miris. Kada uđete u prostoriju sa ugljičnim monoksidom, samo iz indirektnih simptoma shvatit ćete da ste izloženi otrovu. Isprva glavobolja, vrtoglavica, otežano disanje, lupanje srca, zatim plavilo leša. Ugljen monoksid se kombinuje sa hemoglobinom u krvi, uzrokujući da ovaj drugi prestane da prenosi kiseonik u tkiva vašeg tela, a mozak i nervni sistem su prvi koji pate.

Drugo, ugljični monoksid je odlično gorivo i ne može goreti od ostalih zapaljivih plinova. U određenim koncentracijama formira eksplozivnu smjesu koja je spremna da razbije na komade bilo koju zapreminu u kojoj se nakupio plin pomiješan s kisikom. Da, ugljični monoksid je lakši od zraka, tako da aktivno prodire u drugi, treći i naredni sprat zgrada.

Glavni izvor oslobađanja CO, što je čudno, je sagorijevanje ugljičnog goriva s nedostatkom kisika. Ugljik “ne izgara” i umjesto ugljičnog dioksida CO 2 u atmosferu se ispušta ugljični monoksid CO. U svakodnevnom shvaćanju, odličan izvor CO, ako se koristi pogrešno, može biti peći na drva, plinski gorionici, gasni kotlovi i druga oprema za grijanje koja radi na ugljenično gorivo. Ne zaboravite na automobile, izduvni gasovi benzinskog motora mogu sadržavati do 3% CO, a prema higijenskim standardima ne bi trebalo biti više od 20 mg/m³ (oko 0,0017%).

Općenito, ugljični monoksid je podmukla i lako dostupna stvar. Dovoljno je začepiti dimnjak i možete sigurno otići do svojih predaka paljenjem peći za noć.

CO2, također poznat kao ugljični dioksid, ugljični dioksid, ugljični dioksid, ugljični monoksid (IV) ili jednostavno ugljični anhidrid, jednako je zanimljiv plin. Ugljični dioksid se mnogo češće susrećemo svakodnevni život nego sa ugljen monoksidom. Pijemo gaziranu vodu u kojoj je otopljen ugljični dioksid. Koristimo suhi led za čuvanje sladoleda u parku u vruće ljetno popodne, konačno izdišemo ugljični dioksid u ludim količinama. A prirodni objekti, kao što su vulkani, močvare ili deponije, mogu stvoriti priličnu količinu ugljičnog dioksida.

Ali nemojte misliti da je CO 2 plin nježniji i sigurniji od CO plina. Visoke koncentracije CO 2 ne dovode do ništa manje teških posljedica, uključujući smrt. A svoju koncentraciju možete povećati jednostavno i prirodno samo zatvaranjem prozora u spavaćoj sobi noću. Štaviše, za razliku od CO, ugljični anhidrid je teži od zraka i opasno se akumulira u nižim područjima, podrumima, prostorima za puzanje i drugim neočekivanim mjestima. Dokumentirani su slučajevi smrti ljudi koji su slučajno upali u šupljine pune ugljičnog dioksida koje je curilo iz susjednog vulkana. Motor autobusa se gasi, nema dovoljno vazduha i to je to. Gas CO 2 je takođe bezbojan, bez mirisa i ukusa, pa je njegovo prisustvo gotovo nemoguće organoleptički utvrditi, osim da se kontroliše pojava izraženog gušenja.

Oba plina se sastoje od samo dvije vrste elemenata. Od kiseonika (O) i ugljenika (C), pitanje je samo broj atoma kiseonika. Stručni čitalac može pretpostaviti da se jedan gas može pretvoriti u drugi sa izuzetnom lakoćom. Da, može, ali ne baš lako i ne sasvim obično. Morate se potruditi. Na primjer, u katalizatorima modernih automobila na benzin događa se proces naknadnog sagorijevanja (pretvaranja) CO u CO 2. Proces se odvija u visoka temperatura i u prisustvu katalizatora (npr. platine). Moguć je i obrnuti proces, ali opet nije lako.

Inače, na internetu postoji web stranica pod nazivom CO2.Earth koja prikazuje dinamiku i trenutnu koncentraciju ugljičnog dioksida u Zemljinoj atmosferi. Da, koncentracija nije tako mala. Zaista, kada se ugljični dioksid akumulira u području od 2-4%, osoba gubi radnu sposobnost, osjeća pospanost i slabost. A pri koncentracijama od oko 10% počinje se osjećati gušenje.

Malo smo skrenuli s teme, ali zaključak je sljedeći: ne treba brkati dva različita plina, kao ni posljedice od njih, ali svakako vrijedi pratiti njihovo prisustvo u unutrašnjoj atmosferi.

Projektovanje elektrohemijskih senzora

Najčešći tip MQ senzora. I rasprostranjen je isključivo zbog niske cijene. Napravio sam malo istraživanje kako bih pokušao razumjeti pitanje elektrohemijskih senzora malo više od većine DIY entuzijasta.

Elektrohemijski senzor je izgrađen na principu promjene otpora određenog elementa pri interakciji s drugim elementom. Drugim riječima, između ova dva elementa dolazi do kemijske reakcije, što rezultira promjenom otpornosti podloge. Čini se da je sve jednostavno. Ali da bi se reakcija odvijala normalno i da senzor ne bi bio jednokratan, osjetljivi dio senzora mora se držati u zagrijanom stanju.

Dakle, elektrohemijski senzor se sastoji od određene podloge sa osetljivim materijalom, grejača supstrata i samih izlaznih kontakata. Metalna mreža je zategnuta preko vrha senzora, ali se podloga primetno zagreva, a oko senzora mogu biti razni zapaljivi gasovi, kao što je CO. Za to je potrebna mreža. Sigurnost je na prvom mjestu. Inače, izvjesni Humphrey Davy je početkom 19. stoljeća došao na ideju da se mreža zategne preko opasnih elemenata kada se koristi u eksplozivnim sredinama za rudare.

Na mreži možete nabrojati nekoliko desetina proizvođača ploča s elektrohemijskim senzorima serije MQ. Ali svi senzori (ne ploče) imaju istog proizvođača - kinesku kompaniju HANWEI. Kompanija proizvodi značajan asortiman razni uređaji za detekciju gasova i svega u vezi sa njima. Ali u asortimanu proizvoda nema senzora serije MQ, moguće je da su proizvodi premali da bi bili objavljeni na web stranici.

Budući da sam po prirodi radoznala osoba, iskopao sam po HANWEI specifikacijama i sastavio sve dostupne senzore serije MQ, materijal podloge i tip detekcije u jednu tabelu.

Sa izuzetkom MQ senzora serije 300, svi oni koriste isti materijal podloge. To je za samu podlogu koja određuje koncentraciju gasa u atmosferi, upravo za podlogu koja menja svoj otpor. Svi senzori koriste isti. Za seriju 300, informacije o osjetljivom materijalu su skromno izostavljene.

Unatoč ujednačenom dizajnu i korištenom senzorskom elementu, ne može se reći da su svi senzori proizvođača isti. Razlikuju se po obliku i parametrima kao što je, na primjer, napon napajanja grijača. Možete uzeti očitanja s takvih senzora pomoću ohmmetra, mjereći otpor, koji se mijenja ovisno o koncentraciji plina koji se mjeri. Ili dodavanjem otpornika opterećenja za mjerenje napona (kako dodati otpornik je navedeno direktno u specifikacijama za senzore).

Napominjemo da svi senzori imaju određeni i vrlo kratak vijek trajanja, a to je oko 5 godina. Štaviše, 5 godina nije samo sam rad, već i skladištenje. A ako se vaš senzor skladišti bez odgovarajuće ambalaže, njegov rok trajanja je još kraći. Stvar je u tome da je osetljiva hemijski element, bez grijanja, bit će zasićen ugljikom, što će postepeno sve to uništiti. Iz tog razloga se preporučuje da se novi senzori „kalciniraju“ tako što će ih držati u radnom stanju dan, ili još bolje, dva. Ugljik koji je uspio da uđe u kalaj (IV) oksid će „izgorjeti“ i senzor će moći s većom preciznošću odrediti očitanja.

Ako pažljivo pogledate listu izmjerenih plinova ili namjenu senzora, vidjet ćete da su svi oni, na ovaj ili onaj način, povezani s ugljikom (metan, prirodni plin, propan, ugljični monoksid, ukapljeni plin, alkohol, pa čak i senzori kvaliteta vazduha mere prisustvo ugljenika u jedinjenjima u vazduhu). I samo se ozonski senzor (MQ-131) izdvaja, iako koristi isti senzorski element sa SnO 2. Činjenica je da su svi senzori serije MQ dizajnirani da rade u atmosferi sa stabilnim nivoom kiseonika. Specifikacija nam kaže da bi sadržaj kiseonika trebao biti 21%, što je nekakva prosječna norma. A ako ima manje ili više kisika, očitanja će varirati, sve do potpune nemogućnosti senzora da proizvede razumljive rezultate pri sadržaju kisika od 2% i niže. Naravno, u ovom slučaju ugljik uopće neće izgorjeti na podlozi; Očigledno, mjerenje ozona elektrohemijskim senzorom se zasniva na ovom efektu.

Ali tačnost senzora serije MQ ovisi o više od kisika. Očitavanja se dobro razlikuju u zavisnosti od vlažnosti i temperature vazduha. Proračunske brojke su date za vlažnost od 65% i temperaturu od 20 stepeni Celzijusa. A ako je vlažnost iznad 95%, senzor više neće davati odgovarajuća očitanja. Šteta što u specifikaciji nije navedeno koja se vlaga koristi: relativna ili apsolutna. Intuicija sugerira da je sve relativno.

Pored indikatora okruženje Točnost očitavanja MQ senzora nije ništa lošija od ostalih parametara, a na nju također utječe vijek trajanja samih senzora. Vremenom se njihova svedočenja menjaju. Osjetljivi sloj postaje "začepljen" mjernim proizvodima, mijenjaju se karakteristike grijača i mijenja se otpor na referentnim vrijednostima. Nije jasno u kojem smjeru se mijenja, ali proizvođač preporučuje, prvo, kalibraciju senzora nakon kupovine i inicijalnog “žarenja”, a zatim provođenje redovnih rekalibracija tijekom cijelog radnog vijeka senzora. A jedini normalan način kalibracije je upoređivanje rezultata očitavanja senzora sa već kalibriranim uređajem. Jasno je da takav uređaj nemaju ni privatni krajnji potrošač (a profesionalci će koristiti nešto drugačije, skuplje senzore) niti mnogi proizvođači ploča. Neki proizvođači to iskreno navode na svojoj web stranici:

“Pa kako mogu saznati kolika je koncentracija određenog plina pomoću MQ senzora?” - pitaće nestrpljivi čitalac? Budući da u većini slučajeva potrošač koristi mjerač napona, međutim, sa otporom je sve slično, ali korak manje, onda potrošač ima potrebu kako pretvoriti volte ili kvante Arduino DAC-a u željene ppm ili barem procente. Ova operacija se može izvršiti samo uz pomoć nejasnih grafikona iz specifikacije za senzor.

Gledajući graf iz specifikacije, možete vidjeti da, prvo, ima barem jednu logaritamsku regiju. I, drugo, osim glavnog plina, senzor lako detektira sve druge slične plinove (koji sadrže ugljik). Razumijevanje grafa i razumijevanje koji ppm odgovara kojem otporu senzora je zadatak za vježbanje samuraja, jer ravna linija koja prelazi nekoliko različitih logaritamskih zona očito neće biti ravna u stvarnosti.

Ovim bih želeo da izvedem međuzaključak. Dakle, prednosti senzora serije MQ uključuju njihovu izuzetno i kategorički pristupačnu cijenu. Ali ima još mnogo nedostataka:

• Praktično identični senzori koji koriste isti osjetljivi element i razlikuju se u korištenoj vrijednosti reznih otpornika.
• Ovisnost rezultata mjerenja o mnogim faktorima: temperaturi, vlažnosti, koncentraciji kisika.
• Nedostatak deklarirane selektivnosti za mjerene plinove reagira na sve s ugljikom (i, vrlo moguće, na druge elemente koji reagiraju sa supstratom).
• Velika potrošnja energije (grijač).
• Potreba za početnim "žarenjem" senzora.
• Nestabilnost očitavanja tokom vremena.
• Potreba za inicijalnom i ponovljenom kalibracijom.
• Praktično je nemoguće dobiti značajne vrijednosti u obliku ppm ili %.

Digitalni ili analogni?

Tržište zna svoje poslovanje i ako postoji potražnja za proizvodom, onda će ta potražnja biti zadovoljena. Prije ili kasnije, ali to će se sigurno dogoditi. A uz korištenje spretnih kineskih drugova, potražnja je zadovoljena prije nego kasnije. Tako se pojavio veliki broj proizvođača iz Kine koji proizvode gotove ploče sa elektrohemijskim senzorima serije MQ. Pogledajmo bliže koje opcije isporuke mogu postojati.

Očistite senzor

Najjednostavnija i najjeftinija opcija. Isporuka sadrži samo sam elektrohemijski senzor i ništa drugo. Morate ga povezati na sistem sa mjerenjem napona (na primjer, na analogni port Arduino) preko otpornika opterećenja. Najbolje je koristiti otpornik koji se može podesiti tokom kalibracije. Vrijednosti otpornika su naznačene u specifikaciji (DataSheet) za senzor.

Uz alternativni metod mjerenja, možete koristiti ohmmetar i izmjeriti otpor izlaza senzora, a zatim ga ponovo izračunati u željene rezultate prema istoj specifikaciji.

Ovdje korisnik ne prima samo senzor, već senzor instaliran na ploči s ugrađenim otpornikom. Možete (i trebate) ga spojiti direktno na mjerač napona, bez ikakvih međuotpornika. U ovom slučaju dostupno je samo mjerenje napona, jer zajedno sa otpornikom cijeli krug radi kao običan djelitelj napona.

Korištenje analognog senzora na ploči je zgodno jer je proizvođač već instalirao potrebni otpornik na ploču i možda je čak izvršio kalibraciju cijele strukture. Neki analogni senzori koriste trim-otpornik i korisnik ih može sam kalibrirati, ali neki nemaju ovu opciju. Jasno je da je bolje uzeti verziju s mogućnošću podešavanja.

Digitalni senzor

Čini se da ako je senzor digitalan, onda bi trebao pružiti informacije u digitalnom obliku. Međutim, svi digitalni senzori sa MQ senzorima na koje sam naišao nisu imali tu mogućnost. “Digitalno” u njihovom nazivu samo znači da senzor ima digitalni izlaz koji se prebacuje u HIGH mod kada se prekorači određeni prag koncentracije izmjerenog plina. A korisnik vrši glavno očitavanje vrijednosti na isti analogni način kao i kod običnog analognog senzora.

Jasno je da su svi otpornici već zalemljeni na digitalnim senzorskim pločama. Dobri senzori takođe imaju otpornike za podešavanje za podešavanje senzora. Jedan se koristi za konfiguraciju senzora, a drugi se koristi za postavljanje praga za digitalni izlaz. A najbolji imaju i neku vrstu pojačala signala, korisno kada je senzor udaljen od mjerni instrument i postoji opasnost od smetnji na dugačkom kablu.

Digitalni senzor sa digitalnom magistralom

Možda je ovo najhi End među sličnim senzorima. Povezivanje i prijenos podataka odvijaju se preko I 2 C digitalne magistrale, a na jedan uređaj za prikupljanje informacija (na primjer, Arduino) može se povezati čak stotinu ovih senzora. Samo treba imati na umu da senzori troše mnogo struje i da se moraju napajati zasebno. Tuning otpornik je, naravno, prisutan.

Sudeći prema primjeru koda koji nudi proizvođač senzora, senzor sam šalje podatke u sirovom obliku i oni se već u softveru pretvaraju u ppm vrijednosti. Općenito, senzor se razlikuje od analogne verzije samo po prisutnosti digitalne magistrale.

Ishrana

Gore sam već spomenuo da za rad MQ senzorskog grijača mora biti snabdjeven visokokvalitetnom strujom i dovoljnom količinom. Prema specifikaciji, senzori troše oko 150 mA. U stvarnosti, potrošnja može varirati u vrlo širokom rasponu. U principu, 150 mA i nije tako velika struja dok ne pokušaju ukrstiti uređaj (ili nekoliko) sa takvom potrošnjom nečim poput Arduina. Spajanjem čak i jednog takvog senzora na napajanje na ploči, već riskirate da dobijete neispravan uređaj koji neće imati dovoljan napon za normalan rad. Tokom rada, sami senzori se zagrijavaju, ne značajno, ali do četrdeset stupnjeva mogu se lako zagrijati. Ako uporedimo ovu temperaturu sa 60-70 stepeni na stabilizatoru koji napaja ove senzore, onda se temperatura senzora može smatrati podnošljivom.

Da bi se osigurao normalan rad grijača i, kao posljedica toga, samog senzora, potrebno je posebno napajati ove senzore. Na primjer, koristite nezavisno napajanje od 1 ili 2 A i 5V za napajanje senzora (ne troše svi senzori 5V). Ili koristite posebnu ploču koja pretvara napon 9-12V u napon potreban za napajanje senzora.

U svakom slučaju, morat ćete se pozabaviti izvorom struje potrebne snage. Iako je moguće da je senzor spojen direktno na ploču (na primjer, Arduino). Ali u ovom slučaju, ne preporučuje se povezivanje bilo čega više s njim.

Opcija za kalibraciju senzora i pretvaranje očitanja u ppm

Lutajući internetom u potrazi za rješenjem za kalibraciju i dobivanjem pouzdanih rezultata sa senzora, naišao sam na vrlo zanimljivu objavu izvjesnog Davidea Gironija, koji je naišao na potpuno isti problem kao i ja. Davide je pokušao shvatiti kako da dobije očitanja ppm sa svog senzora MQ-135 (kvaliteta zraka).

Prema istraživanju koje je sproveo bloger, za kalibraciju je dovoljno imati predstavu o ​​koncentraciji nekog gasa u atmosferi i na osnovu ovih podataka pokušati odabrati otpornik koji će upasti u željeni sektor prema prema rasporedu. Davide je koristio senzor MQ-135, koji je dizajniran za određivanje kvaliteta zraka, među kojima se prati i CO2. A upravo je ugljični dioksid najviše zanimao blogera. Koristeći informacije sa co2now.org, uspio je izračunati potrebnu vrijednost otpornika. Slažem se da je metoda jako daleko od idealne, ali ipak bolja nego ništa.

Zatim je, nakon kalibracije, skicirao mali kod koji mu je omogućio da dobije potrebne ppm na osnovu podataka dobijenih kao rezultat kalibracije. Neću davati kod ovdje bilo tko može sam pročitati, ali se svodi na nešto poput ovoga:

float ppm = ((10000.0 / 4096.0) * raw_adc) + 200;

Gornji kod je, inače, iz primjera za MQ-4 senzor sa I 2 C digitalnim sučeljem. Na kraju krajeva, mnogi jednostavno nisu u stanju postići takvu transformaciju i ograničeni su samo određenim graničnim vrijednostima. Na primjer, na vrijednosti od 750 (nema mjerne jedinice, ovo je kvant), potrebno je upaliti crvenu LED diodu, u rasponu od 350-750 žuta je dovoljna, a kada je ispod 350 neka zelena LED lampica.

Alternative?

Ako su MQ senzori tako loši, postoji li alternativa za korištenje u kućnim projektima? Zapravo postoji. Čak i puno. Postoji više od jedne ili dvije metode za mjerenje koncentracije plinova. Samo senzori visoke preciznosti koštaju mnogo novca. A ponekad zbog takve cijene dolazi do amfibiotropne asfiksije. Razlika u cijeni može doseći hiljade i desetine hiljada puta. Ovdje ne možete a da ne razmislite o tome.

Međutim, nedavno su se infracrveni detektori pojavili na tržištu, zahvaljujući naporima istih vrijednih drugova. Da, još uvijek nisu prikladni za sve plinove, ali barem hvataju CO 2 bez značajnih troškova energije i sa visokom selektivnošću. Takvi senzori koriste nedisperzivnu infracrvenu metodu za određivanje koncentracije plina.

Ako je potrebna detekcija drugih plinova, ali korištenjem jeftinih uređaja, tada nema mnogo dostupnih opcija u ovom trenutku (ljeto 2016.), ako ne kažem iskreno da ih je vrlo malo. Alternativa je korištenje serije MQ, iako ćete se morati zadovoljiti samo pragovima vrijednosti (već sam govorio o preciznosti konverzije u ppm).

Mnogi će se odmah usprotiviti, rekavši, ja sam lično koristio takav senzor i radi. Primjeri uključuju eksperimente nalik na "disanje na senzor", držanje ruke oko njega ili puhanje oblaka dima cigarete. Da, očitanja senzora će se odmah promijeniti, vrijednosti će se povećati. Da, senzor će pokazati da se zagrijao, da je vlažnost povećana, da ima više ugljika i manje kisika u atmosferi. Ali koliko više, koliko gasa koji se proučava sada je u atmosferi, i što je najvažnije, kakav gas? Više nije moguće odgovoriti na ovo pitanje pomoću senzora serije MQ. Bolje je kupiti običan kućni alarm za opasan gas, kao što je CO. Za sasvim uporediv novac dobijate fabrički napravljen uređaj, sa glasnim alarmom i malom potrošnjom energije.

Dvostruki senzori

I na kraju, želim da rezimiram. Uznemiren sam što se tako pristupačni senzori nikako ne mogu koristiti u bilo kojem manje ili više ozbiljnom projektu. Da, možete vježbati programiranje i povezivanje senzora, ali pomoću njih nećete moći dobiti pouzdane vrijednosti koje tražite. A vrijednost senzora će vrlo brzo pasti na nulu.

Štaviše, lično sam uveren da svi MQ senzori nemaju dovoljan nivo selektivnosti, oni se razlikuju samo po spoljašnjem dizajnu i preporukama za izbor otpornika. Senzori reagiraju na sve što sadrži ugljik i reagiraju jače što je ugljik u spoju aktivniji i što lakše reagira sa supstratom. Ne vjerujem da proizvođač dodaje dodatne elemente podlozi za povećanje selektivnosti i ne piše ništa u specifikaciji. Ali pretpostavljam da se jedan senzor može pretvoriti u drugi korištenjem različitih otpornika i gledanjem grafikona otpora i koncentracije.

Ali sve je počelo kada sam spojio dva senzora (MQ-4 i MQ-7) na jedan uređaj i počeo da prenosim rezultate njihovog rada na ThingSpeak. Jedan od senzora bi trebao mjeriti nivo toksičnog CO, a drugi bi trebao pokazati koliko metana ima u zraku. Veoma su me zanimali grafovi koji su se ponavljali više nego skoro u potpunosti. Da, jedan senzor je dao očitanja na nivou od 100-150 jedinica, a drugi na nivou od 350-400. Vrhovi i platoi vremenski su se podudarali od različitih senzora, a rafali su samo naglašavali neizbježni obrazac.

Kombinovao sam očitanja oba senzora u jedan korelacijski graf i shvatio da pokazuju iste rezultate, iako u različitim rasponima. I pitao sam se – zašto mi treba senzor za metan koji reaguje na sve? Počevši od ugljen monoksida pa do alkohola. Zašto mi treba CO senzor, koji pored samog CO, još više reaguje na LPG i vodonik? Tako je - nema potrebe.

Ažuriraj. Prije nego što nepotrebne senzore bacim u smeće, odlučio sam da ih rastavim par i vidim šta je u njima. dakle:

Unutrašnjost senzora MQ-4

Kao što vidite, senzor ima šest nogu. Iz dva od njih, zavojnica za grijanje prolazi kroz centar cijevi napravljene od srebrnaste tvari. Ostale četiri noge drže po dvije tanke žice, očito da analiziraju promjenjivi otpor.

Unutrašnjost senzora MQ-7

Uprkos drugom izgled, unutrašnjost MQ-7 je identična unutrašnjosti MQ-4. A zagrijana sivkasta gazda nije ništa drugo do željeni kalaj oksid, koji se zagrijavanjem i u prisustvu ugljika ili vodika (istih plinova) djelomično reducira, težeći da postane metalni kalaj, i shodno tome mijenja svoju otpornost. .