// obținerea datelor de conținut de metan de la senzorul MQ2

valoare float =mq2.readMethane();

valoarea returnată; )

// obținerea datelor despre conținutul de fum de la senzorul MQ2

valoare float =mq2.readSmoke(); valoarea returnată; ) Să încărcăm schița în modulul Node Mcu, să deschidem monitorul portului serial și să vedem ieșirea datelor primite de la senzorul MQ-2 (Fig. 4.28). Orez. 4.28. Emite datele senzorului MQ-2 către monitorul portului serial. Descriere

Modulul senzorului de gaz, al cărui element principal este analizorul de gaz MQ-2, vă permite să detectați prezența gazelor de hidrocarburi (propan, metan, n-butan), fum și hidrogen în aerul ambiant. Senzorul poate fi utilizat în proiecte de detectare a scurgerilor de gaz și de detectare a fumului. Modulul analog-digital vă permite atât să primiți date despre conținutul de gaze la care analizorul de gaze este sensibil, cât și să lucrați direct cu dispozitivele, emitând un semnal digital despre depășirea/scăderea valorii pragului. Are un regulator de sensibilitate, care vă permite să ajustați senzorul la nevoile unui anumit proiect. Modulul are două LED-uri: primul (roșu) este o indicație de putere, al doilea (verde) este o indicație de depășire/scădere a valorii pragului.

Principalul element de lucru al senzorului este elementul de încălzire, datorită căruia

reacție chimică

, care are ca rezultat informații despre concentrația de gaz. În timpul funcționării, senzorul ar trebui să se încălzească - acest lucru este normal. De asemenea, este necesar să ne amintim că din cauza

element de încălzire

, senzorul consumă mult curent, de aceea se recomandă utilizarea unei surse externe.

Vă rugăm să rețineți că citirile senzorului sunt afectate de temperatura și umiditatea mediului ambiant. Prin urmare, dacă senzorul este utilizat într-un mediu în schimbare, va fi necesară compensarea acestor parametri.

Domenii de măsurare:

0-1% - propan

0,03-0,5% - butan

0,05-2% - metan

0,03-0,5% - hidrogen

Specificații

Tensiune de alimentare: 4,8 - 5,2 V

Consum de curent: 170 mA

Timp de încălzire când este pornit: 1 min

Dimensiuni fizice

Este necesară încălzirea pentru a efectua citiri (cel puțin 1 minut)

Consum mare de energie (putere suplimentară este de dorit)

Exemplu de conectare și utilizare

Exemplul demonstrează conectarea unui senzor și transmiterea datelor primite către monitorul portului serial. (Exemplul a fost testat pe controlerul Smart UNO)

Schema de conectare:

Schiță de descărcat:

if (noGas) Serial .print ("fără gaz" );

else Serial .print ( "gaz" );

Serial .print (", valoarea gazului este " );

Serial.println(gasValue);

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

Veți spune pe internet despre senzorul MQ-2 și despre Arduino! Dar o căutare de multe ore de informații nu a dat un rezultat pozitiv. Toate programele nu funcționau sau nu mi se potriveau. A trebuit să scriu singur programul.

• Modulul este construit pe baza analizorului de gaz MQ-2. Vă permite să detectați propan, butan, hidrogen și metan în aer.
• Figura 1 - Senzor de gaz MQ-2.
• Caracteristici
• Tensiune de alimentare: 5V

Consum de curent: 160 mA

Domeniul de măsurare

Propan: 0,2 – 5 ppm

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

Este ciudat, dar senzorul răspunde foarte bine la gazul de la brichetă, la fum, dar nu reacționează deloc la o sobă cu gaz. Sensibilitatea senzorului poate fi reglată cu un rezistor variabil.

#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 range = map(sensorValue, 100, 145, 1, 4 switch (range) (case 1: analogWrite(mic,100); delay(100); analogWrite(mic,0); break; case 2: analogWrite); (mic,50); analogWrite(mic,30);

Un semnal sonor este folosit pentru a alerta fumul.

Când aveam un kit Arduino, în căutarea unui obiect pentru automatizare, m-am gândit cumva în sinea mea că ar fi bine să primesc informații despre nivelul de CO (monoxid de carbon) din ora de iarnaîn camera cazanelor casă de țară. În zilele reci de iarnă și în special nopțile, echipamentele cu gaz funcționează intens și ard gazele naturale pentru a menține căldura în casă. Ce se întâmplă dacă am ventilație slabă? Sau este o cizmă din pâslă blocată în țeavă? Și de fiecare dată când intru în camera cazanelor și stau acolo ceva timp, îmi pun viața prețioasă în pericol. Și nimeni nu este imun nici la scurgerile de gaze naturale. Aici poți de fapt să arunci în aer jumătate din casă doar aprinzând lumina. Ar fi bine să-i controlăm și să-i urmărim cumva.

Prin urmare, s-a decis asamblarea unui sistem de monitorizare a nivelului de CO și metan din aerul unei cazane bazat pe Arduino sau o placă compatibilă. Pe lângă alarmele simple, aș dori să colectez și statistici, de exemplu, despre modul în care concentrațiile de gaze periculoase sunt legate de funcționarea echipamentelor de gaz. În principiu, sarcina este implementată la nivel modern de cultură și tehnologie și pentru foarte puțini bani. Ca sursă de consum de gaze naturale, am folosit impulsuri de la senzorul încorporat în contorul de gaz, iar pentru analiza aerului am folosit doi senzori extrem de populari printre dezvoltatorii Arduino, MQ-4 și MQ-7. MQ4 adulmecă aerul după metan, în timp ce MQ7 face măsurători pentru CO.

Dar pentru a merge mai departe, s-a dovedit că trebuie să intrăm în detalii specifice. Deoarece puțini utilizatori de Arduino și analogi înțeleg ce fel de senzori sunt MQ-4 și MQ-7 și cum să îi folosească în general. Ei bine, hai să începem încet povestea fascinantă.

Ce este ppm

Pentru a funcționa corect cu valorile pe care le voi da mai jos, trebuie să înțelegeți singur unitățile de măsură. Aici, pe teritoriul fostei Uniuni Sovietice, indicatorii sunt de obicei măsurați ca procent (%) sau direct în masă-volum (mg/m 3). Dar în unele țări străine folosesc un astfel de indicator ca ppm.

Abrevierea ppm înseamnă părți per milion sau tradusă în mod liber ca „părți pe milion” (este bine că nu sunt folosite aici lire pe galon și imperiali în brațe). În principiu, indicatorul nu diferă mult de procent, sau mai bine zis, diferă doar dimensiunea. 1 ppm = 0,0001%, respectiv 3% = 30.000 ppm.

Convertirea de la procent sau ppm la mg/m3 este mai complicată aici trebuie să luați în considerare masa molară a gazului, presiunea și temperatura. În general, formula de conversie este următoarea: P x V M = R x T, unde P este presiunea, V M este volumul molar, R este constanta universală a gazului, T este temperatura absolută în Kelvin (nu Celsius sau Fahrenheit). Dar pentru a nu chinui cititorul cu un curs de chimie școlară, voi da imediat mai multe sensuri. Iar cei mai experimentați exploratori de internet pot găsi calculatoare online pe vastul web pentru calcule independente.

CO: 3% = 30.000 ppm = 34695.52 mg/m3
CO 2: 3% = 30.000 ppm = 54513,22 mg/m3

Datele sunt date pentru presiunea atmosferică normală și temperatura camerei. Vă rugăm să rețineți că CO 2 este comparabil procent aproape de două ori mai greu decât CO. Permiteți-mi să vă reamintesc că molecula de CO 2 conține încă un atom, de aici diferența. Și tocmai din cauza acestei diferențe se acumulează CO 2 în zonele joase și CO în apropierea tavanului.

Diferența dintre CO și CO2

În primul rând, merită să înțelegeți ce este CO și cum diferă de CO 2 . În primul rând, CO este monoxid de carbon, numit și monoxid de carbon, monoxid de carbon sau monoxid de carbon (II). Gazul CO este foarte insidios. Este extrem de otrăvitor, dar nu are nici culoare, nici miros. Odată ajuns într-o cameră cu monoxid de carbon, vei înțelege doar din simptome indirecte că ești expus la otravă. La început durere de cap, amețeli, dificultăți de respirație, palpitații, apoi albastrul cadavrului. Monoxidul de carbon se combină cu hemoglobina din sânge, determinând aceasta din urmă să nu mai transporte oxigen către țesuturile corpului tău, iar creierul și sistemul nervos sunt primele care suferă.

În al doilea rând, monoxidul de carbon este un combustibil excelent și nu poate arde mai rău decât alte gaze inflamabile. La anumite concentrații, formează un amestec exploziv care este gata să spargă în bucăți orice volum în care s-a acumulat gaz amestecat cu oxigen. Da, monoxidul de carbon este mai ușor decât aerul, așa că pătrunde activ în etajele doi, trei și următoarele ale clădirilor.

Sursa principală de eliberare de CO, destul de ciudat, este arderea combustibilului de carbon cu oxigen insuficient. Carbonul „nu arde” și în loc de dioxid de carbon CO 2, monoxid de carbon CO este eliberat în atmosferă. În înțelegerea de zi cu zi, o sursă excelentă de CO, dacă este utilizată incorect, poate fi sobe pe lemne, arzatoare pe gaz, cazane pe gazși alte echipamente de încălzire care funcționează cu combustibil carbon. Nu uitați de mașini, evacuarea unui motor pe benzină poate conține până la 3% CO, iar conform standardelor de igienă nu trebuie să depășească 20 mg/m³ (aproximativ 0,0017%).

În general, monoxidul de carbon este un lucru insidios și ușor de obținut. Este suficient să înfundați coșul de fum și puteți merge în siguranță la strămoșii voștri aprinzând soba pentru noapte.

CO 2 , cunoscut și sub numele de dioxid de carbon, dioxid de carbon, dioxid de carbon, monoxid de carbon (IV) sau pur și simplu anhidridă carbonică, este un gaz la fel de interesant. Întâlnim dioxid de carbon mult mai des în viata de zi cu zi decât cu monoxid de carbon. Bem apă carbogazoasă în care se dizolvă dioxidul de carbon. Folosim gheata carbonica pentru a conserva inghetata in parc intr-o dupa-amiaza fierbinte de vara, in sfarsit expiram dioxid de carbon in cantitati nebunesti. Iar obiectele naturale, cum ar fi vulcanii, mlaștinile sau gropile de gunoi, pot genera o cantitate suficientă de dioxid de carbon.

Dar să nu credeți că gazul CO 2 este mai blând și mai sigur decât gazul CO. Concentrațiile mari de CO 2 duc la consecințe nu mai puțin grave, inclusiv moartea. Și îți poți crește concentrarea ușor și natural doar închizând fereastra din dormitorul tău noaptea. Mai mult decât atât, spre deosebire de CO, anhidrida carbonică este mai grea decât aerul și se acumulează periculos în zone joase, subsoluri, spații de acces și alte locuri neașteptate. Au fost documentate cazuri de decese ale unor persoane care au căzut accidental în goluri pline cu dioxid de carbon care se scurgea dintr-un vulcan învecinat. Motorul autobuzului se oprește, nu este suficient aer și atât. Gazul CO 2 este, de asemenea, incolor, inodor și fără gust, prin urmare prezența sa este aproape imposibil de determinat organoleptic, cu excepția controlului apariției unei sufocări pronunțate.

Ambele gaze constau doar din două tipuri de elemente. De la oxigen (O) și carbon (C), singura întrebare este numărul de atomi de oxigen. Un cititor informat poate ghici că un gaz poate fi transformat în altul cu o ușurință extraordinară. Da, se poate, dar nu destul de ușor și nu chiar obișnuit. Trebuie să faci un efort. De exemplu, în convertizoarele catalitice ale mașinilor moderne pe benzină are loc procesul de post-ardere (conversie) a CO în CO 2 . Procesul are loc la temperatură ridicatăși în prezența catalizatorilor (de exemplu, platină). Procesul invers este de asemenea posibil, dar din nou nu este ușor.

Apropo, pe internet există un site web numit CO2.Earth care afișează dinamica și concentrația actuală de dioxid de carbon din atmosfera Pământului. Da, concentrația nu este atât de scăzută. Într-adevăr, atunci când dioxidul de carbon se acumulează în regiunea de 2-4%, o persoană își pierde capacitatea de lucru, simte somnolență și slăbiciune. Iar la concentrații de aproximativ 10% începe să se simtă sufocarea.

Ne-am abătut puțin de la subiect, dar concluzia aici este următoarea: nu trebuie să confundați două gaze diferite, precum și consecințele de la ele, dar cu siguranță merită să le monitorizați prezența în atmosfera interioară.

Proiectarea senzorilor electrochimici

Cel mai comun tip de senzori MQ. Și este răspândit doar datorită costului său scăzut. Am făcut puțină cercetare pentru a încerca să înțeleg problema senzorilor electrochimici puțin mai mult decât majoritatea pasionaților de bricolaj.

Un senzor electrochimic este construit pe principiul modificării rezistenței unui anumit element atunci când interacționează cu un alt element. Cu alte cuvinte, între aceste două elemente are loc o reacție chimică, rezultând o modificare a rezistenței substratului. Totul pare a fi simplu. Dar pentru ca reacția să decurgă normal și pentru ca senzorul să nu fie de unică folosință, partea sensibilă a senzorului trebuie menținută în stare încălzită.

Deci, senzorul electrochimic constă dintr-un anumit substrat cu material sensibil, un încălzitor de substrat și contactele de ieșire în sine. O plasă metalică este întinsă peste partea de sus a senzorului, dar substratul se încălzește vizibil și pot fi tot felul de gaze inflamabile în jurul senzorului, cum ar fi CO. Pentru asta este necesară o grilă. Siguranța este pe primul loc. Apropo, un anume Humphrey Davy a venit cu ideea de a întinde ochiurile peste elemente periculoase atunci când sunt folosite în medii explozive pentru mineri la începutul secolului al XIX-lea.

În rețea puteți număra câteva zeci de producători de plăci cu senzori electrochimici din seria MQ. Dar toți senzorii (nu plăcile) au același producător - compania chineză HANWEI. Compania produce o gamă semnificativă diverse dispozitive pentru detectarea gazelor și a tot ceea ce are legătură cu acestea. Dar nu există senzori din seria MQ în gama de produse este posibil ca produsele să fie prea mici pentru a fi postate pe site.

Fiind o persoană curioasă din fire, am săpat în specificațiile HANWEI și am compilat toți senzorii disponibili din seria MQ, materialul de substrat și tipul de detecție într-un singur tabel.

Cu excepția senzorilor MQ din seria 300, toți folosesc același material de substrat. Este tocmai pentru substratul care determină concentrația de gaz în atmosferă, tocmai pentru substratul care își modifică rezistența. Toți senzorii folosesc același. Pentru seria 300, informațiile despre materialele sensibile sunt modeste omise.

În ciuda designului uniform și a elementului senzorial utilizat, nu se poate spune că toți senzorii de la producător sunt la fel. Ele diferă în formă și parametri, cum ar fi, de exemplu, tensiunea de alimentare a încălzitorului. Puteți lua citiri de la astfel de senzori folosind un ohmmetru, măsurând rezistența, care se modifică în funcție de concentrația gazului măsurat. Sau prin adăugarea unui rezistor de sarcină pentru a măsura tensiunea (cum se adaugă un rezistor este indicat direct în specificațiile pentru senzori).

Vă rugăm să rețineți că toți senzorii au o durată de viață certă și foarte scurtă, care este de aproximativ 5 ani. Mai mult, 5 ani nu este doar munca în sine, ci și depozitare. Și dacă senzorul dvs. este depozitat fără ambalaj corespunzător, termenul de valabilitate al acestuia este și mai scurt. Ideea este atât de sensibilă element chimic, fără încălzire, va fi saturat cu carbon, care va distruge treptat totul. Din acest motiv se recomandă „calcinarea” noilor senzori menținându-i în stare de funcționare pentru o zi, sau mai bine, două. Carbonul care a reușit să mănânce în oxidul de staniu (IV) se va „arde”, iar senzorul va putea determina citirile cu o precizie mai mare.

Dacă te uiți atent la lista gazelor măsurate sau la scopul senzorilor, vei vedea că toate, într-un fel sau altul, sunt legate de carbon (metan, gaz natural, propan, monoxid de carbon, gaz lichefiat, alcool, și chiar senzorii de calitate a aerului măsoară prezența carbonului în compușii din aer). Și doar senzorul de ozon (MQ-131) iese deoparte, deși folosește același element de detectare cu SnO 2. Faptul este că toți senzorii din seria MQ sunt proiectați să funcționeze într-o atmosferă cu un nivel stabil de oxigen. Specificația ne spune că conținutul de oxigen ar trebui să fie de 21%, ceea ce este un fel de normă medie. Și dacă există mai puțin sau mai mult oxigen, atunci citirile vor fluctua, până la incapacitatea completă a senzorului de a produce rezultate inteligibile la un conținut de oxigen de 2% și mai jos. Desigur, în acest caz carbonul nu se va arde deloc pe substrat, nu există suficient agent de oxidare. Aparent, măsurarea ozonului cu un senzor electrochimic se bazează pe acest efect.

Dar precizia senzorilor din seria MQ depinde de mai mult decât de oxigen. Citirile variază bine în funcție de umiditatea aerului și temperatură. Cifrele de calcul sunt date pentru o umiditate de 65% și o temperatură de 20 de grade Celsius. Și dacă umiditatea este peste 95%, senzorul nu va mai oferi citiri adecvate. Păcat că specificația nu indică ce umiditate este folosită: relativă sau absolută. Intuiția sugerează că totul este relativ.

Pe lângă indicatori mediu Precizia citirilor de la senzorii MQ nu este mai slabă decât alți parametri și este, de asemenea, influențată de durata de viață a senzorilor înșiși. În timp, mărturia lor trece în derivă. Stratul sensibil devine „înfundat” cu produse de măsurare, caracteristicile încălzitorului se modifică și se modifică rezistența la valorile de referință. Nu este clar în ce direcție se schimbă, dar producătorul recomandă, în primul rând, calibrarea senzorului după cumpărare și „recoacerea” inițială și apoi efectuarea recalibrărilor regulate pe toată durata de viață a senzorului. Și singura modalitate normală de calibrare este de a compara rezultatele citirilor senzorului cu un dispozitiv deja calibrat. Este clar că nici consumatorul final privat (și profesioniștii vor folosi senzori puțin diferiți, mai scumpi) și nici mulți producători de plăci nu au un astfel de dispozitiv. Unii producători declară sincer acest drept pe site-ul lor:

„Deci, cum pot afla care este concentrația unui anumit gaz folosind senzorul MQ?” - va întreba cititorul nerăbdător? Deoarece în majoritatea cazurilor consumatorul folosește un tensiometru, totuși, cu rezistență, totul este similar, dar cu un pas mai puțin, atunci consumatorul are nevoie de cum să convertească volți sau cuante ale DAC-ului Arduino în ppm râvnit sau cel puțin procente. Această operație se poate face numai cu ajutorul unor grafice vagi din specificația pentru senzor.

Privind graficul din specificație, puteți vedea că, în primul rând, are cel puțin o regiune logaritmică. Și, în al doilea rând, pe lângă gazul principal, senzorul detectează cu ușurință toate celelalte gaze similare (care conțin carbon). Înțelegerea graficului și înțelegerea ce ppm corespunde rezistenței senzorului este o sarcină pentru practicarea samurailor, deoarece o linie dreaptă care traversează mai multe zone logaritmice diferite nu va fi în mod clar dreaptă în realitate.

Cu aceasta aș dori să trag o concluzie intermediară. Așadar, avantajele senzorilor din seria MQ includ prețul lor extrem de accesibil și categoric. Dar există multe alte dezavantaje:

• Senzori practic identici care folosesc același element senzor și diferă în valoarea utilizată a rezistențelor de reglare.
• Dependența rezultatelor măsurătorilor de mulți factori: temperatură, umiditate, concentrație de oxigen.
• Lipsa selectivității declarate pentru gazele măsurate reacționează la orice cu carbon (și, foarte posibil, la alte elemente care reacționează cu substratul).
• Consum mare de energie (încălzire).
• Necesitatea „recoacerii” inițiale a senzorului.
• Instabilitatea citirilor în timp.
• Necesitatea calibrării inițiale și repetate.
• Este practic imposibil să obțineți valori semnificative sub formă de ppm sau %.

Digital sau analogic?

Piața își cunoaște activitatea și dacă există o cerere pentru un produs, atunci această cerere va fi satisfăcută. Mai devreme sau mai târziu, dar cu siguranță se va întâmpla. Și cu ajutorul unor camarazi chinezi abili, cererea este satisfăcută mai devreme decât mai târziu. Așa au apărut mulți producători din China, producând plăci gata făcute cu senzori electrochimici din seria MQ. Să aruncăm o privire mai atentă la ce opțiuni de livrare pot exista.

Curățați senzorul

Cea mai simplă și ieftină opțiune. Livrarea conține doar senzorul electrochimic în sine și nimic altceva. Trebuie să-l conectați la un sistem cu măsurarea tensiunii (de exemplu, la un port analog Arduino) printr-un rezistor de sarcină. Cel mai bine este să utilizați un rezistor care poate fi reglat în timpul calibrării. Valorile rezistoarelor sunt indicate în specificația (Fișa de date) pentru senzor.

Cu o metodă alternativă de măsurare, puteți utiliza un ohmmetru și puteți măsura rezistența ieșirilor senzorului, apoi o recalculați în rezultatele dorite, conform aceleiași specificații.

Aici utilizatorul primește nu doar senzorul în sine, ci și un senzor instalat pe placă cu o rezistență instalată. Puteți (și ar trebui) să-l conectați direct la tensiometru, fără rezistențe intermediare. În acest caz, este disponibilă doar măsurarea tensiunii, deoarece, împreună cu rezistorul, întregul circuit funcționează ca un divizor obișnuit de tensiune.

Utilizarea unui senzor analogic pe o placă este convenabilă, deoarece producătorul a instalat deja rezistența necesară pe placă și poate chiar să fi efectuat o calibrare a întregii structuri. Unii senzori analogici folosesc o rezistență de tăiere și utilizatorul este liber să-i calibreze el însuși, dar unii nu au această opțiune. Este clar că este mai bine să luați versiunea cu capacitatea de ajustare.

Senzor digital

S-ar părea că dacă senzorul este digital, atunci ar trebui să ofere informații în formă digitală. Cu toate acestea, toți senzorii digitali cu senzori MQ pe care i-am întâlnit nu aveau această capacitate. „digital” din numele lor înseamnă pur și simplu că senzorul are o ieșire digitală care comută în modul HIGH când concentrația gazului măsurat este depășită. Și utilizatorul efectuează citirea principală a valorilor în același mod analog ca și cu un senzor analogic obișnuit.

Este clar că toate rezistențele sunt deja lipite pe plăcile senzorilor digitale. Și senzorii buni au și rezistențe de tăiere disponibile pentru reglarea senzorului. Unul este folosit pentru configurarea senzorului, iar al doilea este folosit pentru a seta pragul pentru ieșirea digitală. Iar cele mai bune au și un fel de amplificator de semnal, util în cazul în care senzorul este la distanță instrument de măsurareși există riscul de a capta interferențe pe un cablu lung.

Senzor digital cu magistrală digitală

Poate că acesta este cel mai Hi End dintre senzorii similari. Conexiunea și transferul de date se realizează prin magistrala digitală I 2 C și până la o sută de acești senzori pot fi conectați la un dispozitiv de achiziție de informații (de exemplu, Arduino). Trebuie doar sa tineti cont de faptul ca senzorii consuma mult curent si trebuie furnizati separat. Rezistorul de reglare, desigur, este prezent.

Judecând după exemplul de cod oferit de producătorul senzorului, senzorul în sine trimite date în formă brută și este deja convertit în valori ppm în software. În general, senzorul diferă de versiunea analogică doar în prezența unei magistrale digitale.

Nutriţie

Am menționat deja mai sus că, pentru ca încălzitorul cu senzor MQ să funcționeze, acesta trebuie să fie alimentat cu energie de înaltă calitate și în volum suficient. Conform specificației, senzorii consumă aproximativ 150 mA. În realitate, consumul poate varia într-un interval foarte larg. În principiu, 150 mA nu este un curent atât de mare până când nu încearcă să traverseze un dispozitiv (sau mai multe) cu un astfel de consum cu ceva de genul Arduino. Conectând chiar și un astfel de senzor la sursa de alimentare de pe placă, riscați deja să obțineți un dispozitiv inoperabil care nu va avea suficientă tensiune pentru funcționarea normală. În timpul funcționării, senzorii înșiși se încălzesc, nu semnificativ, dar până la patruzeci de grade se pot încălzi cu ușurință. Dacă comparăm această temperatură cu 60-70 de grade pe stabilizatorul care alimentează acești senzori, atunci temperatura senzorilor poate fi considerată tolerabilă.

Pentru a asigura funcționarea normală a încălzitorului și, în consecință, a senzorului în sine, este necesar să furnizați energie separat pentru acești senzori. De exemplu, utilizați o sursă de alimentare independentă de 1 sau 2 A și 5V pentru a alimenta senzorii (nu toți senzorii consumă 5V). Sau utilizați o placă specială care convertește tensiunea 9-12V la tensiunea necesară pentru alimentarea senzorilor.

În orice caz, va trebui să te chinui cu o sursă de curent cu puterea necesară. Deși este posibil ca senzorul să fie conectat direct la placă (de exemplu, Arduino). Dar în acest caz, nu este recomandat să mai conectați nimic la acesta.

Opțiune pentru calibrarea senzorului și convertirea citirilor în ppm

Hoinind pe web in cautarea unei solutii de calibrare si obtinerea de rezultate fiabile de la senzor, am dat peste o postare foarte interesanta a unui anume Davide Gironi, care a intampinat exact aceeasi problema ca si mine. Davide a încercat să descopere cum să obțină citiri ppm de la senzorul său MQ-135 (Calitatea aerului).

Conform cercetărilor efectuate de blogger, pentru calibrare, este suficient să aveți o idee despre concentrația unor gaze în atmosferă și, pe baza acestor date, să încercați să selectați un rezistor care să cadă în sectorul dorit în funcție de la program. Davide a folosit senzorul MQ-135, care este conceput pentru a determina calitatea aerului, printre gazele monitorizate dintre care se numără CO 2. Și dioxidul de carbon l-a interesat cel mai mult pe blogger. Folosind informațiile de la co2now.org, el a putut calcula valoarea necesară a rezistenței. De acord că metoda este foarte departe de a fi ideală, dar totuși mai bună decât nimic.

Apoi, după calibrare, a schițat un mic cod care i-a permis să obțină ppm necesar pe baza datelor obținute în urma calibrării. Nu voi da codul aici, oricine îl poate citi singur, dar se rezumă la ceva de genul:

float ppm = ((10000,0 / 4096,0) * raw_adc) + 200;

Codul de mai sus, apropo, este dintr-un exemplu pentru un senzor MQ-4 cu o interfață digitală I 2 C. Rețineți că acest lucru este mai bine decât nimic. La urma urmei, mulți pur și simplu nu sunt capabili să realizeze o astfel de transformare și sunt limitați doar de anumite valori de prag. De exemplu, la o valoare de 750 (nu există o unitate de măsură, aceasta este o cuantică), trebuie să porniți LED-ul roșu, în intervalul 350-750 LED-ul galben este suficient, iar când este sub 350 lăsați-o LED-ul verde se aprinde.

Alternative?

Dacă senzorii MQ sunt atât de proasți, există vreo alternativă pentru utilizarea în proiectele casnice? De fapt, există. Chiar și multe. Există mai mult de una sau două metode de măsurare a concentrațiilor de gaz. Doar senzorii de înaltă precizie costă mulți bani. Și uneori de la un astfel de cost apare asfixia amfibiotropă. Diferența de cost poate ajunge de mii și zeci de mii de ori. Aici nu poți să nu te gândești la asta.

Cu toate acestea, destul de recent, pe piață au apărut detectoare cu infraroșu, datorită eforturilor acelorași tovarăși harnici. Da, nu sunt încă potrivite pentru toate gazele, dar cel puțin captează CO 2 fără costuri semnificative de energie și cu selectivitate ridicată. Astfel de senzori folosesc o metodă cu infraroșu nedispersiv pentru determinarea concentrației de gaz.

Dacă este necesară detectarea altor gaze, dar folosind dispozitive ieftine, atunci nu există multe opțiuni disponibile în acest moment (vara 2016), dacă nu ca să spun sincer că sunt foarte puține. O alternativă este să folosiți seria MQ, deși va trebui să vă descurcați doar cu praguri valorice (am vorbit deja mai sus despre acuratețea conversiei în ppm).

Mulți vor obiecta imediat, spunând că eu personal am folosit un astfel de senzor și funcționează. Exemplele includ experimente asemănătoare cu „respirația pe un senzor”, ținerea mâinii în jurul acestuia sau suflarea unui nor de fum de țigară. Da, citirile senzorului se vor schimba imediat, valorile vor crește. Da, senzorul va reflecta că s-a încălzit, că umiditatea a crescut, că există mai mult carbon și mai puțin oxigen în atmosferă. Dar cât mai mult, cât din gazul studiat este acum în atmosferă și, cel mai important, ce fel de gaz? Nu mai este posibil să răspundeți la această întrebare folosind senzorii din seria MQ. Este mai bine să achiziționați o alarmă obișnuită pentru gaz periculoase, cum ar fi CO. Pentru bani destul de comparabili veți obține un dispozitiv fabricat din fabrică, cu o alarmă puternică și un consum redus de energie.

Senzori gemeni

Și, în sfârșit, vreau să fac un rezumat. Sunt supărat că astfel de senzori accesibili nu pot fi folosiți în niciun fel în niciun proiect mai mult sau mai puțin serios. Da, puteți exersa programarea și conectarea senzorilor, dar nu veți putea obține valorile de încredere pe care le căutați folosindu-le. Iar valoarea senzorilor va ajunge foarte curând la zero.

Mai mult, personal sunt convins că toți senzorii MQ nu au un nivel suficient de selectivitate, diferă doar prin designul lor extern și recomandările pentru selectarea rezistențelor. Senzorii răspund la orice conține carbon și reacționează mai puternic cu cât carbonul din compus este mai activ și cu atât mai ușor reacționează cu substratul. Nu cred că producătorul adaugă elemente suplimentare la substrat pentru a crește selectivitatea și nu scrie nimic în caietul de sarcini. Dar presupun că un senzor poate fi transformat în altul utilizând diferite rezistențe și uitându-se la graficele de rezistență și concentrație.

Dar totul a început când am conectat doi senzori (MQ-4 și MQ-7) la un dispozitiv și am început să încarc rezultatele muncii lor pe ThingSpeak. Unul dintre senzori ar trebui să măsoare nivelul de CO toxic, iar al doilea ar trebui să arate cât de mult metan este în aer. M-au interesat foarte mult graficele, care se repetau mai mult decât aproape complet. Da, un senzor a dat citiri la nivelul de 100-150 de unități, iar al doilea la nivelul de 350-400. Vârfurile și platourile au coincis în timp de la diferiți senzori, iar exploziile nu au făcut decât să evidențieze tiparul inevitabil.

Am combinat citirile ambilor senzori într-un singur grafic de corelare și mi-am dat seama că arată aceleași rezultate, deși în intervale diferite. Și m-am întrebat - de ce am nevoie de un senzor de metan care să reacționeze la toate? Pornind de la monoxid de carbon și terminând cu alcool. De ce am nevoie de un senzor de CO, care, pe lângă CO în sine, reacționează și mai mult la GPL și hidrogen? Așa este - nu este nevoie.

Actualizare. Înainte de a arunca senzorii inutile la coșul de gunoi, am decis să demontez câțiva dintre ei și să văd ce se află în interiorul lor. Aşa:

Interne ale senzorului MQ-4

După cum puteți vedea, senzorul are șase picioare. Din două dintre ele, o bobină de încălzire trece prin centrul unui tub format dintr-o substanță argintie. Celelalte patru picioare susțin fiecare două fire subțiri, aparent pentru a analiza rezistența în schimbare.

Interne ale senzorului MQ-7

În ciuda celuilalt aspect, elementele interne ale MQ-7 sunt identice cu cele interne ale MQ-4. Și șeful încălzit de culoare gri nu este altceva decât oxidul de staniu dorit, care, atunci când este încălzit și în prezența carbonului sau a hidrogenului (aceleași gaze), este parțial redus, tinde să devină staniu metalic și, în consecință, își schimbă rezistența. .