Датчик горючих и угарного газов MQ-9 [Амперка / Вики]

Одна из самых важных задач в вопросе безопасности умного дома –обнаружение утечки газа. Для того, чтобы плата Arduino успешно решала задачи такого рода, нужно подключить к ней датчик газа MQ-2. Датчик MQ-2 (рис. 4.24) определит концентрацию углеводородных газов (пропан, метан, н-бутан), дыма (взвешенных частиц, являющихся результатом горения) и водорода в окружающей среде. Датчик можно использовать для обнаружения утечек газа и задымления. В газоанализатор встроенный нагревательный элемент, который необходим для химической реакции. Поэтому во время работы сенсор будет горячим. Для получения стабильных показаний новый сенсор необходимо один раз прогреть (оставить включенным) в течение 24 часов. После этого стабилизация после включения занимать около минуты.

Рис. 4.24. Датчик газов MQ-2.

В зависимости от уровня газа в атмосфере меняется внутреннее сопротивление датчика. MQ-2 имеет аналоговый выход, поэтому напряжение на этом выходе будет меняться пропорционально уровню газа в окружающей среде. Для определения по логическому уровню также имеется цифровой выход. На модуле датчика есть встроенный потенциометр, который позволяет настроить чувствительность этого датчика в зависимости от того, насколько точно вы хотите регистрировать уровень газа.
Теперь об единицах измерения. На территории бывшего Советского Союза, показатели принято измерять в процентах (%) или же непосредственно в массе к объему (мг/м3). В зарубежных странах применяет такой показатель как ppm.
Сокращение ppm расшифровывается как parts per million (частей на миллион). Например, 1 ppm = 0,0001%.
Диапазон измерений датчика:

•    Пропан: 200–5000 ppm;
•    Бутан: 300–5000 ppm;
•    Метан: 500–20000 ppm;
•    Водород: 300–5000 ppm.

Рассмотрим подключение датчика MQ-2 к плате Arduino Mega и модулю NodeMcu ESP8266.

4.5.1. Подключение датчика MQ-2 к плате Arduino Mega

Подключение датчика MQ-2 к плате Arduino Mega мы будем производить по аналоговому входу. Питание для датчика берем также с платы Arduino. Схема соединений представлена на рис. 4.25.

Рис. 4.25. Схема подключений датчика MQ-2 к плате Arduino Mega

Загрузим на плату Arduino Mega скетч получения данных с датчика MQ-2 и вывода в последовательный порт Arduino. Процедуры определения по данным, приходящим с аналогового входа:

•    get_data_ppmpropan() – содержание пропана в  ppm;
•    get_data_ppmmethan() – содержание пропана в  ppm;
•    get_data_ppmsmoke() – содержание дыма.

Содержимое скетча представлено в листинге 4.10.
Листинг 4.10

#include <TroykaMQ.h>#define INTERVAL_GET_DATA 2000 // интервала измерений, мс #define MQ2PIN A10MQ2 mq2(MQ2PIN);
unsigned long millis_int1=0; voidsetup() { Serial.begin(9600); mq2.calibrate(); mq2.getRo();
} voidloop() { if(millis()-millis_int1 >= INTERVAL_GET_DATA) { float propan= get_data_ppmpropan(); Serial.print("propan="); Serial.print(propan); Serial.println(" ppm "); float methan= get_data_ppmmethan(); Serial.print("methan="); Serial.print(methan); Serial.println(" ppm "); float smoke= get_data_ppmsmoke(); Serial.print("smoke="); Serial.print(smoke); Serial.println(" ppm "); millis_int1=millis(); }
}floatget_data_ppmpropan() { Serial.println(mq2.readRatio()); floatvalue=mq2.readLPG(); returnvalue;
}floatget_data_ppmmethan() { Serial.println(mq2.readRatio()); floatvalue=mq2.readMethane(); returnvalue;
}floatget_data_ppmsmoke() { Serial.println(mq2.readRatio()); floatvalue=mq2.readSmoke(); returnvalue;
}

Загрузим скетч на плату Arduino Mega, откроем монитор последовательного порта и увидите вывод данных о содержании пропана, метана и дыма (рис. 4.26).

Рис. 4.26. Вывод данных датчика MQ-2 в монитор последовательного порта.

Скачать данный скетч можно на сайте www.anemometers.ru по ссылке .

4.5.2. Подключение датчика MQ-2 к модулю NodeMcu ESP8266

Теперь рассмотрим подключение датчика MQ-2 к модулю NodeMcu ESP8266. Датчик MQ-2  подключаем к входу y2 мультиплексора. Для выбора аналогового входа мультиплексора используем контакты D5, D7, D8 модуля Node Mcu. Схема соединений представлена на рис. 4.27.

Рис. 4.27. Схема подключений датчика MQ-2 к NodeMcu ESP8266

Загрузим на модуль NodeMcu скетч получения данных с датчика MQ-2 и вывода в последовательный порт Arduino. Для выбора аналогового входа мультиплексора y2 подаем на контакты D5, D8 сигнал низкого уровня LOW, на контакт D7 сигнал высокого уровня HIGH.
Процедуры определения по данным, приходящим с аналогового входа:

•    get_data_ppmpropan() – содержание пропана в  ppm;
•    get_data_ppmmethan() – содержание пропана в  ppm;
•    get_data_ppmsmoke() – содержание дыма.

Содержимое скетча представлено в листинге 4.11.
Листинг 4.11

#include <TroykaMQ.h>#define INTERVAL_GET_DATA 2000 // интервала измерений, мс #define MQ2PIN A0MQ2 mq2(MQ2PIN);
unsigned long millis_int1=0; voidsetup() { pinMode(14,OUTPUT); pinMode(13,OUTPUT); pinMode(15,OUTPUT); Serial.begin(9600); digitalWrite(14,LOW); digitalWrite(13,HIGH); digitalWrite(15,LOW); mq2.calibrate(); mq2.getRo();
} voidloop() { if(millis()-millis_int1 >= INTERVAL_GET_DATA) { digitalWrite(14,LOW); digitalWrite(13,HIGH); digitalWrite(15,LOW); float propan= get_data_ppmpropan(); Serial.print("propan="); Serial.print(propan); Serial.println(" ppm "); float methan= get_data_ppmmethan(); Serial.print("methan="); Serial.print(methan); Serial.println(" ppm "); float smoke= get_data_ppmsmoke(); Serial.print("smoke="); Serial.print(smoke); Serial.println(" ppm "); millis_int1=millis(); }
}floatget_data_ppmpropan() { Serial.println(mq2.readRatio()); floatvalue=mq2.readLPG(); returnvalue;
}floatget_data_ppmmethan() { Serial.println(mq2.readRatio()); floatvalue=mq2.readMethane(); returnvalue;
}floatget_data_ppmsmoke() { Serial.println(mq2.readRatio()); floatvalue=mq2.readSmoke(); returnvalue;
}

Загрузим скетч на модуль Node Mcu, откроем монитор последовательного порта и видим вывод данных, получаемых с датчика MQ-2 (рис. 4.28).

Рис. 4.28. Вывод данных датчика MQ-2 в монитор последовательного порта.

Скачать данный скетч можно на сайте www.anemometers.ru по ссылке .