MQ-4 купить в Москве – датчик газа (метан, природный газ) для Arduino с доставкой по России и СНГ

Main.c

#include "main.h"
#include "adc.h"
#include "gpio.h"
#include "mq4.h"

int ppm_def;  //ppm без коррекций
int ppm_adv;  //ppm с поправкой на изменение среды
int ppm_full;  //ppm с поправкой на изменение среды и среду калибровки

float mq4_temp_cal = 20; //температура при которой проведена калибровка
float mq4_hum_cal = 33; //влажность при которой проведена калибровка
extern float mq4_calib_value; //значение коррекции для RsRo
extern float mq4_calib_value2; //значение коррекции для RsRo c учетом среды калибровки

int mq4_Ro = MQ4_RO_DEF; //сопротивление датчика при 1000ppm корректируется калибровкой 
extern int mq4_Rs;   //сопротивление датчика в текущий момент
extern int mq4_adc_value; //значение АЦП
extern float mq4_volts; //вольт АЦП  
extern float  mq4_RsRo; //соотношение послежнего измерянного сопр. с сопр. 1000 ppm

//ПЕРЕМЕННЫЕ АТМОСФЕРНОГО ДАТЧИКА:
float tf = 0.0f, hf = 0.0f; //значения текущих показателей влажности и температуры

int main(void)
{
 HAL_Init();
 MX_GPIO_Init();
 MX_ADC1_Init();
}

while (1)
{
 //запускаем расчеты в разных форматах:
 ppm_def = mq4_default_work();              
 ppm_adv = mq4_advanced_work(tf,hf);
 ppm_full= mq4_full_work(tf,hf,mq4_temp_cal,mq4_hum_cal);
 //нажимаем кнопку для калибровки: 
  if(HAL_GPIO_ReadPin(KEY_1_GPIO_Port, KEY_1_Pin)==GPIO_PIN_RESET) 
   {
   mq4_Ro = mq4_calib_Ro(); //калибровка 
   mq4_temp_cal = tf;   //записываем температуру при которой проведена калибровка
   mq4_hum_cal = hf;   //записываем влажность при которой проведена калибровка
   }
}

Mq-4 – датчик газа (метан, природный газ)

Mq4.c

mq4.c
#include "mq4.h"
#include "adc.h"
#include "math.h"

int mq4_Rs; //текущее сопротивление датчика
int mq4_adc_value; //значение АЦП
float mq4_volts; //вольт АЦП
float mq4_RsRo; //соотношение измерянного сопр. с сопр. 1000 ppm
float mq4_calib_value;  //значение коррекции для RsRo
float mq4_calib_value2; //значение коррекции для RsRo (с поправкой на среду калибровки)

extern int mq4_Ro; //сопротивление при концентрации 1000ppm 
extern int mq4_temp_cal; //температура при которой проведена калибровка 
extern int mq4_hum_cal; //влажность при которой проведена калибровка 

Mq4.h

#ifndef MQ4_H_
#define MQ4_H_

int mq4_default_work (void); //РРМ без температурной компенсации
int mq4_advanced_work (float temp, float hum); //РРМ с применением компенсации
int mq4_full_work (float temp, float hum, float temp_cal, float hum_cal); //РРМ с применением компенсации и условий калибровки
int mq4_calib_Ro(void); //калибровка 
int mq4_get_adc (void); //функция возвращает десятичное значение, снятое с АЦП

#define MQ4_ADC hadc1 //АЦП к которому подключен датчик
#define MQ4_ADC_PRECISION 4096 //разрядность АЦП в целых значениях (4096 = 12 bit)
#define MQ4_REFERENCE_VOLTAGE 3.3f //опорное напряжение АЦП
#define MQ4_STATIC_RESISTOR 20000 //RL - использованный постоянный резистор делителя 
#define MQ4_RO_DEF 13600 //Ro - сопротивление при 1000 ppm (RsRo=1), значение  
#define MQ4_HUM_WEIGHT 0.3f //вес влажности в функции коррекции (смещение по у) 
#define MQ4_AIR_RSRO 4.4f //соотношение RsRo для чистого воздуха (в даташите к датчику)
#endif /* MQ4_H_ */

Датчик газа mq-4 (метан, природный газ)

Вы можете купить Датчик газа MQ-4 (метан, природный газ) в нашем магазине 3DIY по доступной цене с доставкой по всей России. Датчик газа MQ-4 (метан, природный газ): описание, фото, характеристики, отзывы покупателей.

Немного о температурной компенсации

Исходя из следующего графика даташита известно, что в зависимости от среды, в которой используется датчик, показания отклоняются от действительных:

Для более точного определения зависимости показателей от окружающей среды, также был построен график функции, датчик ограничен температурным диапазоном -10 оС … 50 оС (x=TEMP/10; y=RsRo(error) * 100):

График соответствует функции:

За основу взят график с влажностью 33% (он же, судя по пересечению 1, является калибровочным). Если обратить внимание на влажность, то 1% влажности смещает график на 0.3 по Y (в реальных значениях корректировки RsRo будет разделен на 100 – в графике применен коэффициент для наглядности).

Важное замечание: все это применяется, если калибровка проведена в чистом воздухе при влажности 33% и температуре 20 градусов.

Значение корректировки RsRo(error) которое нужно будет добавить к значениям RsRo для компенсации влияния среды, можно рассчитать по формуле:

Для расчета уже компенсированного значения:

Переносим теорию в микроконтроллер

Для проверки датчика использован микроконтроллер STM32F407VET и библиотека HAL, значения для корректировки поступали с датчика BME280. В заголовочном файле определяем некоторые постоянные значения для нашего сетапа.

Подключение датчика газа mq-4 к микроконтроллеру – как подключить – avr – проекты на микроконтроллерах avr

Полезные ссылки

• Даташит датчика MQ-4
• Ссылка на скачивание Graph 4.4.2 необходима для определения формулы зависимости Rs/Ro. Полностью бесплатна.

Преобразование значений ацп в ppm

На выходах делителя АЦП мы снимаем значение напряжения (Uadc) исходя из которого можем рассчитать сопротивление датчика Rs (зная номинал второго резистора делителя RL), т.е. определить, что именно нам передает датчик:

Имея значение Rs мы уже можем определить концентрацию газа по графику из даташита. Для определения концентрации используется нехитрое соотношение Rs/Ro. Ro в данном случае – сопротивление элемента датчика при концентрации детектируемого газа 1000 ppm.

Примеры использования

Определение значения ppm:

Работа функции расчета температурной компенсации (в данном случае при одинаковой влажности):

Коррекция значений при калибровке в нестандартных условиях:

Заключение

1. Принципы, описанные в статье, подходят для работы и с другими датчиками. В том числе точными датчиками TGS2611 (стоимость превышает в 15-20 раз рассмотренный MQ-4). Для адаптации кода к другим датчикам необходимо внести изменения в header-файл и формулу степенной функции определения ppm (функция по контрольным точкам определена программой Graph 4.4.2).
2. Требовать высокой точности от датчика стоимостью 1$ не приходиться, возможно для надежных устройств следует обратить внимание на датчики более дорогих серий.
3. В среде, чистой от детектируемого газа, показатель RsRo может смещаться на 0,5…0,8, в зависимости от разных факторов (в перую очередь температуры). Таблица коррекции применима только в состоянии детектирования (наличия детектируемого газа около 1000 ppm), т.е. не применима для режима ожидания, где действуют совсем другие соотношения. Конечно же, можно проследить закономерность, но особого смысла в этом нет – в любом из случаев показатели 4…5 RsRo свидетельствуют о отсутствии газов.
4. Температурная коррекция в рабочем режиме действительно необходима. Поправку на влажность можно либо исключить, либо снизить «вес» процента влажности в header-файле (и выровнять стартовую позицию по Y).
5. Коррекция с поправкой на температуру, при которой проведена калибровка, сомнительна. Желательно калибровать датчик в условиях согласно даташиту (20 градусов Цельсия, 33% влажности (или 65% с со смещением графика зависимости влажности)).
6. Селекция дыма действительно соответствует даташиту и определяет задымление начиная с 3.8 RsRo. При непосредственном контакте с дымом — почти стабильно 2.6, и иногда проваливалось до 1.2…1.5.
7. При сборке делителя имеет смысл обратить внимание на качество пайки, фильтры и погрешность резистора RL (даташит рекомендует использовать 20 кОм, или в пределах 10…47 кОм). Выбирать по ключевому слову High Precision Resistor.