- Arduino и датчик газа / дыма mq-2
- Arduino-kit | электронные конструкторы и наборы, контроллеры, модули и датчики
- Видео, демонстрирующее работу проекта
- Внешний вид модуля
- Выбор режима питания нагревателя
- Датчик газа mq-2 подключение к arduino nano
- Датчик газа mq5
- Испытание газового детектора
- Исходный код программы
- Исходный код программы (скетча)
- Компоненты для изготовления детектора дыма в виде платы расширения
- Модуль oled дисплея (0.96’ oled display module)
- Объяснение программы для измерения концентрации co2 с помощью arduino и датчика mq-135
- Подготовка датчика mq-135 к измерению углекислого газа
- Подключение и настройка
- Проектирование детектора дыма в виде платы расширения для arduino
- Схема проекта
- Тестирование работы проекта
Arduino и датчик газа / дыма mq-2
Arduino можно применять в системах пожарной безопасности и оборудовании обнаружения утечки газа. Для того, чтобы плата Arduino успешно решала задачи такого рода, нужно подключить к ней датчик газа MQ-2.
Этот датчик достаточно недорогой и широко распространенный. К тому же он довольно прост в эксплуатации. В этом материале будет показано, как использовать Arduino вместе с датчиком дыма и газа MQ-2.
Датчик MQ-2 чувствителен к дыму и к горючим газам, таким как сжиженный природный газ, бутан, пропан, метан, пары спирта и водород. 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. Ниже показано изображение датчика дыма/газа MQ-2 с обозначением выводов.
Для того, чтобы попрактиковаться с Arduino и датчиком MQ-2, соберем простую систему обнаружения газа/дыма. Для этого помимо самого датчика и Arduino нам потребуется макетная плата, один красный светодиод, один зеленый светодиод, динамик или зуммер, три резистора 220 Ом и соединительные провода.
Суть работы этой системы проста: при достижении определенного уровня газа/дыма в атмосфере загорится красный светодиод и зуммер будет издавать звук.
Соединение всех компонентов системы производится в соответствии с представленной ниже схемой. Здесь аналоговый выход датчика MQ-2 подключается к аналоговому порту A5 платы Arduino Uno. Зуммер подключается к цифровому порту D10, а зеленый и красный светодиоды к D11 и D12 соответственно.
После того, как правильно подключите все компоненты, скопируйте нижеприведенный код в среду разработки Arduino IDE, скомпилируйте его и загрузите в плату Arduino Uno. Этот скетч довольно прост. Для изменения порога срабатывания зуммера и красного светодиода можете поменять значение sensorThres.
int redLed = 12;
int greenLed = 11;
int buzzer = 10;
int smokeA0 = A5;
// Пороговое значение:
int sensorThres = 400;
void setup() {
pinMode(redLed, OUTPUT);
pinMode(greenLed, OUTPUT);
pinMode(buzzer, OUTPUT);
pinMode(smokeA0, INPUT);
Serial.begin(9600);
}
void loop() {
int analogSensor = analogRead(smokeA0);
Serial.print("Pin A0: ");
Serial.println(analogSensor);
// Проверяем, достигнуто ли пороговое значение
if (analogSensor > sensorThres)
{
digitalWrite(redLed, HIGH);
digitalWrite(greenLed, LOW);
tone(buzzer, 1000, 200);
}
else
{
digitalWrite(redLed, LOW);
digitalWrite(greenLed, HIGH);
noTone(buzzer);
}
delay(100);
}
Таким образом, совместное использование платы Arduino и датчика газа MQ-2 не представляет каких-либо трудностей как в схеме, так и в коде. С помощью этой платы и данного датчика вы всегда можете собрать свою собственную систему пожарной безопасности.
© anemometers.ru
Arduino-kit | электронные конструкторы и наборы, контроллеры, модули и датчики
Рис. 22.1. Схема подключения датчика MQ4
Напишем скетч, считывающий показания с датчика MQ4 и выводящий показания в монитор последовательного порта. Если аналоговое значение с датчика превысит 750 (опасный уровень), будем зажигать светодиод, подключенный к цифровому выводу 8. Содер- жимое скетча показано в листинге 22.1.
constint analogInPin = A1;
constint ledPin = 8; int sensorValue = 0; voidsetup()
{
Serial.begin(9600);
pinMode(ledPin, OUTPUT);
}
voidloop()
{
sensorValue = analogRead(analogInPin); if (sensorValue >= 750)
digitalWrite(ledPin, HIGH); elsedigitalWrite(ledPin, LOW);
Serial.print("sensor = " );
Serial.println(sensorValue);
delay(1000);
}Порядок подключения:
1. Подключаем датчик MQ4 к плате Arduino по схеме на рис. 22.1.
2. Загружаем в плату Arduino скетч из листинга 22.1.
3. Открываем монитор последовательного порта Arduino IDE.
4. После подачи питания датчику необходимо время, чтобы выйти на рабочий режим, примерно 10–15 секунд. Это время нужно, чтобы нагреватель внутри датчика поднял температуру до необходимого значения.
5. Подносим газовую зажигалку к датчику и открываем газ, наблюдаем изменение показаний от датчика MQ4 в мониторе последовательного порта Arduino IDE.
Листинги программскачать
Видео, демонстрирующее работу проекта
5 213 просмотров
Внешний вид модуля
Конструктивно датчик представляет собой печатную плату 30*21 мм, высота датчика примерно 20 мм, масса 7,3 г.
На печатной плате имеются четыре крепежных отверстия. Чувствительный элемент данного устройства имеет вид усеченного конуса с диаметром около 20 мм в нижней части и 12 мм в верхней.
Верхняя часть чувствительного элемента механически не очень прочна и вполне может быть смята при транспортировке, к полной неработоспособности датчика, это приводит не всегда, но доверять показаниям смятого датчика не стоит.
Для подключения устройство имеет 4-х контактный штырьковый разъем. Два проводника служат для подачи электропитания, модуль потребляет ток 115 мА (150 мА по данным производителя) при напряжении 5 В. Два других проводника представляют собой аналоговый и цифровой выходы датчика.
На цифровом выходе происходит смена сигнала с высокого логического уровня на низкий при достижении заданного уровня загрязнения. Порог срабатывания можно устанавливать подстроечным резистором. На аналоговом выходе уровень напряжения меняется от 0,1 до 4 вольта в зависимости от уровня загрязнения. При срабатывании датчика у него на плате загорается красный светодиод.
Выбор режима питания нагревателя
В сенсоре предусмотрено два режима работы, переключаемых джампером.
Датчик газа mq-2 подключение к arduino nano
В этой статье я расскажу как подключить датчик газа MQ-2 к Arduino nano.
Описание датчика MQ-2.
Датчик пришел в виде готового модуля, имеет четыре вывода, которые подписаны AO, DO, GND и Vcc. Назначение выводов: AO – это аналоговый выход, DO – это цифровой выход, GND – это земля (минус питания) и Vcc – это 5 вольт. Распиновка проста, но есть одно НО! – цифровой вывод имеет только два состояния – 0 и 1, никаких данных об концентрации регистрируемых датчиком газов с него не получить.
Так же на плате модуля присутствует подстроечный резистор для регулировки чувствительности датчика в случае получения данных с цифрового вывода, вернее порог срабатывания. Для этой цели тут стоит компаратор LM393.
В интернете рекомендуют прогреть новый только что купленный датчик на протяжении 24-рех часов, после чего время его прогрева будет около минуты с моменте включения. В даташите же я нашел Preheat time, время разогрева, и там указано больше 48 часов. Думаю, для домашнего использования вполне достаточно будет и 24-рех часов.
Итак, для начала давайте все же подключим его к ардуине дабы посмотреть что же он нам скажет в не прогретом состоянии. Для получения информации воспользуемся аналоговым выходом датчика, подключив его на аналоговый вход Arduino nano, соединив AO датчика с A0 ардуины. Разведем питание и напишем небольшой скетч, задача которого считывать показания с АЦП ножки A0 и отправки его по UART. Монтаж я сделал на макетной плате, должно получится как-то вот так.
Пример кода
После прошивки ардуины открываем монитор последовательного порта. Данные, что мы получаем, это вовсе не значение газа в PPM, это всего лишь содержание регистра АЦП микроконтроллера. Тем не мене, по этим данным уже можно о чем-то судить. Подождав около получаса и дождавшись, когда датчик немного прогреется, видим, что напряжение уже довольно сильно просело. Берем зажигалку и, не зажигая ее, пускаем газ в датчик. Видим, что датчик работает, так как показания сразу же изменяются. Таким образом можно проверить датчик MQ-2.
Теперь проведем несложный расчет для того, чтоб получить значение сопротивления нашего датчика. Для начала сырые данные АЦП переведем в вольты. Для этого замерим опорное напряжение, которым у нас выступает напряжение питания. У меня мультиметр показал 4,9 вольт. Ацп 10-ти битный, это значит что у него всего 1024 значения, тоесть при 4,9 вольтах он нам даст значение 1023. Делим 4,9 на 1024 и получаем 0,0047 вольта с округлением. Добавляем в наш код переменную float Vdat, равную 0.0047. Дальше попросту значение ацп умножаем на эту переменную и получаем напряжение на ноге A0 в вольтах. Переходим к сопротивлению датчика. На плате модуля у нас есть резистор, который подтягивает наш аналоговый выход на землю, номиналом 5 Ом. По сути весь модуль – это некий делитель напряжения.
Прямо в даташите видим формулу:
Resistance of sensor(Rs): Rs=(Vc/VRL-1)×RL
Смотрим схему и таблицу в даташите, разбираем что к чему.
Подставляем то, что нам надо и получаем следующее:
Rs = (4.9/Vdat-1)*5
Займемся формулой расчета ppm. Для этого снова смотрим datasheet на MQ-2.
Из данного куска даташита можно сделать несколько выводов. Первый – с разными газами при одних и тех же показаниях датчика будет разная концентрация газа. Это переводит наш датчик из разряда “измерительный прибор” в разряд “показометр”. Максимум, что можно посмотреть – это загрязненность воздуха. Для бытовых нужд этого вполне достаточно, но для чего-то серьезного – нет. Второй вывод: дабы получить точное значение в ppm, датчик нужно откалибровать на чистом воздухе. Это не проблема, открываем окно, суем на улицу датчик, делаем вид, что за окном чистый воздух и сохраняем показатели в переменную Rs_air.
Теперь можем высчитать R0, которое есть в соотношении Rs/R0. На чистом воздухе в графике Rs/R0 составляет примерно 9.5. Делим Rs_air на 9.5, получаем R0.
Вешаем прерывание на ногу микроконтроллера, цепляем туда тактовую кнопку и с помощью этого прерывания вызываем функцию калибровки
int calibr()
{
R0 = Rs_air/9.5;
}
Дальше упираемся в нелинейную функцию. Решать сию задачку для показометра мне влом, потому я попросту разобью данный график на несколько составляющих, в которых прослеживается хоть какая-то линейность. Например, с 200 до 500, с 500 до 1000, с 1000 до 2000, с 2000 до 5000, с 5000 до 10000.
Упираемся в то, что это таки показометр, а значит для CO и для, например, пропана показатели будут совершенно разными. Для кого из них строить формулу?
Для примера сделаем расчет для CO.
Для начала высчитаем первый угловой коэффициент. Первая точка – это 200 ppm с соотношением Rs/R0 примерно 5.1, вторая – 500 ppm с соотношением 4. Получаем уравнение
K = (4-5.1)/(500-200)= -0.003666
Высчитываем остальные коэффициенты и приступаем к формуле расчета, которая имеет вид y=kx b, где b – это смещение прямой по оси Y. Для начала рассчитаем для первого отрезка b.
4=-0.003666*500 b
b = 5.8335
После чего высчитываем b для остальных отрезков и приступаем к формированию нашего кода для ардуино. Для каждого кусочка нам необходимы будут разные значения двух одних и тех же переменных. Например, b для первого кусочка и b для второго кусочка – это разные числовые значения. Будем передавать их через переменные в виде аргументов.
Получился вот такой кусок кода
int ppm_co(float k, float b)
{
float pp = 0;
pp = Rs_R0 – b;
ppm = pp/k;
Serial.println(ppm);
}
Rs_R0 = Rs/R0;
if (Rs_R0 > 5.1)
{
Serial.println(“<100”);
}
else if (4 < Rs_R0 < 5.1)
{
ppm_co(-0.003667, 5.8335);
}
else if (3.1 < Rs_R0 < 4)
{
ppm_co(-0.0018, 4.9);
}
else if (2.1 < Rs_R0 < 3.1)
{
ppm_co(-0.0005, 3.6);
}
else if (1.9 < Rs_R0 < 2.1)
{
ppm_co(-0.0001, 2.4);
}
else if (1.5 < Rs_R0 < 1.9)
{
ppm_co(-0.00008, 2.3);
}
else
{
Serial.println(“you died”);
}
Теперь несколько советов. Сенсор MQ-2 чувствителен к питанию, потому при отладке помните, что USB порт ПК может давать заниженное питание, мне пришлось использовать питание внешнее. Так же не стоит забывать о времени на прогрев – холодный датчик MQ-2 выдаст абракадабру вместо вменяемых данных. Ну и сам процесс калибровки должен быть в условиях с чистым воздухом. В коде используйте тип переменных, который способен вместить в себя большое число, ибо от этого зависит результат вычислений. Я использовал float для всех чисел, кроме данных с ацп – там мне хватило integer)
Данный код приведен как пример, кода вполне достаточно, дабы регистрировать уровень загрязненности воздуха и включать-выключать вытяжку на кухне, для более серьезных вещей надо считать все не для СО, а для LPG, чтоб добиться более низких порогов срабатывания. Так же из кода можно выкинуть калибровку, замерив и прописав как константу показатель датчика на чистом воздухе.
В интернете гуляет библиотека для датчика MQ-2, у меня чет с ней не сложилось, она просто-напросто отказалась выдавать какие-либо данные. Потому писал свой скетч. Вышеприведенный код написан на C, потому его с легкостью можно использовать на любом микроконтроллере, хоть STM32, хоть PIC, лишь бы был ацп. Выкинуть с него только Serial.print, ибо это ардуиновская библиотека Wire и в других средах разработки ее нет.
P.S. Если кто-то напишет код поинтересней – пишите в комментарии к статье, с радостью почитаю)))
Датчик газа mq5
Датчик MQ5 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.
Испытание газового детектора
Для тестирования будем использовать зажигалку, заправленную пропан-бутановой смесью.
В отсутствии примеси, определяемых газов, на аналоговом выводе датчика имеется низкий уровень напряжения, а на цифровой установлен в режим логической единицы.
Если из зажигалки выпустить немного газа рядом с датчиком, то показания датчика тут же изменятся. Напряжение на аналоговом выходе сильно возрастает, а на цифровом выводе появляется логический сигнал низкого уровня.
При работе датчик MQ2 заметно нагревается. Производитель рекомендует прогреть датчик в течении 20 с перед началом работы. Видимо с этим связано то, что постепенно уровень напряжения на аналоговом канале падает с начального значения в 1,5 В до примерно 0,2 В.
Но этот процесс занимает не 20 секунд, а примерно пол часа. При размещении датчика следует иметь в виду, что метан и, тем белее, водород имеют плотность меньше плотности воздуха, а потому будут собираться в верхней части помещения. Метан является основным компонентом природного газа, который подается по газовой распределительной сети.
Так же себя поведет и горячий, насыщенный дымом, воздух при пожаре. Пропан и бутан, которые используются в горелках с баллонным питанием, гораздо плотнее воздуха и будут собираться в нижней части помещения. Так же интересную информацию по аналогичным датчикам можно найти в других источниках [2-3].
Исходный код программы
Программа для данного проекта немного сложновата. Пользователю прежде всего необходимо внимательно прочитать даташит на датчик дыма MQ2 чтобы понять вычисления для данного проекта. Вы должны представлять как выглядит кривая концентрации дыма в воздухе по отношению к чистому воздуху.
Здесь мы главным образом должны получить значения с кривой (мы взяли две точки с кривой), сопротивление датчика (будет рассчитано в коде программы), константу чистого воздуха (9.83) и сопротивление нагрузки (мы использовали 10 кОм). Мы можем найти значения кривой из даташита на датчик, использовать сопротивление нагрузки 5-54 кОм и затем мы можем рассчитать сопротивление датчика и образцы дыма.
Возьмите две точки с кривой и возьмите логарифм от этих точек, например: для первой точки (lg200, lg3.4)=(2.3,0.53) и для второй точки (lg10000,lg0.63)=(4,-0.20). Затем рассчитайте наклон кривой по формуле: (y2-y1)/(x2-x1), затем возьмите одну точку и рассчитанное значение наклона кривой (-0.44) и используйте их в программе – (x, y, slope). Дальнейшие необходимые вычисления приведены в коде программы.
В программе мы первым делом должны подключить заголовочный файл для ЖК дисплея и инициализировать необходимые контакты. Затем определить параметры (координаты одной точки и наклон) кривой и сопротивление нагрузки.
Затем в функции void setup() откалибровать наш датчик дыма при помощи функции SensorCalibration.
Затем в функции void loop() мы будем вычислять PPM дыма используя функцию resistance.
Примечание: перед тем как начать калибровку модуля, включите устройство в работу на время не менее 10 минут в чистом воздухе и только затем начинайте процесс калибровки. Процесс калибровки займет по меньшей мере 25 секунд.
Таким образом, в этой статье мы разработали схему детектора дыма на основе платы Arduino, которая рассчитывает и отображает на экране ЖК дисплея количество дыма в воздухе в единицах PPM. Также для нашего проекта мы разработали плату расширения для Arduino (на основе печатной платы) с использованием симулятора EasyEDA.
Далее представлен полный текст программы.
#include <LiquidCrystal.h> LiquidCrystallcd(12,11,5,4,3,2); #define buzzer 9 #define sensor A0 #define load_Res 10 #define air_factor 9.83 floatSmokeCurve[3]={2.3,0.53,–0.44}; // (x, y, slope) x,y – координаты одной точки и наклон (slope) между двумя точками floatRes=0; voidsetup() { lcd.begin(16,2); lcd.print(“Calibrating…..”); Res=SensorCalibration(); lcd.print(“Calibration done.”); lcd.setCursor(0,1); lcd.print(“Res=”); lcd.print(Res); lcd.print(“kohm”); delay(2000); lcd.clear(); pinMode(buzzer,OUTPUT); } voidloop() { lcd.setCursor(0,0); lcd.print(“SMOKE:”); floatres=resistance(5,50); res/=Res; intresult=pow(10,(((log(res)–SmokeCurve[1])/SmokeCurve[2]) SmokeCurve[0])); lcd.print(result); lcd.print(” ppm “); if(result>1000) { digitalWrite(buzzer,HIGH); delay(2000); } else digitalWrite(buzzer,LOW); delay(500); } floatresistance(intsamples,intinterval) { inti; floatres=0; for(i=0;i<samples;i ) { intadc_value=analogRead(sensor); res =((float)load_Res*(1023–adc_value)/adc_value); delay(interval); } res/=samples; returnres; } floatSensorCalibration() { inti; floatval=0; val=resistance(50,500); val=val/air_factor; returnval; } |
Исходный код программы (скетча)
/* * Interfacing MQ135 Gas Senor with Arduino * Author: Ashish * Website: www.circuitdigest.com * Date: 11-11-2020 */ // сопротивление нагрузочного резистора на плате датчика #define RLOAD 22.0 #include “MQ135.h” #include <SPI.h> #include <Adafruit_GFX.h> #include <Adafruit_SSD1306.h> #define SCREEN_WIDTH 128 // ширина OLED дисплея в пикселах #define SCREEN_HEIGHT 64 // высота OLED дисплея в пикселах // Declaration for SSD1306 display connected using software SPI (default case): #define OLED_MOSI 9 #define OLED_CLK 10 #define OLED_DC 11 #define OLED_CS 12 #define OLED_RESET 13 Adafruit_SSD1306display(SCREEN_WIDTH,SCREEN_HEIGHT, OLED_MOSI,OLED_CLK,OLED_DC,OLED_RESET,OLED_CS); MQ135gasSensor=MQ135(A0); intval; intsensorPin=A0; intsensorValue=0; voidsetup(){ Serial.begin(9600); pinMode(sensorPin,INPUT); display.begin(SSD1306_SWITCHCAPVCC); display.clearDisplay(); display.display(); } voidloop(){ val=analogRead(A0); Serial.print(“raw = “); Serial.println(val); // float zero = gasSensor.getRZero(); // Serial.print (“rzero: “); //Serial.println (zero); floatppm=gasSensor.getPPM(); Serial.print(“ppm: “); Serial.println(ppm); display.setTextSize(2); display.setTextColor(WHITE); display.setCursor(18,43); display.println(“CO2”); display.setCursor(63,43); display.println(“(PPM)”); display.setTextSize(2); display.setCursor(28,5); display.println(ppm); display.display(); display.clearDisplay(); delay(2000); } |
Компоненты для изготовления детектора дыма в виде платы расширения
- Датчик газа (MQ2) (купить на AliExpress).
- Резисторы (10 кОм и 1 кОм) (купить на AliExpress).
- Зуммер (буззер) (купить на AliExpress).
- ЖК дисплей 16х2 (купить на AliExpress).
- Потенциометр 10 кОм (купить на AliExpress).
- Светодиод (купить на AliExpress).
- Операционный усилитель LM358 (купить на AliExpress).
- Соединительные колодки.
Модуль oled дисплея (0.96’ oled display module)
OLED (Organic Light-Emitting Diodes, органический светоизлучающий диод) – это светоизлучающая технология, которая применяется в большинстве современных телевизоров. В OLED дисплеях используется тот же принцип формирования изображения, что и в современных телевизорах, только количество пикселей в них значительно меньше.
Для нашего проекта мы использовали монохромный 7-ми контактный OLED дисплей SSD1306 с диагональю 0.96”. Он может использовать 3 различных коммуникационных протокола: 3-х проводный SPI, 4-х проводный SPI и I2C.
Назначение его контактов (распиновка) приведены в следующей таблице.
| Номер контакта | Название контакта | Альтернативное название контакта | Назначение контакта |
| 1 | Gnd | Ground | земля (общий провод) |
| 2 | Vdd | Vcc, 5V | напряжение питания (в диапазоне 3-5 В) |
| 3 | SCK | D0, SCL, CLK | контакт синхронизации (clock pin). Применяется в интерфейсах I2C и SPI |
| 4 | SDA | D1, MOSI | контакт данных. Применяется в интерфейсах I2C и SPI |
| 5 | RES | RST, RESET | контакт сброса модуля. Применяется в интерфейсе SPI |
| 6 | DC | A0 | контакт команд (Data Command pin). Применяется в интерфейсе SPI |
| 7 | CS | Chip Select (выбор чипа) | используется когда несколько устройств взаимодействуют по интерфейсу SPI |
Подключение данного дисплея к плате Arduino рассматривалось в этой статье, а все проекты с использованием данного дисплея на нашем сайте вы можете посмотреть по следующей ссылке.
Технические характеристики OLED дисплея SSD1306:
- драйвер микросхемы OLED: SSD1306;
- разрешение: 128 x 64;
- угол зрения: >160°;
- входное напряжение: 3.3V ~ 6V;
- цвет пикселов: синий;
- диапазон рабочих температур: -30°C ~ 70°C.
Объяснение программы для измерения концентрации co2 с помощью arduino и датчика mq-135
Полный код программы приведен в конце статьи, здесь же мы кратко рассмотрим его основные фрагменты.
Подготовка датчика mq-135 к измерению углекислого газа
Датчик газа MQ-135 способен обнаруживать широкий диапазон различных газов в окружающем воздухе: NH3, NOx, алкоголь, бензол, дым и углекислый газ (CO2). Датчик MQ-135 можно купить как в виде модуля, так и в виде отдельного датчика. В нашем проекте мы будем использовать его в виде модуля для измерения концентрации CO2 в единицах PPM (parts per million – частей на миллион). Схема модуля датчика MQ-135 показана на следующем рисунке:
В этой схеме весьма важную роль играет нагрузочный резистор RL – его сопротивление может изменяться в зависимости от концентрации газа. В соответствии с даташитом на датчик MQ-135 сопротивление нагрузочного резистора может изменяться от 10 кОм до 47 кОм.
Даташит рекомендует чтобы вы калибровали датчик для 100ppm NH3 или для 50ppm концентрации алкоголя в воздухе и использовали значение нагрузочного резистора RL примерно 20 кОм. Но если вы внимательно посмотрите на плату модуля MQ-135, то вы увидите что значение резистора RL на ней составляет 1 кОм (102).
Поэтому, чтобы корректно измерять концентрацию CO2, вам необходимо заменить этот резистор 1 кОм на резистор сопротивлением 22 кОм.
Подключение и настройка
Датчик газа MQ5 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.
Проектирование детектора дыма в виде платы расширения для arduino
Для проектирования детектора дыма в виде платы расширения для Arduino мы использовали симулятор EasyEDA, в котором мы сначала разработали схему и затем конвертировали ее в слой печатной платы с помощью опции автоматической трассировки (Auto Routing feature) печатной платы в симуляторе EasyEDA.
EasyEDA представляет собой бесплатный онлайн инструмент и может значительно упростить процесс создания вами готового устройства. В нем можно нарисовать схему, поработать с программой моделирования с ориентацией на интегральные схемы (программа SPICE), бесплатно сделать дизайн печатной платы и за сравнительно небольшие деньги изготовить потом эту печатную плату.
Редактор этого симулятора содержит большое количество библиотек и компонентов, поэтому вы без труда найдете там то, что вам нужно. Полное руководство по использованию симулятора EasyEDA можно прочитать по этой ссылке – оно на английском языке, но если оно вас заинтересует, пишите об этом к комментариях к данной статье и я могу перевести это руководство на русский язык и разместить на нашем сайте.
Схема проекта
Схема подключения датчика MQ-135 к плате Arduino представлена на следующем рисунке.
Как видите, схема достаточно проста, в ней необходимо подключить к плате Arduino датчик MQ-135 и OLED дисплей. Датчик газа MQ-135 и OLED дисплей оба запитываются от контактов 5V и GND платы Arduino. Аналоговый выход датчика MQ-135 подключен к контакту A0 платы Arduino Nano. OLED дисплей подключен к плате Arduino Nano по интерфейсу SPI, схема их соединений показана в следующей таблице.
| OLED дисплей | Плата Arduino |
| GND | Ground |
| VCC | 5V |
| D0 | 10 |
| D1 | 9 |
| RES | 13 |
| DC | 11 |
| CS | 12 |
После сборки схемы на макетной плате у нас получилась конструкция следующего вида:
Тестирование работы проекта
После того как аппаратная часть проекта будет готова, загрузите программу в плату Arduino. Затем откройте окно монитора последовательной связи (serial monitor) и подождите некоторое время, необходимое для предварительного прогрева датчика. После этого вы в окне монитора последовательной связи сможете наблюдать окончательные (правильные) значения CO2. Также эти значения будут отображаться и на экране OLED дисплея:
