Различия

Здесь показаны различия между двумя версиями данной страницы.

--- main:sensors:mq135 [2020/03/30 11:47]
smartadmin ↷ Страница перемещена из main:датчики:mq135 в main:sensors:mq135
+++ main:sensors:mq135 [2021/02/17 10:26] (текущий)
smartadmin [Пример 3. Определение концентрации газа]
@@ Строка 1: / Строка 1: @@
-====== Модуль датчика газа MQ-135 ======
+====== Датчик углекислого газа MQ-135 ======
 ===== Описание =====
-Универсальный датчик, обнаруживающий в воздухе бензол, спирт, пыль, дым. Аналого - цифровой модуль позволяет как получать данные о содержании газов к которым восприимчив газоанализатор, так и работать напрямую с устройствами, выдавая цифровой сигнал о превышении/уменьшении порогового значения. Имеет регулятор чувствительности, что позволяет подстраивать датчик под нужды конкретного проекта. Модуль имеет два светодиода: первый (красный) - индикация питания, второй (зеленый) - индикация превышения/уменьшения порогового значения.
+Вам нужно оценить качество воздуха? Воспользуйтесь датчиком газа MQ135, который хорошо обнаруживает концентрацию углекислого газа (CO2) в воздухе. Помимо углекислого газа датчик обнаруживает в воздухе угарный газ (CO), ацетон, аммоний, спирт (Alcohol), пыль, дым.
+Датчик является одним из популярных датчиков серии MQ. Обнаружение концентрации газов в датчике происходит за счёт измерения сопротивления чувствительного материала при взаимодействии газов с этим чувствительным материалом. Датчик обнаруживает концентрации углеводородных газов, паров спирта, пропана, метана, водорода и дыма примерно от 300 до 10000 миллионных долей (ppm - parts per million).
+Для описания количества газа в воздухе чаще всего пользуются либо процентным соотношением газа или миллионными долями. К примеру, Сто миллионных долей дыма означает, что если мы разобьём весь объём воздуха на 1'000'000 частей, то 100 из этих частей будут являться частями дыма, а 999'900 частей какие-то другие газы.
 Основным рабочим элементом датчика является нагревательный элемент, за счет которого происходит химическая реакция, в результате которой получается информация о концентрации газа. В процессе работы датчик должен нагреваться - это нормально. Также необходимо помнить, что за счет нагревательного элемента, датчик потребляет большой ток, поэтому рекомендуется использовать внешнее питание.
@@ Строка 9: / Строка 13: @@
 Обратите внимание, что показания датчика подвержены влиянию температуры и влажности окружающего воздуха. Поэтому в случае использования датчика в изменяющейся среде, будет необходима компенсация этих параметров.
-Диапазон измерений: 0,001 - 0,1 %
+==== Питание нагревателя ====
+Основным элементом датчика - является нагреватель, он же является и основным потребителем энергии. Ввиду этого, на плате предусмотрен вывод питания нагревателя. Таким образом, можно управлять нагревателем для экономии энергопотребления. Если же такой задачи не требуется, просто объедините выводы VDD и VH с помощью перемычки, и нагреватель будет запитан от сигнала +.
 ==== Технические характеристики ====
   * Напряжение питания: 5 В
@@ Строка 19: / Строка 23: @@
   * Модуль (Д х Ш х В): 35 х 20 х 21 мм
-==== Плюсы использования ====
+==== Таблица значений параметров ====
-  * Высокая чувствительность
+Для получения значения концентрации газа (см. пример 3), нужно установить соответствующие значения А и В для объекта датчика.
-  * Короткое время отклика
+^ Определяемый газ  ^ Значение А  ^ Значение В  ^
-  * Удобный в использовании модуль за счет наличия цифрового и аналогового выводов
+| Углекислый газ (CO2)      | 110.47      | -2.862     |
+| Пары толуола       | 44.947 | -3.445  |
+| Угарный газ  (CO)     | 605.18  | -3.937  |
+| Пары спирта (Alcohol)  | 77.255 | -3.18  |
+| Аммоний  (NH4)  | 102.2 | -2.473  |
+| Ацетон  | 34.668 | -3.369  |
-==== Минусы использования ====
-  * Перед использованием требует долгого прогрева (не менее 24 часов)
-  * Для снятия показаний требуется прогрев (не менее 1 минуты)
-  * Высокое энергопотребление (желательно дополнительное питание)
-===== Пример подключения и использования =====
+==== Файлы для загрузки ====
-В примере демонстрируется подключение датчика и вывод полученных данных в монитор Serial - порта. (Пример тестировался на контроллере Smart UNO)
+  * [[http://files.smartelements.ru/know_libs/MQ135.zip|Скачать библиотеку (MQ135)]]
+  * [[http://files.smartelements.ru/know_libs/MQUnifiedsensor.zip|Скачать библиотеку (MQUnifiedsensor)]]
+  * [[http://files.smartelements.ru/datasheet/MQ135.pdf|Скачать даташит на датчик MQ135]]
+===== Примеры подключения и использования =====
+==== Пример 1. Концентрация газов ====
+В примере демонстрируется подключение датчика и вывод полученных данных в монитор Serial - порта. Таким образом можно измерить значение концентрации газов в среде с присутствием газов и в среде с их отсутствием. После этого делать вывод о наличии газов.
 ^ Что нужно                                                                                                                          ^ Кол-во, шт  ^
-| [[http://smartelements.ru/collection/kontrollery/product/kontroller-smart-uno|Контроллер Smart UNO]]                                       | 1           |
+| [[https://smartelements.ru/collection/kontrollery/product/kontroller-smart-uno|Контроллер Smart UNO]] | 1           |
-| [[http://smartelements.ru/collection/datchiki-i-sensory/product/modul-datchika-gaza-mq-135|Модуль датчика газа MQ-135]]  | 1           |
+| [[https://smartelements.ru/collection/shildy/product/sensor-shield|Sensor shield]]  | 1           |
-| [[http://smartelements.ru/collection/provoda-i-kabeli/product/nabor-provodov-20-sht-20sm-papa-mama|Провода папа-мама]]             | 4           |
+| [[|Датчик углеводородных газов MQ-135]]  | 1           |
+| [[https://smartelements.ru/collection/provoda-i-kabeli/product/shleyf-mama-mama-h3-20-sm|Шлейф мама-мама]]             | 1          |
 **Схема подключения:**
-{{ главная:датчики:mq135.jpg |}}
+{{ :main:sensors:mq2.png?nolink |}}
 **Скетч для загрузки:**
 <file Arduino>
-const int analogSignal = A0; //подключение аналогового сигналоьного пина
+const int analogSignal = A0; // подключение сигналоьного вывода
-const int digitalSignal = 8; //подключение цифрового сигнального пина
-boolean noGas; //переменная для хранения значения о присутствии газа
-int gasValue = 0; //переменная для хранения количества газа
+int gasValue = 0; // переменная для хранения количества газа
 void setup() {
-  pinMode(digitalSignal, INPUT); //установка режима пина
+  Serial.begin(9600); // инициализация Serial порта
-  Serial.begin(9600); //инициализация Serial порта
+}
+void loop() {
+  gasValue = analogRead(analogSignal); // чтение данных о количестве газа
+  //вывод сообщения
+  Serial.print("The gas value is ");
+  Serial.println(gasValue);
+  delay(1000); //задержка 1 с
+}
+</file>
+==== Пример 2. Определение количества углекислого газа ====
+В данном примере используется простая библиотека для работы с датчиком.
+В примере демонстрируется подключение датчика и вывод полученных данных о концентрации углекислого газа в монитор Serial - порта.
+^ Что нужно                                                                                                                          ^ Кол-во, шт  ^
+| [[https://smartelements.ru/collection/kontrollery/product/kontroller-smart-uno|Контроллер Smart UNO]] | 1           |
+| [[https://smartelements.ru/collection/shildy/product/sensor-shield|Sensor shield]]  | 1           |
+| [[|Датчик углеводородных газов MQ-135]]  | 1           |
+| [[https://smartelements.ru/collection/provoda-i-kabeli/product/shleyf-mama-mama-h3-20-sm|Шлейф мама-мама]]             | 1          |
+**Схема подключения:**
+{{ :main:sensors:mq2.png?nolink |}}
+<WRAP center round tip 60%>
+Для повышения точности измерений датчиком ++++ воспользуйтесь этими советами |
+Для более точного измерения концентрации углекислого газа, рекомендуется проделать следующие шаги:
+**1.** Оставьте датчик газа включенным на примерно 24 часа.
+**2.** Поместите датчик на свежий воздух (или хорошо проветриваемое помещение) при температуре 20°С и примерной влажности 35%.
+**3.** Измерьте корректирующее значение с помощью скетча:
+<file Arduino>
+#include "MQ135.h" // подключение библиотеки
+#define MQ135PIN A0    // вывод контроллера к которому подключен датчик
+MQ135 gasSensor = MQ135(MQ135PIN);
+void setup()
+{
+  Serial.begin(9600); // инициализация последовательного порта
+  Serial.println("Calculating calibration value..."); // вывод поясняющей надписи
+  float rzero = gasSensor.getRZero(); // чтение корректирующего значения
+  delay(3000); // задержка 3 сек
+  Serial.print("MQ135 RZERO Calibration Value : "); // вывод корректирующего значения
+  Serial.println(rzero); // в монитор порта
 }
 void loop() {
-  noGas = digitalRead(digitalSignal); //считываем значение о присутствии газа
-  gasValue = analogRead(analogSignal); // и о его количестве
-  //вывод сообщения
+}
-  Serial.print("There is ");
+</file>
-  if (noGas) Serial.print("no gas");
-  else Serial.print("gas");
+**4.** Откройте монитор порта и скопируйте значение.
-  Serial.print(", the gas value is ");
-  Serial.println(gasValue);
+**5.** В нижеприведённом скетче, укажите полученное выше значение в строке:
+<file>
+#define RZERO 251.63    // определение значения коррекции вычислений
+</file>
+++++
+</WRAP>
+**Скетч для загрузки:**
+<file Arduino>
+#include "MQ135.h" // подключение библиотеки
+#define MQ135PIN A0    // вывод контроллера к которому подключен датчик
+#define RZERO 251.63    // определение значения коррекции вычислений
+MQ135 gasSensor = MQ135(MQ135PIN); // инициализация объекта датчика
+void setup()
+{
+  Serial.begin(9600); // инициализация последовательного соединения
+}
+void loop() {
-  delay(1000); //задержка 1 с
+  float ppm = gasSensor.getPPM(); // получение значения концентрации углекислого газа от датчика
+  delay(1000); // задержка в 1 сек
+  Serial.print("CO2 ppm value : "); // вывод поясняющей надписи
+  Serial.println(ppm); // вывод значения в монитор порта
+}
+</file>
+==== Пример 3. Определение концентрации газа ====
+В данном примере используется уже более сложная универсальная библиотека для работы со многими видами датчиков газа.
+В примере демонстрируется подключение датчика и вывод полученных данных по отдельным компонентам в монитор Serial - порта. Таким образом можно измерить значения для газов, которые описаны в **Таблице значений параметров** (в описании к этой статье). В данном примере будет измерена концентрация аммония (NH4).
+^ Что нужно                                                                                                                          ^ Кол-во, шт  ^
+| [[https://smartelements.ru/collection/kontrollery/product/kontroller-smart-uno|Контроллер Smart UNO]] | 1           |
+| [[https://smartelements.ru/collection/shildy/product/sensor-shield|Sensor shield]]  | 1           |
+| [[|Датчик углеводородных газов MQ-135]]  | 1           |
+| [[https://smartelements.ru/collection/provoda-i-kabeli/product/shleyf-mama-mama-h3-20-sm|Шлейф мама-мама]]             | 1          |
+**Схема подключения:**
+{{ :main:sensors:mq2.png?nolink |}}
+**Скетч для загрузки:**
+<file Arduino>
+#include <MQUnifiedsensor.h> // подключение библиотеки
+#define         Board                   ("Arduino UNO") // имя контроллера
+#define         Pin                     (A0)  // пин подключения контакта S датчика
+#define         Type                    ("MQ-135") // тип датчика
+#define         Voltage_Resolution      (5) // количество Вольт платы
+#define         ADC_Bit_Resolution      (10) // разрешение АЦП (в битах) для плат UNO/MEGA/NANO
+#define         RatioMQ135CleanAir      (3.6) //RS / R0 = 3.6 ppm
+MQUnifiedsensor MQ135(Board, Voltage_Resolution, ADC_Bit_Resolution, Pin, Type); // создание объекта датчика
+void setup() {
+  Serial.begin(9600); // инициализация последовательного порта
+  // установка математической модели для вычисления концентрации газов в PPM
+  // и константы для каждого из определяемых газов
+  MQ135.setRegressionMethod(1); //_PPM =  a*ratio^b
+  MQ135.setA(102.2); // конфигурация значения А
+  MQ135.setB(-2.473); // конфигурация значения В
+  MQ135.init();
+  // калибровка датчика
+  Serial.print("Calibrating please wait.");
+  float calcR0 = 0;
+  for(int i = 1; i<=10; i ++)
+  {
+    MQ135.update(); // обновление данных
+    calcR0 += MQ135.calibrate(RatioMQ135CleanAir);
+    Serial.print(".");
+  }
+  MQ135.setR0(calcR0/10);
+  Serial.println("  done!.");
+  if(isinf(calcR0)) {
+    Serial.println("Warning: Conection issue founded, R0 is infite (Open circuit detected) please check your wiring and supply");
+    while(1);
+  }
+  if(calcR0 == 0){
+    Serial.println("Warning: Conection issue founded, R0 is zero (Analog pin with short circuit to ground) please check your wiring and supply");
+    while(1);
+  }
+  MQ135.serialDebug(true); // вывод отладочных сообщений
+}
+void loop() {
+  MQ135.update(); // обновление данных (чтение с аналогового порта)
+  MQ135.readSensor(); // сенсор читает концентрацию, используя установленную модель и данные параметров А и В, установленные ранее
+  MQ135.serialDebug(); // вывод отладочной таблицы в сериал порт
+  delay(500); // задержка в 500 мс
 }
 </file>