Различия

Здесь показаны различия между двумя версиями данной страницы.

--- main:sensors:mq2 [2020/03/30 11:47]
smartadmin ↷ Страница перемещена из main:датчики:mq2 в main:sensors:mq2
+++ main:sensors:mq2 [2021/02/16 12:45] (текущий)
smartadmin [Пример 3. Определение концентрации газа]
@@ Строка 1: / Строка 1: @@
-====== Модуль датчика углеводородных газов MQ-2 ======
+====== Датчик углеводородных газов MQ-2 ======
 ===== Описание =====
-Модуль датчика газа, основным элементом которого является газоанализатор MQ-2, позволяет выявить наличие в окружающем воздухе углеводородные газы (пропан, метан, н-бутан), дым, водород. Датчик можно использовать в проектах обнаружения утечек газа, задымления. 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.
+В Вашем проекте нужно анализировать запахи, концентрацию газов, задымление? Может быть систему анализа качества воздуха в помещении? Или определения паров спирта в выдыхаемом воздухе? А может пожарная сигнализация? Тогда датчик MQ-2 будет отличным решением поставленных вопросов. MQ-2 - это довольно простой датчик для определения в воздухе концентрации угарного газа, метана, водорода, пропана, паров спирта, углеводородных газов (LPG - Liquefied petroleum gas - сжиженных углеводородных газов).
+Датчик MQ-2 является одним из самых 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 8: / Строка 12: @@
 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.
-Диапазоны измерений:
-  * 0-1% - пропан
+==== Питание нагревателя ====
-  * 0,03-0,5% - бутан
+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 **+**.
-  * 0,05-2% - метан
-  * 0,03-0,5% - водород
 ==== Технические характеристики ====
-  * Напряжение питания: 4,8 - 5,2 В
+  * Напряжение питания нагревателя: 4,8 - 5,2 В
   * Потребляемый ток: 170 мА
   * Время прогрева при включении: 1 мин
@@ Строка 23: / Строка 25: @@
   * Модуль (Д х Ш х В): 35 х 20 х 21 мм
-==== Плюсы использования ====
+==== Таблица значений параметров ====
-  * Оптимальное недорогое решение для проектов обнаружения газа и дыма
+Для получения значения концентрации газа (см. пример 3), нужно установить соответствующие значения А и В для объекта датчика.
-  * Удобный в использовании модуль за счет наличия цифрового и аналогового выводов
+^ Определяемый газ  ^ Значение А  ^ Значение В  ^
+| Водород (H2)      | 987.99      | -2.162     |
+| Углеводороды (LPG)      | 574.25 | -2.222  |
+| Угарный газ  (CO)     | 36974  | -3.109  |
+| Пары спирта (Alcohol)  | 3616.1 | -2.675  |
+| Пропан  (Propane)  | 658.71 | -2.168  |
+==== Файлы для загрузки ====
+  * [[http://files.smartelements.ru/know_libs/MQ2Lib.zip|Скачать библиотеку (MQ2Lib)]]
+  * [[http://files.smartelements.ru/know_libs/MQUnifiedsensor.zip|Скачать библиотеку (MQUnifiedsensor)]]
+  * [[http://files.smartelements.ru/datasheet/MQ2.pdf|Скачать даташит на датчик MQ2]]
-==== Минусы использования ====
+===== Примеры подключения и использования =====
-  * Перед использованием требует долгого прогрева (не менее 24 часов)
+==== Пример 1. Концентрация газов ====
-  * Для снятия показаний требуется прогрев (не менее 1 минуты)
-  * Высокое энергопотребление (желательно дополнительное питание)
-===== Пример подключения и использования =====
+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.
-В примере демонстрируется подключение датчика и вывод полученных данных в монитор Serial - порта. (Пример тестировался на контроллере Smart UNO)
 ^ 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-uglevodorodnyh-gazov-mq-2|Модуль датчика углеводородных газов MQ-2]]  | 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-2]]  | 1           |
+| [[https://smartelements.ru/collection/provoda-i-kabeli/product/shleyf-mama-mama-h3-20-sm|Шлейф мама-мама]]             | 1          |
 **Схема подключения:**
-{{ главная:датчики:mq2.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() {
-  noGas = digitalRead(digitalSignal); //считываем значение о присутствии газа
+  gasValue = analogRead(analogSignal); // чтение данных о количестве газа
-  gasValue = analogRead(analogSignal); // и о его количестве
   //вывод сообщения
-  Serial.print("There is ");
+  Serial.print("The gas value is ");
-  if (noGas) Serial.print("no gas");
-  else Serial.print("gas");
-  Serial.print(", the gas value is ");
   Serial.println(gasValue);
   delay(1000); //задержка 1 с
 }
 </file>
+==== Пример 2. Определение количества газа ====
+В данном примере используется простая библиотека для работы с датчиком.
+В примере демонстрируется подключение датчика и вывод полученных данных по отдельным компонентам в монитор Serial - порта. Таким образом можно измерить значения для углеводородных газов, углекислого газа и уровня дыма.
+^ 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-2]]  | 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 <MQ2Lib.h> // подключение библиотеки
+int pin = A0; // вывод подключения к контакту S датчика
+float lpg = 0; // хранение данных об углеводородных газах
+float co = 0; // хранение данных об угарном газе
+float smoke = 0; // хранение данных о дыме
+MQ2 mq2(pin); // создание объекта датчика
+void setup()
+{
+  Serial.begin(9600); // инициализация Serial-порта
+  mq2.begin(); // инициализация датчика
+}
+void loop()
+{
+  //Чтение данных и вывод в сериал-порт:
+  //lpg - об углеводородных газах
+  lpg = mq2.readLPG();
+  Serial.print("LPG : ");
+  Serial.println(lpg);
+  //co - об угарном газе
+  co = mq2.readCO();
+  Serial.print("CO : ");
+  Serial.println(co);
+  //smoke - о дыме
+  smoke = mq2.readSmoke();
+  Serial.print("Smoke : ");
+  Serial.println(smoke);
+  Serial.println("-----");
+  Serial.println();
+  delay(2000); // задержка 2 секунды
+}
+</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).
+^ 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-2]]  | 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-2") // тип датчика
+#define         Voltage_Resolution      (5) // количество Вольт платы
+#define         ADC_Bit_Resolution      (10) // разрешение АЦП (в битах) для плат UNO/MEGA/NANO
+#define         RatioMQ2CleanAir        (9.83) //RS / R0 = 9.83 ppm
+MQUnifiedsensor MQ2(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
+  MQ2.setRegressionMethod(1); //_PPM =  a*ratio^b
+  MQ2.setA(574.25); // конфигурация значения А
+  MQ2.setB(-2.222); // конфигурация значения В
+  MQ2.init();
+  // калибровка датчика
+  float calcR0 = 0;
+  for(int i = 1; i<=10; i ++)
+  {
+    MQ2.update(); // обновление данных
+    calcR0 += MQ2.calibrate(RatioMQ2CleanAir);
+    Serial.print(".");
+  }
+  MQ2.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);
+  }
+  MQ2.serialDebug(true); // вывод отладочных сообщений
+}
+void loop() {
+  MQ2.update(); // обновление данных (чтение с аналогового порта)
+  MQ2.readSensor(); // сенсор читает концентрацию, используя установленную модель и данные параметров А и В, установленные ранее
+  MQ2.serialDebug(); // вывод отладочной таблицы в сериал порт
+  delay(500); // задержка в 500 мс
+}
+</file>