Датчики газа

Датчики газов используются в сигнализациях для обнаружения в воздухе различных вредных примесей, дыма и паров спирта. Каждый датчик реагирует на какой-то определенный газ или группу. 

Принцип работы

Датчик газа - это полуповодниковый прибор, который реагирует на повышение концентрации определенных газов в воздухе. Принцип работы датчика заключается в в следующем. Внутри сенсора расположена керамическая трубка с нагревателем, на которую нанесено определенное вещество (для датчика дыма это диоксид олова). К трубке подведено питание, когда датчик включен - трубка нагревается и вещество становится чувствительно к газам. Именно по этой причине новые датчики необходимо прогревать в течение нескольких часов. Дальше работает химия: вещество вступает в реакцию с парами или газом, чем выше концентрация газа в воздухе - тем выше проводимость трубки в датчике.

Для удобства и простоты использования мы разместили всю схему с необходимой обвязкой на одной плате, к модулю необходимо подключить только питание и выводы контроллера при помощи четырехконтактного разъема.

Модуль газоанализатора выполнен по схеме, предусматривающей возможность его использования как в качестве аналогового, так и цифрового-порогового датчика.

В режиме аналогового датчика сигнал с выхода AO (Analog Out) подается на аналоговый вход контроллера и позволяет произвести количественную оценку уровня содержания газов в воздухе.

В режиме порогового датчика цифровой выход модуля DO (Digital Out) подключается к цифровому входу контроллера. При этом порог срабатывания задается размещенным на плате подстроечным резистором.

Также возможна одновременная работа аналогового и цифрового выходов, что расширяет границы применения датчика в технических проектах.

Технические характеристики модуля

Потребляемый ток: 150 мА
Напряжение питания нагревателя: 5 В
Напряжение питания датчика: 3,3-5 В
Габариты: 45 × 22 мм

Подключение

Важно! В газоанализаторе предусмотрен подогрев полупроводникового сенсора, что требует питания 5V и тока не менее 100мА, брать питание с платы микроконтроллера нельзя. Подключение питания модуля лучше выполнять непосредственно от мощной шины стабилизированного напряжения +5В (сетевой адаптер или аккумуляторный блок). 

Для повышения точности работы новый датчик необходимо прогреть в течение нескольких часов.

Подключение модуля осуществляется с помощью разъема XH-2.54-4P, выводы которого имеют следующие назначения:

VCC - питание (+5V)
DO - цифровой выход
AO - аналоговый выход
GND - земля (общий)

Подстроечный резистор служит для установления порога срабатывания цифрового сигнала. 

Чтобы начать работу с датчиком его необходимо подключить к микроконтроллеру по схеме ниже. Для быстрого и надежного подключения используйте QuatroPort A050.

Программа

Далее в микроконтроллер необходимо загрузить следующую программу.

const int analogInPin = A0; // Указываем пин, к которому подключен датчик
const int ledPin = 13;
int sensorValue = 0; // Объявляем переменную для хранения значений с датчика 
                     //и задаем ее начальное значение 0
                     
void setup() {
  Serial.begin(9600);
  pinMode(ledPin, OUTPUT); // Задаем режим для 13 пина
  Serial.println("MQ2 Test"); //Посылаем текст в монитор порта, чтобы следить за выполнением программы  
  
}
  
void loop() {
  sensorValue = analogRead(analogInPin); //считываем значения с датчика
  if (sensorValue >= 350) //и если превышен заданный порог
  {
    digitalWrite(ledPin, HIGH); // то включаем светодиод.
  }
  else // а если нет
  {
    digitalWrite(ledPin, LOW); // то выключаем
  }
  Serial.print("MQ2 value= "); //Для отслеживания данных с датчика транслируем их в монитор порта
  Serial.println(sensorValue);
  delay(1000);
}

Теперь в монитор порта будут приходить данные. Если условия окружающей среды изменятся, значения будут увеличиваться или уменьшаться.