Ας ανεβάσουμε το σκίτσο στη μονάδα Node Mcu, ανοίξτε την οθόνη σειριακής θύρας και δείτε την έξοδο δεδομένων που ελήφθη από τον αισθητήρα MQ-2 (Εικ. 4.28).

Ρύζι. 4.28. Εξαγωγή δεδομένων από τον αισθητήρα MQ-2 στην οθόνη σειριακής θύρας.

Θα πείτε, στο Διαδίκτυο για τον αισθητήρα MQ-2 και το Arduino! Όμως η πολύωρη αναζήτηση πληροφοριών δεν έδωσε θετικό αποτέλεσμα. Όλα τα προγράμματα δεν λειτουργούσαν ή δεν μου ταίριαζαν. Έπρεπε να γράψω το πρόγραμμα μόνος μου.

Η μονάδα βασίζεται στον αναλυτή αερίων MQ-2. Σας επιτρέπει να ανιχνεύσετε προπάνιο, βουτάνιο, υδρογόνο και μεθάνιο στον αέρα.

Εικόνα 1 - Αισθητήρας αερίου MQ-2.

Χαρακτηριστικά

• Τάση τροφοδοσίας: 5 V
• Κατανάλωση ρεύματος: 160 mA

Εύρος μέτρησης

• Προπάνιο: 0,2 - 5 ppm
• Βουτάνιο: 0,3 - 5 ppm
• Μεθάνιο: 5 - 20 ppm
• Υδρογόνο: 0,3 - 5 ppm

Περίεργο, αλλά ο αισθητήρας ανταποκρίνεται πολύ καλά στο αέριο από έναν αναπτήρα, στον καπνό, αλλά δεν αντιδρά καθόλου σε μια σόμπα υγραερίου. Η ευαισθησία του αισθητήρα μπορεί να ρυθμιστεί με μια μεταβλητή αντίσταση.

Ο αισθητήρας συνδέεται με το arduino ως εξής:

Σχήμα 1 - Σύνδεση του αισθητήρα στο Arduino.

Vss - σύνδεση σε +5V
Aout - A0 arduino (αυτή είναι η αναλογική έξοδος του αισθητήρα, υπάρχει ψηφιακό dout)
GND - στο έδαφος

Παρακάτω το πρόγραμμα:

#define mic 5 #define analogInPin A0 void setup() ( pinMode(analogInPin, INPUT); Serial.begin(9600); ) void loop() ( Serial.println(analogRead(analogInPin)); int sensorValue = analogRead(analogInP) ; int range = map(sensorValue, 100, 145, 1, 4); switch (εύρος) ( case 1: analogWrite(mic,100); delay(100); analogWrite(mic,0); break; case 2: analogWrite (mic,50); delay(100); analogWrite(mic,0); break; case 3: analogWrite(mic,30); delay(100); analogWrite(mic,0); break; case 4: analogWrite(mic ,20); καθυστέρηση (100); αναλογική εγγραφή (mic, 0); διάλειμμα; ) )

Ένας βομβητής χρησιμοποιείται για την ειδοποίηση καπνού.

1. Αισθητήρας αερίου MQ-2: http://ali.ski/6JRA_
2. Arduino uno: http://ali.ski/gC_mOa
3. Breadboard: http://ali.ski/rq8wz8
4. Καλώδια επαφής: http://ali.ski/Exjr3
5. Δίοδοι και αντιστάσεις: http://fas.st/KK7DwjyF

Σε αυτό το σεμινάριο, θα συνδέσουμε έναν αισθητήρα αερίου στο Arduino. Με αυτό, μπορούμε να παρακολουθούμε την ποσότητα διοξειδίου του άνθρακα στο δωμάτιο.

Η ίδια η πλακέτα αισθητήρα αποτελείται από τον ίδιο τον αισθητήρα 6 ακίδων, ο οποίος, για ακριβείς μετρήσεις, πρέπει να παραμείνει για κάποιο χρονικό διάστημα και να θερμανθεί στην απαιτούμενη θερμοκρασία. Ποτενσιόμετρο για αλλαγή της ευαισθησίας του αισθητήρα. Λοιπόν, 4 ακίδες, οι 2 από τις οποίες είναι +, - και δύο ακίδες, η μία Αναλογική και η άλλη ψηφιακή. Επομένως, πρέπει να συνδεθείτε είτε στην αναλογική ακίδα του arduino είτε στην ψηφιακή ακίδα.

Για να εφαρμόσουμε αυτό το παράδειγμα, θα πάρουμε τον αισθητήρα MQ-2. Γενικά, υπάρχουν πολλοί αισθητήρες της σειράς MQ, υπάρχουν αισθητήρες διοξειδίου του άνθρακα και αισθητήρες μονοξειδίου του άνθρακα και ένας αισθητήρας ατμού αλκοόλης και καθαρότητας αέρα. Μπορείτε να επιλέξετε έναν αισθητήρα για τις ανάγκες σας χωρίς κανένα πρόβλημα, αλλά επειδή θα αναζητήσουμε διοξείδιο του άνθρακα, χρειαζόμαστε έναν αισθητήρα MQ-2.

Θα συνδέσουμε τον αισθητήρα στην αναλογική ακίδα του arduino A0. Αντίστοιχα, παίρνουμε έναν αναλογικό πείρο από τον αισθητήρα MQ-2 και όχι έναν ψηφιακό.

Μετά τη σωστή σύνδεση σύμφωνα με το διάγραμμα, πρέπει να αντιγράψετε τον κώδικα του παρακάτω προγράμματος και να τον ανεβάσετε στο arduino.

Const int analogInPin = A0; // Καθορίστε την ακίδα στην οποία είναι συνδεδεμένος ο αισθητήρας const int ledPin = 13; int sensorValue = 0; // Δηλώστε μια μεταβλητή για να αποθηκεύσετε τιμές από τον αισθητήρα //και ορίστε την αρχική της τιμή σε 0 void setup() ( Serial.begin(9600); pinMode(ledPin, OUTPUT); // Ορίστε τη λειτουργία για τον ακροδέκτη 13 Serial .println("MQ2 Test"); //Αποστολή κειμένου στην οθόνη θύρας για παρακολούθηση της εκτέλεσης του προγράμματος ) void loop() ( sensorValue = analogRead(analogInPin); //διαβάστε τις τιμές από τον αισθητήρα εάν (sensorValue >= 350) //και αν ξεπεραστεί το καθορισμένο όριο ( digitalWrite(ledPin, HIGH); // μετά ανάψτε το LED. ) αλλιώς // και αν όχι ( digitalWrite(ledPin, LOW); // μετά απενεργοποιήστε το ) Serial . print("MQ2 value= "); // Για την παρακολούθηση δεδομένων από τον αισθητήρα, τα μεταδίδουμε στην οθόνη θύρας Serial.println(sensorValue); delay(1000); )

Μετά τη λήψη του κωδικού προγράμματος, μπορείτε να αναπνεύσετε στον αισθητήρα ή να απελευθερώσετε αέριο από τον αναπτήρα - στο παράθυρο της οθόνης της σειριακής θύρας θα δείτε τις αντίστοιχες τιμές που λαμβάνονται από τον αισθητήρα.

Περισσότερες λεπτομέρειες μπορείτε να δείτε στο παρακάτω βίντεο.

Βίντεο:

Όταν είχα ένα κιτ Arduino, αναζητώντας ένα αντικείμενο για αυτοματισμό, κατά κάποιο τρόπο σκέφτηκα ότι θα ήταν ωραίο να πάρω πληροφορίες για το εάν το επίπεδο του CO (μονοξείδιο του άνθρακα) είναι επικίνδυνο το χειμώνα στο λεβητοστάσιο μιας χώρας. σπίτι. Τις κρύες μέρες του χειμώνα και ιδιαίτερα τις νύχτες, ο εξοπλισμός αερίου λειτουργεί με εντατικούς ρυθμούς και καίει φυσικό αέριο για να κρατήσει το σπίτι ζεστό. Τι γίνεται αν έχω κακό αερισμό; Ή μήπως μια μπότα από τσόχα έχει κολλήσει στον σωλήνα; Και κάθε φορά που μπαίνω στο λεβητοστάσιο και μένω για λίγο εκεί, βάζω σε κίνδυνο την πολύτιμη ζωή μου. Και κανείς δεν είναι απρόσβλητος από διαρροές φυσικού αερίου. Εδώ, γενικά, μπορείς να ανατινάξεις το μισό σπίτι, απλά ανάβοντας το φως. Θα ήταν ωραίο να τα ελέγχετε και αυτά και με κάποιο τρόπο να τα παρακολουθείτε.

Ως εκ τούτου, αποφασίστηκε να συναρμολογηθεί ένα σύστημα παρακολούθησης του επιπέδου CO και μεθανίου στον αέρα ενός λεβητοστασίου με βάση ένα Arduino ή μια συμβατή πλακέτα. Εκτός από τους απλούς συναγερμούς, θα ήθελα επίσης να συλλέξω στατιστικά στοιχεία, για παράδειγμα, σχετικά με το πώς οι συγκεντρώσεις επικίνδυνων αερίων σχετίζονται με τη λειτουργία του εξοπλισμού αερίου. Κατ' αρχήν, το έργο υλοποιείται στο σύγχρονο επίπεδο πολιτισμού και τεχνολογίας και με πολύ λίγα χρήματα. Ως πηγή κατανάλωσης φυσικού αερίου, χρησιμοποίησα παλμούς από έναν αισθητήρα ενσωματωμένο στον μετρητή αερίου και για ανάλυση αέρα χρησιμοποίησα δύο αισθητήρες MQ-4 και MQ-7 που είναι εξαιρετικά δημοφιλείς μεταξύ των προγραμματιστών του Arduino. Το MQ4 μυρίζει τον αέρα για μεθάνιο, ενώ το MQ7 μετράει για CO.

Αλλά για να προχωρήσετε περαιτέρω, αποδείχθηκε ότι πρέπει να εμβαθύνετε συγκεκριμένα στις λεπτομέρειες. Επειδή λίγοι από τους χρήστες του Arduino και των αναλόγων καταλαβαίνουν τι είδους αισθητήρες είναι αυτοί οι MQ-4 και MQ-7 και πώς να τους χρησιμοποιούν γενικά. Λοιπόν, ας πάμε στη συναρπαστική ιστορία.

Τι είναι το ppm

Για να λειτουργήσετε σωστά με τις τιμές που θα δώσω παρακάτω, πρέπει να κατανοήσετε μόνοι σας τις μονάδες μέτρησης. Στη χώρα μας, στο έδαφος της πρώην Σοβιετικής Ένωσης, συνηθίζεται να μετρώνται οι δείκτες ως ποσοστό (%) ή απευθείας σε μάζα προς όγκο (mg / m 3). Αλλά σε ορισμένες ξένες χώρες χρησιμοποιεί έναν τέτοιο δείκτη όπως ppm.

Η συντομογραφία ppm σημαίνει μέρη ανά εκατομμύριο ή μεταφράζεται χαλαρά ως "μέρη ανά εκατομμύριο" (είναι καλό που δεν χρησιμοποιούνται εδώ λίβρες ανά γαλόνι και ιμπεριαλιστικές τιμές). Κατ 'αρχήν, ο δείκτης δεν διαφέρει πολύ από το ποσοστό, ή μάλλον, μόνο η διάσταση διαφέρει. 1 ppm = 0,0001%, αντίστοιχα 3% = 30.000 ppm.

Η μετατροπή από τοις εκατό ή ppm σε mg / m 3 είναι ήδη πιο δύσκολη, εδώ πρέπει να λάβετε υπόψη τη μοριακή μάζα του αερίου, την πίεση και τη θερμοκρασία. Γενικά, ο τύπος μετατροπής είναι ο ακόλουθος P x V M =R x T, όπου P είναι πίεση, V M είναι μοριακός όγκος, R είναι η καθολική σταθερά αερίου, T είναι απόλυτη θερμοκρασία σε Kelvin (όχι Κελσίου και όχι Fahrenheit). Αλλά για να μην βασανίσω τον αναγνώστη με ένα σχολικό μάθημα χημείας, θα δώσω αμέσως αρκετές έννοιες. Και οι πιο έμπειροι γεωτρύπανοι στο Διαδίκτυο μπορούν να βρουν ηλεκτρονικές αριθμομηχανές για αυτο-υπολογισμό στον τεράστιο ιστό.

CO: 3% = 30.000 ppm = 34695,52 mg/m3
CO 2: 3% = 30.000 ppm = 54513,22 mg/m 3

Δίνονται δεδομένα για την κανονική ατμοσφαιρική πίεση και τη θερμοκρασία δωματίου. Σημειώστε ότι το CO 2 σε συγκρίσιμο ποσοστό είναι σχεδόν διπλάσιο από το CO. Να σας υπενθυμίσω ότι το μόριο CO 2 περιέχει ένα ακόμη άτομο, εξ ου και η διαφορά. Και χάρη σε αυτή τη διαφορά συσσωρεύεται CO 2 στα πεδινά και CO 2 στην οροφή.

Η διαφορά μεταξύ CO και CO 2

Αρχικά, αξίζει να κατανοήσουμε τι είναι το CO και πώς διαφέρει από το CO 2. Πρώτον, το CO είναι μονοξείδιο του άνθρακα, το οποίο ονομάζεται επίσης μονοξείδιο του άνθρακα, μονοξείδιο του άνθρακα ή μονοξείδιο του άνθρακα (II). Το αέριο CO είναι πολύ δύσκολο. Είναι εξαιρετικά δηλητηριώδες, αλλά δεν έχει ούτε χρώμα ούτε οσμή. Μόλις βρεθείτε σε ένα δωμάτιο με μονοξείδιο του άνθρακα, μόνο με έμμεσα συμπτώματα θα καταλάβετε ότι είστε εκτεθειμένοι σε δηλητήριο. Πρώτα, πονοκέφαλος, ζάλη, δύσπνοια, αίσθημα παλμών, μετά ένα γαλαζωπό πτώμα. Το μονοξείδιο του άνθρακα συνδυάζεται με την αιμοσφαιρίνη του αίματος, με αποτέλεσμα η τελευταία να σταματήσει να μεταφέρει οξυγόνο στους ιστούς του σώματός σας και ο εγκέφαλος και το νευρικό σύστημα είναι τα πρώτα που υποφέρουν.

Δεύτερον, το μονοξείδιο του άνθρακα είναι ένα εξαιρετικό καύσιμο και μπορεί να καεί όπως και άλλα εύφλεκτα αέρια. Σε ορισμένες συγκεντρώσεις, σχηματίζει ένα εκρηκτικό μείγμα που είναι έτοιμο να συνθέσει σε τσιπς οποιονδήποτε όγκο όπου έχει συσσωρευτεί αέριο αναμεμειγμένο με οξυγόνο. Ναι, το μονοξείδιο του άνθρακα είναι ελαφρύτερο από τον αέρα, επομένως διεισδύει ενεργά στον δεύτερο, τον τρίτο και τους επόμενους ορόφους των κτιρίων.

Η κύρια πηγή εκπομπής CO2, παραδόξως, είναι η καύση καυσίμου άνθρακα με ανεπαρκές οξυγόνο. Ο άνθρακας «δεν καίγεται» και αντί για διοξείδιο του άνθρακα CO 2, εκπέμπεται μονοξείδιο του άνθρακα CO στην ατμόσφαιρα. Με την οικιακή έννοια, οι σόμπες με ξύλα, οι καυστήρες αερίου, οι λέβητες αερίου και άλλος εξοπλισμός θέρμανσης με καύσιμο άνθρακα μπορούν να λειτουργήσουν ως εξαιρετική πηγή CO, εάν χρησιμοποιηθούν ακατάλληλα. Μην ξεχνάτε τα αυτοκίνητα, στην εξάτμιση ενός βενζινοκινητήρα το CO μπορεί να είναι έως και 3%, και σύμφωνα με τα πρότυπα υγιεινής δεν πρέπει να υπερβαίνει τα 20 mg / m³ (περίπου 0,0017%).

Γενικά, το μονοξείδιο του άνθρακα είναι ένα ύπουλο και εύκολα αποκτήσιμο πράγμα. Αρκεί να φράξετε την καμινάδα και μπορείτε να πάτε με ασφάλεια στους προπάτορες, έχοντας λιώσει τη σόμπα για τη νύχτα.

Το CO 2, γνωστό και ως διοξείδιο του άνθρακα, διοξείδιο του άνθρακα, διοξείδιο του άνθρακα, μονοξείδιο του άνθρακα (IV) ή απλά ανθρακικός ανυδρίτης, είναι ένα εξίσου ενδιαφέρον αέριο. Το διοξείδιο του άνθρακα το συναντάμε πολύ πιο συχνά στην καθημερινή ζωή από το μονοξείδιο του άνθρακα. Πίνουμε ανθρακούχο νερό στο οποίο είναι διαλυμένο διοξείδιο του άνθρακα. Χρησιμοποιούμε ξηρό πάγο για να διατηρήσουμε το παγωτό στο πάρκο ένα ζεστό καλοκαιρινό απόγευμα και τελικά εκπνέουμε τρελές ποσότητες διοξειδίου του άνθρακα. Ναι, και φυσικά αντικείμενα, όπως ηφαίστεια, βάλτοι ή χωματερές μπορούν να παράγουν αρκετή ποσότητα διοξειδίου του άνθρακα.

Αλλά μην νομίζετε ότι το αέριο CO 2 είναι πιο ήπιο και ασφαλέστερο από το αέριο CO. Οι υψηλές συγκεντρώσεις CO 2 οδηγούν σε όχι λιγότερο σοβαρές συνέπειες, μέχρι θανάτου. Και μπορείτε να αυξήσετε τη συγκέντρωσή σας εύκολα και φυσικά απλά κλείνοντας το παράθυρο στην κρεβατοκάμαρα το βράδυ. Επιπλέον, σε αντίθεση με το CO, ο ανθρακικός ανυδρίτης είναι βαρύτερος από τον αέρα και συσσωρεύεται επικίνδυνα σε πεδινά, υπόγεια, υπόγεια και άλλα απροσδόκητα μέρη. Έχουν καταγραφεί περιπτώσεις θανάτων ανθρώπων που έπεσαν κατά λάθος σε κοιλότητες γεμάτες διοξείδιο του άνθρακα που διαρρέει από ένα γειτονικό ηφαίστειο. Η μηχανή του λεωφορείου σταματά, ο αέρας αρχίζει να τελειώνει και τέλος. Το αέριο CO 2 είναι επίσης άχρωμο, άοσμο και άγευστο, επομένως η παρουσία του είναι σχεδόν αδύνατο να προσδιοριστεί οργανοληπτικά, εκτός από τον έλεγχο της εμφάνισης έντονης ασφυξίας.

Και τα δύο αέρια αποτελούνται μόνο από δύο τύπους στοιχείων. Από το οξυγόνο (Ο) και τον άνθρακα (C), το μόνο ερώτημα είναι ο αριθμός των ατόμων οξυγόνου. Ο ενημερωμένος αναγνώστης μπορεί να μαντέψει ότι ένα αέριο μπορεί να μετατραπεί σε άλλο με εξαιρετική ευκολία. Ναι, ίσως, αλλά όχι πολύ εύκολα και όχι αρκετά συνηθισμένο. Πρέπει να κάνετε μια προσπάθεια. Έτσι, για παράδειγμα, στους καταλυτικούς μετατροπείς των σύγχρονων βενζινοκίνητων αυτοκινήτων λαμβάνει χώρα η διαδικασία μετακαύσης (μετατροπής) του CO σε CO 2. Η διαδικασία λαμβάνει χώρα σε υψηλή θερμοκρασία και παρουσία καταλυτών (για παράδειγμα, πλατίνας). Η αντίστροφη διαδικασία είναι επίσης δυνατή, αλλά και πάλι όχι εύκολη.

Παρεμπιπτόντως, υπάρχει μια τοποθεσία CO2.Earth στο Διαδίκτυο που εμφανίζει τη δυναμική και την τρέχουσα συγκέντρωση διοξειδίου του άνθρακα στην ατμόσφαιρα της Γης. Ναι, η συγκέντρωση δεν είναι τόσο χαμηλή. Εξάλλου, με τη συσσώρευση διοξειδίου του άνθρακα στην περιοχή του 2-4%, ένα άτομο χάνει την ικανότητα εργασίας, αισθάνεται υπνηλία και αδυναμία. Και σε συγκεντρώσεις περίπου 10%, αρχίζει να γίνεται αισθητή η ασφυξία.

Αποκλίναμε λίγο από το θέμα, αλλά το συμπέρασμα εδώ είναι το εξής: δεν πρέπει να συγχέετε δύο διαφορετικά αέρια, καθώς και τις συνέπειές τους, αλλά σίγουρα αξίζει να ελέγξετε την παρουσία τους στην εσωτερική ατμόσφαιρα.

Σχεδιασμός ηλεκτροχημικών αισθητήρων

Ο πιο κοινός τύπος αισθητήρων MQ. Και διανέμεται ευρέως μόνο λόγω της φθηνότητας του. Έκανα μια μικρή έρευνα για να προσπαθήσω να καταλάβω το θέμα των ηλεκτροχημικών αισθητήρων λίγο περισσότερο από όσο οι περισσότεροι χομπίστες κατασκευάζουν κάποια συσκευή μόνοι τους.

Ένας ηλεκτροχημικός αισθητήρας βασίζεται στην αρχή της αλλαγής της αντίστασης ενός στοιχείου όταν αλληλεπιδρά με ένα άλλο στοιχείο. Με άλλα λόγια, συμβαίνει μια χημική αντίδραση μεταξύ αυτών των δύο στοιχείων, με αποτέλεσμα την αλλαγή της αντίστασης του υποστρώματος. Όλα δείχνουν να είναι απλά. Αλλά για να προχωρήσει κανονικά η αντίδραση και ο αισθητήρας δεν ήταν μιας χρήσης, το ευαίσθητο μέρος του αισθητήρα πρέπει να διατηρείται ζεστό.

Έτσι ο ηλεκτροχημικός αισθητήρας αποτελείται από ένα συγκεκριμένο υπόστρωμα με ένα ευαίσθητο υλικό, έναν θερμαντήρα υποστρώματος και τις πραγματικές επαφές εξόδου. Ένα μεταλλικό πλέγμα τεντώνεται πάνω από τον αισθητήρα από πάνω, ωστόσο το υπόστρωμα θερμαίνεται αισθητά και όλα τα είδη εύφλεκτων αερίων μπορούν να βρίσκονται γύρω από τον αισθητήρα, το ίδιο CO. Αυτός είναι ο σκοπός του πλέγματος. Η ασφάλεια είναι πρωταρχικής σημασίας. Παρεμπιπτόντως, κάποιος Humphrey Davy εφηύρε για να τεντώσει το πλέγμα πάνω από επικίνδυνα στοιχεία όταν χρησιμοποιήθηκε σε εκρηκτικά περιβάλλοντα για ανθρακωρύχους στις αρχές του 90ου αιώνα.

Στο δίκτυο, μπορείτε να μετρήσετε μερικές δεκάδες κατασκευαστές πλακών με ηλεκτροχημικούς αισθητήρες της σειράς MQ. Αλλά ο κατασκευαστής για όλους τους αισθητήρες (όχι τις πλακέτες) είναι ο ίδιος - η κινεζική εταιρεία HANWEI. Η εταιρεία παράγει μια σημαντική γκάμα από διάφορες συσκευές για την ανίχνευση αερίων και οτιδήποτε σχετίζεται με αυτά. Αλλά δεν υπάρχουν αισθητήρες της σειράς MQ μεταξύ της ονοματολογίας, είναι πιθανό τα προϊόντα να είναι πολύ μικρά για να τα δημοσιεύσετε στον ιστότοπο.

Όντας ένα περίεργο άτομο από τη φύση μου, έσκαψα τις προδιαγραφές της HANWEI και συγκέντρωσα όλους τους διαθέσιμους αισθητήρες της σειράς MQ, το υλικό υποστρώματος και τον τύπο ανίχνευσης σε έναν ενιαίο πίνακα.

Με εξαίρεση τους αισθητήρες MQ της σειράς 300, όλοι χρησιμοποιούν το ίδιο υλικό υποστήριξης. Είναι για το ίδιο το υπόστρωμα που καθορίζει τη συγκέντρωση του αερίου στην ατμόσφαιρα, είναι για το υπόστρωμα που αλλάζει την αντίστασή του. Είναι το ίδιο για όλους τους αισθητήρες. Στην 300η σειρά, οι πληροφορίες για ευαίσθητο υλικό παραλείπονται μέτρια.

Παρά τον μοναδικό σχεδιασμό και το χρησιμοποιούμενο ευαίσθητο στοιχείο, δεν μπορούμε να πούμε ότι όλοι οι αισθητήρες από τον κατασκευαστή είναι ίδιοι. Διαφέρουν ως προς το σχήμα και τις παραμέτρους όπως, για παράδειγμα, η τάση τροφοδοσίας του θερμαντήρα. Μπορείτε να λάβετε μετρήσεις από τέτοιους αισθητήρες χρησιμοποιώντας ένα ωμόμετρο, μετρώντας την αντίσταση, η οποία ποικίλλει ανάλογα με τη συγκέντρωση του αερίου που μετράται. Ή, προσθέτοντας μια αντίσταση φορτίου, μετρήστε την τάση (ο τρόπος προσθήκης μιας αντίστασης υποδεικνύεται απευθείας στις προδιαγραφές για τους αισθητήρες).

Λάβετε υπόψη ότι όλοι οι αισθητήρες έχουν μια συγκεκριμένη και πολύ μικρή διάρκεια ζωής, η οποία είναι περίπου 5 χρόνια. Επιπλέον, τα 5 χρόνια δεν είναι μόνο άμεση εργασία, αλλά και αποθήκευση. Και αν ο αισθητήρας σας αποθηκεύεται χωρίς την κατάλληλη συσκευασία, τότε η διάρκεια ζωής του είναι ακόμη μικρότερη. Το γεγονός είναι ότι ένα ευαίσθητο χημικό στοιχείο, χωρίς θέρμανση, θα είναι κορεσμένο με άνθρακα, ο οποίος σταδιακά θα τα καταστρέψει όλα. Γι' αυτόν τον λόγο προτείνεται να «ψήνονται» νέοι αισθητήρες διατηρώντας τους σε κατάσταση λειτουργίας για μια μέρα, ή ακόμα καλύτερα, δύο. Ο άνθρακας που κατάφερε να φάει στο οξείδιο του κασσίτερου (IV) θα «καεί» και ο αισθητήρας θα μπορεί να προσδιορίσει τις μετρήσεις με μεγαλύτερη ακρίβεια.

Αν κοιτάξετε προσεκτικά τη λίστα των μετρούμενων αερίων ή τον σκοπό των αισθητήρων, μπορείτε να δείτε ότι όλα, με τον ένα ή τον άλλο τρόπο, συνδέονται με τον άνθρακα (μεθάνιο, φυσικό αέριο, προπάνιο, μονοξείδιο του άνθρακα, υγροποιημένο αέριο, αλκοόλ, ακόμη και οι αισθητήρες ποιότητας αέρα μετρούν την παρουσία άνθρακα σε ενώσεις στον αέρα). Και μόνο ο αισθητήρας όζοντος (MQ-131) ξεχωρίζει, αν και χρησιμοποιεί τον ίδιο αισθητήρα με το SnO 2 . Το γεγονός είναι ότι όλοι οι αισθητήρες της σειράς MQ έχουν σχεδιαστεί για να λειτουργούν σε ατμόσφαιρα με σταθερό επίπεδο οξυγόνου. Η προδιαγραφή μας λέει ότι η περιεκτικότητα σε οξυγόνο θα πρέπει να είναι 21%, που είναι ένα ορισμένο μέσο ποσοστό. Και αν υπάρχει λιγότερο ή περισσότερο οξυγόνο, τότε οι μετρήσεις θα επιπλέουν, μέχρι την πλήρη αδυναμία του αισθητήρα να δώσει κατανοητά αποτελέσματα σε περιεκτικότητα σε οξυγόνο 2% ή λιγότερο. Ωστόσο, σε αυτή την περίπτωση, ο άνθρακας δεν θα καεί καθόλου στο υπόστρωμα, ο οξειδωτικός παράγοντας δεν είναι αρκετός. Προφανώς, η μέτρηση του όζοντος από έναν ηλεκτροχημικό αισθητήρα βασίζεται σε αυτό το φαινόμενο.

Αλλά η ακρίβεια των μετρήσεων των αισθητήρων της σειράς MQ εξαρτάται από κάτι περισσότερο από το οξυγόνο. Οι ενδείξεις αλλάζουν καλά ανάλογα με την υγρασία του αέρα και τη θερμοκρασία του. Τα υπολογισμένα στοιχεία δίνονται για υγρασία 65% και θερμοκρασία 20 βαθμούς Κελσίου. Και σε υγρασία άνω του 95%, ο αισθητήρας δεν θα δίνει πλέον επαρκείς μετρήσεις. Είναι κρίμα που η προδιαγραφή δεν προσδιορίζει ποια υγρασία χρησιμοποιείται: σχετική ή απόλυτη. Η διαίσθηση υποδηλώνει ότι είναι ακόμα σχετική.

Εκτός από τους περιβαλλοντικούς δείκτες, η ακρίβεια των μετρήσεων των αισθητήρων MQ επηρεάζεται επίσης από τη διάρκεια ζωής των ίδιων των αισθητήρων, όχι χειρότερη από άλλες παραμέτρους. Με τον καιρό, η μαρτυρία τους επιπλέει. Το ευαίσθητο στρώμα είναι «βουλωμένο» με προϊόντα μέτρησης, τα χαρακτηριστικά του θερμαντήρα αλλάζουν και η αντίσταση αλλάζει σε τιμές αναφοράς. Σε ποια κατεύθυνση αλλάζει δεν είναι σαφές, αλλά ο κατασκευαστής συνιστά, πρώτα, να βαθμονομήσετε τον αισθητήρα μετά την αγορά και την αρχική "ανόπτηση" και στη συνέχεια να πραγματοποιήσετε τακτική επαναβαθμονόμηση καθ 'όλη τη διάρκεια ζωής του αισθητήρα. Και ο μόνος κανονικός τρόπος βαθμονόμησης είναι να συγκρίνετε τα αποτελέσματα των μετρήσεων του αισθητήρα με μια ήδη βαθμονομημένη συσκευή. Είναι σαφές ότι ούτε ο τελικός καταναλωτής-ιδιώτης έμπορος έχει τέτοια συσκευή (και οι επαγγελματίες θα χρησιμοποιήσουν ελαφρώς διαφορετικούς αισθητήρες, πιο ακριβούς), ούτε πολλοί κατασκευαστές σανίδων. Ορισμένοι κατασκευαστές το δηλώνουν ειλικρινά στον ιστότοπό τους:

"Και πώς μπορώ να ξέρω ποια είναι η συγκέντρωση ενός συγκεκριμένου αερίου με τον αισθητήρα MQ;" - θα ρωτήσει ο ανυπόμονος αναγνώστης; Δεδομένου ότι στις περισσότερες περιπτώσεις ο καταναλωτής χρησιμοποιεί ένα μετρητή τάσης, ωστόσο, όλα είναι παρόμοια με την αντίσταση, αλλά ένα βήμα λιγότερο, τότε ο καταναλωτής χρειάζεται πώς να μετατρέψει τα βολτ ή τα κβάντα Arduino DAC στα πολυπόθητα ppm ή τουλάχιστον σε ποσοστά. Μπορείτε να κάνετε αυτήν τη λειτουργία μόνο με τη βοήθεια αδιάκριτων γραφημάτων από τις προδιαγραφές για τον αισθητήρα.

Κοιτάζοντας το γράφημα από την προδιαγραφή, μπορεί να φανεί ότι, πρώτον, έχει τουλάχιστον μία λογαριθμική περιοχή. Και, δεύτερον, εκτός από το κύριο αέριο, ο αισθητήρας καταγράφει ήρεμα όλα τα άλλα παρόμοια (που περιέχουν άνθρακα). Η ενασχόληση με το γράφημα και η κατανόηση του ποιου ppm αντιστοιχεί σε ποια αντίσταση αισθητήρα είναι ένα επάγγελμα για την εξάσκηση του σαμουράι, καθώς μια ευθεία γραμμή που διασχίζει πολλές διαφορετικές λογαριθμικές ζώνες δεν θα είναι σαφώς ευθεία γραμμή στην πραγματικότητα.

Σε αυτό θα ήθελα να συνοψίσω το ενδιάμεσο αποτέλεσμα. Έτσι, στα πλεονεκτήματα των αισθητήρων της σειράς MQ συγκαταλέγεται η εξαιρετικά και κατηγορηματικά δημοκρατική τιμή τους. Αλλά υπάρχουν πολλά περισσότερα μειονεκτήματα:

• Σχεδόν πανομοιότυποι αισθητήρες που χρησιμοποιούν το ίδιο αισθητήριο στοιχείο και διαφέρουν ως προς την τιμή των χρησιμοποιούμενων αντιστάσεων κοπής.
• Η εξάρτηση της μέτρησης προκύπτει από πολλούς παράγοντες: θερμοκρασία, υγρασία, συγκέντρωση οξυγόνου.
• Η έλλειψη της διεκδικούμενης επιλεκτικότητας για τα μετρούμενα αέρια αντιδρά σε όλα με άνθρακα (και, πολύ πιθανόν, σε άλλα στοιχεία που αντιδρούν με το υπόστρωμα).
• Υψηλή κατανάλωση ρεύματος (καλοριφέρ).
• Η ανάγκη για πρωτογενή «ανόπτηση» του αισθητήρα.
• Χρονική αστάθεια.
• Η ανάγκη για αρχική και επαναλαμβανόμενη βαθμονόμηση.
• Η πρακτική αδυναμία λήψης σημαντικών τιμών με τη μορφή ppm ή%.

Ψηφιακό ή αναλογικό;

Η αγορά γνωρίζει τη δουλειά της και αν υπάρχει ζήτηση για ένα προϊόν, τότε αυτή η ζήτηση θα ικανοποιηθεί. Αργά ή γρήγορα, αλλά θα είναι απαραίτητο. Και με τη χρήση ευκίνητων Κινέζων συντρόφων, η ζήτηση ικανοποιείται νωρίτερα παρά αργότερα. Και έτσι εμφανίστηκαν πάρα πολλοί κατασκευαστές από την Κίνα, που παράγουν έτοιμες σανίδες με ηλεκτροχημικούς αισθητήρες της σειράς MQ. Ας εξετάσουμε με αυξανόμενη σειρά ποιες μπορεί να είναι γενικά οι επιλογές παράδοσης.

Καθαρίστε τον αισθητήρα

Η πιο εύκολη και φθηνή επιλογή. Η παράδοση περιλαμβάνει μόνο τον ίδιο τον ηλεκτροχημικό αισθητήρα και τίποτα άλλο. Συνδέστε το σε ένα σύστημα με μέτρηση τάσης (για παράδειγμα, στην αναλογική θύρα Arduino) μέσω μιας αντίστασης φορτίου. Η αντίσταση χρησιμοποιείται καλύτερα με τη δυνατότητα προσαρμογής όταν βαθμονομείται. Οι ονομασίες αντιστάσεων καθορίζονται στην προδιαγραφή (Δελτίο δεδομένων) για τον αισθητήρα.

Με μια εναλλακτική μέθοδο μέτρησης, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε ένα ωμόμετρο και να μετρήσετε την αντίσταση των εξόδων του αισθητήρα και στη συνέχεια να την υπολογίσετε ξανά στα επιθυμητά αποτελέσματα σύμφωνα με την ίδια προδιαγραφή.

Εδώ ο χρήστης λαμβάνει όχι μόνο τον ίδιο τον αισθητήρα, αλλά τον αισθητήρα που είναι εγκατεστημένος στην πλακέτα, με την εγκατεστημένη αντίσταση. Είναι ήδη δυνατή (και απαραίτητη) η απευθείας σύνδεση με τον μετρητή τάσης, χωρίς ενδιάμεσες αντιστάσεις. Σε αυτήν την περίπτωση, είναι διαθέσιμη μόνο η μέτρηση τάσης, καθώς, μαζί με την αντίσταση, ολόκληρο το κύκλωμα λειτουργεί σαν ένας συνηθισμένος διαιρέτης τάσης.

Η χρήση αναλογικού αισθητήρα στην πλακέτα είναι βολική επειδή ο κατασκευαστής έχει ήδη εγκαταστήσει την απαιτούμενη αντίσταση στην πλακέτα και ίσως ακόμη και να πραγματοποιήσει κάποιο είδος βαθμονόμησης ολόκληρης της δομής. Ορισμένοι αναλογικοί αισθητήρες χρησιμοποιούν μια αντίσταση κοπής και ο χρήστης είναι ελεύθερος να βαθμονομήσει μόνος του, ενώ ορισμένοι δεν έχουν αυτήν την επιλογή. Είναι σαφές ότι είναι καλύτερο να πάρετε μια έκδοση με δυνατότητα προσαρμογής.

ψηφιακός αισθητήρας

Φαίνεται ότι εάν ο αισθητήρας είναι ψηφιακός, τότε θα πρέπει να δώσει πληροφορίες σε ψηφιακή μορφή. Ωστόσο, όλοι οι ψηφιακοί αισθητήρες με αισθητήρες MQ που συνάντησα δεν είχαν αυτή τη δυνατότητα. Το "ψηφιακό" στο όνομά τους σημαίνει μόνο ότι ο αισθητήρας έχει ψηφιακή έξοδο που μεταβαίνει σε λειτουργία HIGH όταν η μετρούμενη συγκέντρωση αερίου υπερβαίνει ένα συγκεκριμένο όριο. Και ο χρήστης εκτελεί την κύρια ανάγνωση των τιμών με τον ίδιο αναλογικό τρόπο όπως με έναν συνηθισμένο αναλογικό αισθητήρα.

Είναι σαφές ότι όλες οι αντιστάσεις είναι ήδη κολλημένες στις πλακέτες των ψηφιακών αισθητήρων. Και οι καλοί αισθητήρες έχουν επίσης διαθέσιμες αντιστάσεις κοπής για τη διαμόρφωση του αισθητήρα. Το ένα χρησιμοποιείται για τη ρύθμιση του αισθητήρα και το άλλο χρησιμοποιείται για τον καθορισμό του κατωφλίου για την ψηφιακή έξοδο. Και τα καλύτερα διαθέτουν επίσης κάποιου είδους ενισχυτή σήματος, ο οποίος είναι χρήσιμος όταν ο αισθητήρας είναι μακριά από τη συσκευή μέτρησης και υπάρχει κίνδυνος να συλληφθούν παρεμβολές σε ένα μακρύ καλώδιο.

Ψηφιακός αισθητήρας με ψηφιακό λεωφορείο

Ίσως αυτός είναι ο πιο Hi End μεταξύ τέτοιων αισθητήρων. Η σύνδεση και η μεταφορά δεδομένων πραγματοποιείται μέσω του ψηφιακού διαύλου I 2 C. Και έως και εκατό τέτοιοι αισθητήρες μπορούν να συνδεθούν σε μία συσκευή ανάκτησης πληροφοριών (για παράδειγμα, Arduino). Απλώς έχετε υπόψη σας ότι οι αισθητήρες καταναλώνουν πολύ ρεύμα και πρέπει να παρέχεται ξεχωριστά. Η αντίσταση συντονισμού, φυσικά, είναι παρούσα.

Κρίνοντας από το παράδειγμα κώδικα που προσφέρει ο κατασκευαστής του αισθητήρα, ο ίδιος ο αισθητήρας στέλνει δεδομένα σε ακατέργαστη μορφή και ήδη μετατρέπονται μέσω προγραμματισμού σε τιμές ppm. Γενικά, ο αισθητήρας διαφέρει από την αναλογική έκδοση μόνο με την παρουσία ψηφιακού διαύλου.

Θρέψη

Ανέφερα ήδη παραπάνω ότι για τη λειτουργία του θερμαντήρα αισθητήρα MQ, απαιτείται η παροχή υψηλής ποιότητας ισχύος σε αυτόν και σε επαρκή όγκο. Σύμφωνα με τις προδιαγραφές, οι αισθητήρες καταναλώνουν περίπου 150 mA. Στην πραγματικότητα, η κατανάλωση μπορεί να κυμανθεί σε πολύ μεγάλο εύρος. Καταρχήν, τα 150 mA δεν είναι τόσο μεγάλο ρεύμα μέχρις ότου μια συσκευή (ή πολλές) με τέτοια κατανάλωση προσπαθήσει να διασταυρωθεί με κάτι σαν Arduino. Συνδέοντας έστω και έναν τέτοιο αισθητήρα στο τροφοδοτικό της πλακέτας, κινδυνεύετε ήδη να αποκτήσετε μια συσκευή εκτός λειτουργίας που δεν θα έχει αρκετή τάση για κανονική λειτουργία. Κατά τη λειτουργία, οι ίδιοι οι αισθητήρες θερμαίνονται, όχι σημαντικά, αλλά έως και σαράντα βαθμούς μπορεί κάλλιστα να ζεσταθούν. Αν συγκρίνουμε αυτή τη θερμοκρασία με τους 60-70 βαθμούς στον σταθεροποιητή που τροφοδοτεί αυτούς τους αισθητήρες, τότε η θερμοκρασία των αισθητήρων μπορεί να θεωρηθεί ανεκτή.

Για να εξασφαλιστεί η κανονική λειτουργία του θερμαντήρα και, κατά συνέπεια, του ίδιου του αισθητήρα, είναι απαραίτητο να τροφοδοτείται χωριστά με ρεύμα για αυτούς τους αισθητήρες. Για παράδειγμα, χρησιμοποιήστε μια ανεξάρτητη παροχή ρεύματος 1 ή 2 A και 5V για να τροφοδοτήσετε τους αισθητήρες (δεν καταναλώνουν όλοι οι αισθητήρες 5V). Ή χρησιμοποιήστε μια ειδική πλακέτα που μετατρέπει την τάση 9-12V στην απαιτούμενη τάση για να τροφοδοτήσετε τους αισθητήρες.

Σε κάθε περίπτωση, θα πρέπει να ασχοληθείτε με μια πηγή ρεύματος με την απαιτούμενη ισχύ. Αν και είναι πιθανό ο αισθητήρας να είναι συνδεδεμένος απευθείας στην πλακέτα (για παράδειγμα, Arduino). Αλλά σε αυτή την περίπτωση, δεν συνιστάται να συνδέσετε οτιδήποτε άλλο σε αυτό.

Δυνατότητα βαθμονόμησης του αισθητήρα και μετατροπής μετρήσεων σε ppm

Περιπλανώμενος στο δίκτυο αναζητώντας μια λύση για τη βαθμονόμηση και τη λήψη αξιόπιστων αποτελεσμάτων από τον αισθητήρα, έπεσα πάνω σε μια πολύ ενδιαφέρουσα ανάρτηση από κάποιον Davide Gironi, ο οποίος αντιμετώπισε ακριβώς το ίδιο πρόβλημα με εμένα. Ο Davide προσπάθησε να καταλάβει πώς να λαμβάνει μετρήσεις ppm από τον αισθητήρα MQ-135 (Ποιότητα αέρα).

Σύμφωνα με την έρευνα που διεξήγαγε ο blogger για τη βαθμονόμηση, αρκεί να έχετε μια ιδέα για τη συγκέντρωση κάποιου αερίου στην ατμόσφαιρα και, με βάση αυτά τα δεδομένα, να προσπαθήσετε να επιλέξετε μια αντίσταση για να χτυπήσετε τον επιθυμητό τομέα σύμφωνα με το χρονοδιάγραμμα. Ο Davide χρησιμοποίησε τον αισθητήρα MQ-135, ο οποίος έχει σχεδιαστεί για να προσδιορίζει την ποιότητα του αέρα, μεταξύ των ελεγχόμενων αερίων του οποίου υπάρχει και CO 2 . Και ήταν το διοξείδιο του άνθρακα που ενδιέφερε περισσότερο τον blogger. Χρησιμοποιώντας πληροφορίες από το co2now.org, μπόρεσε να υπολογίσει την απαιτούμενη τιμή αντίστασης. Συμφωνήστε ότι η μέθοδος απέχει πολύ από την ιδανική, αλλά εξακολουθεί να είναι καλύτερη από το τίποτα.

Στη συνέχεια, μετά τη βαθμονόμηση, σκιαγράφησε έναν μικρό κώδικα που σας επιτρέπει να λαμβάνετε τα ppm που αναζητάτε με βάση τα δεδομένα που λαμβάνονται ως αποτέλεσμα της βαθμονόμησης. Δεν θα δώσω τον κωδικό εδώ, όσοι επιθυμούν μπορούν να εξοικειωθούν με αυτόν, αλλά συνοψίζεται σε κάτι σαν αυτό:

float ppm = ((10000.0 / 4096.0) * raw_adc) + 200;

Ο παραπάνω κωδικός είναι, παρεμπιπτόντως, από ένα παράδειγμα για έναν αισθητήρα MQ-4 με ψηφιακή διεπαφή I 2 C. Σημειώστε ότι αυτό είναι καλύτερο από το τίποτα. Πράγματι, πολλοί απλά δεν είναι σε θέση να φτάσουν σε έναν τέτοιο μετασχηματισμό και περιορίζονται μόνο από ορισμένες τιμές κατωφλίου. Για παράδειγμα, σε τιμή 750 (δεν υπάρχει μονάδα μέτρησης, αυτό είναι κβαντικό), πρέπει να ανάψετε το κόκκινο LED, στην περιοχή 350-750 αρκεί το κίτρινο και όταν κάτω από 350 αφήστε το πράσινο LED φωτίσουν.

Εναλλακτικές;

Εάν οι αισθητήρες MQ είναι τόσο κακοί, υπάρχει εναλλακτική λύση για χρήση σε οικιακά έργα; Στην πραγματικότητα υπάρχει. Ακόμη και πολλά. Δεν υπάρχουν μία ή δύο μέθοδοι για τη μέτρηση της συγκέντρωσης των αερίων. Μόνο που εδώ οι αισθητήρες με υψηλή ακρίβεια κοστίζουν αξιοπρεπή χρήματα. Και μερικές φορές η αμφίβια ασφυξία προέρχεται από ένα τέτοιο κόστος. Η διαφορά στο κόστος μπορεί να φτάσει χιλιάδες και δεκάδες χιλιάδες φορές. Εδώ θα το σκεφτείς άθελά σου.

Ωστόσο, πολύ πρόσφατα εμφανίστηκαν στην αγορά ανιχνευτές υπερύθρων, χάρη στις προσπάθειες των ίδιων εργατικών συντρόφων. Ναι, απέχουν πολύ από το να είναι για όλα τα αέρια, αλλά τουλάχιστον το CO 2 αλιεύεται χωρίς σημαντικό ενεργειακό κόστος και με υψηλή επιλεκτικότητα. Αυτοί οι αισθητήρες χρησιμοποιούν μια μέθοδο μη διασποράς υπέρυθρων για τον προσδιορισμό της συγκέντρωσης αερίου.

Εάν απαιτείται ανίχνευση άλλων αερίων, αλλά χρησιμοποιώντας φθηνές συσκευές, τότε δεν υπάρχουν τόσες πολλές διαθέσιμες επιλογές αυτή τη στιγμή (καλοκαίρι 2016), αν όχι ευθέως ότι υπάρχουν πολύ λίγες από αυτές. Η χρήση της σειράς MQ μπορεί να θεωρηθεί εναλλακτική, αν και θα πρέπει να διαχειριστείτε μόνο τα κατώφλια τιμών​(έχω ήδη μιλήσει για την ακρίβεια της μετάφρασης σε ppm παραπάνω).

Πολλοί θα αντιταχθούν αμέσως, λένε, εγώ προσωπικά χρησιμοποίησα έναν τέτοιο αισθητήρα και λειτουργεί. Ως παραδείγματα, δίνονται πειράματα παρόμοια με το «αναπνεύστε στον αισθητήρα», κρατήστε ένα χέρι γύρω του, φυσήξτε ένα σύννεφο καπνού τσιγάρου. Ναι, οι ενδείξεις του αισθητήρα θα αλλάξουν αμέσως, οι τιμές θα αυξηθούν. Ναι, ο αισθητήρας θα αντικατοπτρίζει ότι έχει ζεσταθεί, ότι η υγρασία έχει αυξηθεί, ότι υπάρχει περισσότερος άνθρακας στην ατμόσφαιρα και λιγότερο οξυγόνο. Αλλά πόσο περισσότερο, πόσο από το αέριο που μελετήθηκε βρίσκεται τώρα στην ατμόσφαιρα και, το πιο σημαντικό, τι είδους αέριο; Αυτή η ερώτηση δεν μπορεί πλέον να απαντηθεί με τη βοήθεια αισθητήρων της σειράς MQ. Είναι καλύτερα να αγοράσετε έναν συνηθισμένο οικιακό συναγερμό για επικίνδυνα αέρια, το ίδιο CO. Με αρκετά συγκρίσιμα χρήματα, θα αποκτήσετε μια εργοστασιακή συσκευή με δυνατό συναγερμό και χαμηλή κατανάλωση ενέργειας.

Δίδυμοι αισθητήρες

Και εν κατακλείδι, θέλω να συνοψίσω. Είμαι απογοητευμένος που τόσο οικονομικοί αισθητήρες δεν μπορούν σε καμία περίπτωση να χρησιμοποιηθούν σε κανένα περισσότερο ή λιγότερο σοβαρό έργο. Ναι, μπορείτε να εξασκηθείτε στον προγραμματισμό και τη σύνδεση αισθητήρων, αλλά οι αξιόπιστες τιμές που αναζητάτε δεν μπορούν να ληφθούν με τη βοήθειά τους. Και η αξία των αισθητήρων θα σπεύσει πολύ σύντομα στο μηδέν.

Επιπλέον, είμαι προσωπικά πεπεισμένος ότι όλοι οι αισθητήρες MQ δεν έχουν επαρκές επίπεδο επιλεκτικότητας, διαφέρουν μόνο στον εξωτερικό σχεδιασμό και τις συστάσεις για την επιλογή αντιστάσεων. Οι αισθητήρες αντιδρούν σε οτιδήποτε περιέχει άνθρακα και αντιδρούν πιο έντονα όσο πιο ενεργός είναι ο άνθρακας στην ένωση και τόσο πιο εύκολα αντιδρά με το υπόστρωμα. Δεν πιστεύω ότι ο κατασκευαστής προσθέτει επιπλέον στοιχεία στο υπόστρωμα που αυξάνουν την επιλεκτικότητα και ταυτόχρονα δεν γράφει τίποτα στην προδιαγραφή. Αλλά υποθέτω ότι ένας αισθητήρας μπορεί να μετατραπεί σε έναν άλλο χρησιμοποιώντας διαφορετικές αντιστάσεις και κοιτάζοντας γραφήματα αντίστασης και συγκέντρωσης.

Αλλά όλα ξεκίνησαν από το γεγονός ότι συνέδεσα δύο αισθητήρες (MQ-4 και MQ-7) σε μια συσκευή και άρχισα να ανεβάζω τα αποτελέσματα της δουλειάς τους στο ThingSpeak. Ένας από τους αισθητήρες θα πρέπει να μετρήσει το επίπεδο του τοξικού CO και ο δεύτερος θα πρέπει να δείχνει πόσο μεθάνιο υπάρχει στον αέρα. Με ενδιέφεραν πολύ τα γραφήματα που επαναλαμβάνονταν το ένα το άλλο περισσότερο από σχεδόν πλήρως. Ναι, ένας αισθητήρας έδωσε μετρήσεις στο επίπεδο των 100-150 μονάδων και ο δεύτερος στο επίπεδο των 350-400. Οι κορυφές και τα οροπέδια συνέπεσαν χρονικά από διαφορετικούς αισθητήρες και οι εκρήξεις σκίαζαν μόνο το αναπόφευκτο μοτίβο.

Συνδύασα τις μετρήσεις και των δύο αισθητήρων σε ένα ενιαίο γράφημα συσχέτισης και συνειδητοποίησα ότι δείχνουν τα ίδια αποτελέσματα, αν και σε διαφορετικά εύρη. Και αναρωτήθηκα - γιατί χρειάζομαι έναν αισθητήρα μεθανίου που αντιδρά σε όλα; Από μονοξείδιο του άνθρακα έως αλκοόλ. Γιατί χρειάζομαι έναν αισθητήρα CO, ο οποίος, εκτός από το ίδιο το CO, αντιδρά ακόμη περισσότερο στο υγραέριο και το υδρογόνο; Αυτό είναι σωστό - δεν χρειάζεται.

εκσυγχρονίζω. Πριν πετάξω τους περιττούς αισθητήρες στα σκουπίδια, αποφάσισα να αποσυναρμολογήσω μερικούς από αυτούς και να δω τι έχουν μέσα. Ετσι:

Το εσωτερικό του αισθητήρα MQ-4

Όπως μπορείτε να δείτε, ο αισθητήρας έχει έξι πόδια. Από δύο από αυτά, ένα θερμαντικό πηνίο διέρχεται από το κέντρο ενός σωλήνα από αργυρή ουσία. Τα άλλα τέσσερα πόδια κρατούν το καθένα δύο λεπτά σύρματα, προφανώς για να αναλύσουν τη μεταβαλλόμενη αντίσταση.

Το εσωτερικό του αισθητήρα MQ-7

Παρά τη διαφορετική εμφάνιση, το εσωτερικό του MQ-7 είναι πανομοιότυπο με αυτό του MQ-4. Και το θερμαινόμενο αφεντικό ενός γκριζωπό χρώματος δεν είναι τίποτα άλλο από το επιθυμητό οξείδιο του κασσιτέρου, το οποίο, όταν θερμαίνεται και παρουσία άνθρακα ή υδρογόνου (ακριβώς αυτά τα αέρια), μειώνεται εν μέρει, τείνει να γίνει μεταλλικός κασσίτερος και κατά συνέπεια αλλάζει αντίσταση.

Περιγραφή

Η μονάδα αισθητήρα αερίου, το κύριο στοιχείο της οποίας είναι ο αναλυτής αερίου MQ-2, σας επιτρέπει να ανιχνεύσετε την παρουσία αερίων υδρογονανθράκων (προπάνιο, μεθάνιο, n-βουτάνιο), καπνό, υδρογόνο στον αέρα του περιβάλλοντος. Ο αισθητήρας μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε έργα για την ανίχνευση διαρροών αερίου, καπνού. Η αναλογική-ψηφιακή μονάδα επιτρέπει τόσο τη λήψη δεδομένων για την περιεκτικότητα των αερίων στα οποία είναι ευαίσθητος ο αναλυτής αερίων όσο και την απευθείας εργασία με συσκευές, εκπέμποντας ψηφιακό σήμα για υπέρβαση/μείωση της τιμής κατωφλίου. Διαθέτει ρυθμιστή ευαισθησίας, ο οποίος σας επιτρέπει να προσαρμόσετε τον αισθητήρα στις ανάγκες ενός συγκεκριμένου έργου. Η μονάδα έχει δύο LED: η πρώτη (κόκκινη) - ένδειξη τροφοδοσίας, η δεύτερη (πράσινη) - ένδειξη υπέρβασης/μείωσης της τιμής κατωφλίου.

Το κύριο στοιχείο εργασίας του αισθητήρα είναι ένα θερμαντικό στοιχείο, λόγω του οποίου λαμβάνει χώρα μια χημική αντίδραση, ως αποτέλεσμα της οποίας λαμβάνονται πληροφορίες σχετικά με τη συγκέντρωση αερίου. Κατά τη λειτουργία, ο αισθητήρας θα πρέπει να θερμανθεί - αυτό είναι φυσιολογικό. Πρέπει επίσης να θυμόμαστε ότι λόγω του θερμαντικού στοιχείου, ο αισθητήρας καταναλώνει μεγάλο ρεύμα, επομένως συνιστάται η χρήση εξωτερικού τροφοδοτικού.

Λάβετε υπόψη ότι οι ενδείξεις του αισθητήρα επηρεάζονται από τη θερμοκρασία και την υγρασία περιβάλλοντος. Επομένως, στην περίπτωση χρήσης του αισθητήρα σε μεταβαλλόμενο περιβάλλον, θα είναι απαραίτητο να αντισταθμίσετε αυτές τις παραμέτρους.

Εύρος μέτρησης:

0-1% - προπάνιο

0,03-0,5% - βουτάνιο

0,05-2% - μεθάνιο

0,03-0,5% - υδρογόνο

Προδιαγραφές

Τάση τροφοδοσίας: 4,8 - 5,2 V

Κατανάλωση ρεύματος: 170 mA

Χρόνος προθέρμανσης όταν είναι ενεργοποιημένο: 1 λεπτό

Φυσικές Διαστάσεις

Μονάδα (Μ x Π x Υ): 35 x 20 x 21 mm

Πλεονεκτήματα χρήσης

Βέλτιστη οικονομικά αποδοτική λύση για έργα ανίχνευσης αερίου και καπνού

Εύχρηστη μονάδα λόγω της παρουσίας ψηφιακών και αναλογικών εξόδων

Μειονεκτήματα χρήσης

Πριν από τη χρήση απαιτείται μακρά προθέρμανση (τουλάχιστον 24 ώρες)

Απαιτείται προθέρμανση για τη λήψη μετρήσεων (τουλάχιστον 1 λεπτό)

Υψηλή κατανάλωση ενέργειας (επιπλέον ισχύς είναι επιθυμητή)

Παράδειγμα σύνδεσης και χρήσης

Το παράδειγμα δείχνει τη σύνδεση ενός αισθητήρα και την έξοδο των δεδομένων που λαμβάνονται στην οθόνη σειριακής θύρας. (Παράδειγμα δοκιμασμένο σε ελεγκτή Smart UNO)

Διάγραμμα συνδεσμολογίας:

Λήψη Σκίτσου: