Датчик природного газа MQ-4

Датчик MQ-4 обнаружит утечку бытового газа и может стать основой системы сигнализации в умном доме.

Видеообзор

Подключение и настройка

Датчик газа MQ-4 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.

Пример программы для Arduino

Для обладателей платформ Arduino выведем в Serial-порт текущее значение вредных газов в ppm, управляя нагревателем. Для запуска примера скачайте и установите библиотеку TroykaMQ

mq4Heater.ino

// библиотека для работы с датчиками MQ (Troyka-модуль)
#include <TroykaMQ.h>
 
// имя для пина, к которому подключен датчик
#define PIN_MQ4         A0
// имя для пина, к которому подключен нагреватель датчика
#define PIN_MQ4_HEATER  13
 
// создаём объект для работы с датчиком
// и передаём ему номер пина выходного сигнала и нагревателя
MQ4 mq4(PIN_MQ4, PIN_MQ4_HEATER);
 
void setup()
{
  // открываем последовательный порт
  Serial.begin(9600);
  // включаем нагреватель
  mq4.heaterPwrHigh();
  Serial.println("Heated sensor");
}
 
void loop()
{
  // если прошёл интервал нагрева датчика
  // и калибровка не была совершена
  if (!mq4.isCalibrated() && mq4.heatingCompleted()) {
    // выполняем калибровку датчика на чистом воздухе
    mq4.calibrate();
    // выводим сопротивление датчика в чистом воздухе (Ro) в serial-порт
    Serial.print("Ro = ");
    Serial.println(mq4.getRo());
  }
  // если прошёл интервал нагрева датчика
  // и калибровка была совершена
  if (mq4.isCalibrated() && mq4.heatingCompleted()) {
    // выводим отношения текущего сопротивление датчика
    // к сопротивлению датчика в чистом воздухе (Rs/Ro)
    Serial.print("Ratio: ");
    Serial.print(mq4.readRatio());
    // выводим значения газов в ppm
  // выводим значения газов в ppm
  Serial.print(" Methane: ");
  Serial.print(mq4.readMethane());
  Serial.println(" ppm ");
  delay(100);
  }
}

К платам Arduino c 5 вольтовой логикой датчик можно подключить используя всего один трёхпроводной шлейф. Для этого установите перемычку на разъём «выбор питания нагревателя».

Выведем в Serial-порт текущее значение вредных газов в ppm, при этом нагреватель всегда включён.

mq4.ino

// библиотека для работы с датчиками MQ (Troyka-модуль)
#include <TroykaMQ.h>
 
//имя для пина, к которому подключен датчик
#define PIN_MQ4  A0
// создаём объект для работы с датчиком и передаём ему номер пина
MQ4 mq4(PIN_MQ4);
 
void setup()
{
  // открываем последовательный порт
  Serial.begin(9600);
  // перед калибровкой датчика прогрейте его 60 секунд
  // выполняем калибровку датчика на чистом воздухе
  mq4.calibrate();
  // выводим сопротивление датчика в чистом воздухе (Ro) в serial-порт
  Serial.print("Ro = ");
  Serial.println(mq4.getRo());
}
 
void loop()
{
  // выводим отношения текущего сопротивление датчика
  // к сопротивление датчика в чистом воздухе (Rs/Ro)
  Serial.print("Ratio: ");
  Serial.print(mq4.readRatio());
  // выводим значения метана в ppm
  Serial.print(" Methane: ");
  Serial.print(mq4.readMethane());
  Serial.println(" ppm ");
  delay(100);
}

Элементы платы

Датчик газа MQ-4

Датчик MQ-4 относится 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.

Выбор режима питания нагревателя

В сенсоре предусмотрено два режима работы, переключаемых джампером.

Нагреватель датчика постоянно включён. Таким образом можно обойтись одним трёхпроводным шлейфом.
Управление нагревателем программно.

Контакты подключения трёхпроводных шлейфов

1 группа

Сигнальный (S) — Выходной сигнал сенсора. Подключите к аналоговому входу микроконтроллера.
Питание (V) — Питание датчика. Соедините с рабочим напряжением микроконтроллера.
Земля (G) — Соедините с пином GND микроконтроллера.

2 группа

Сигнальный (E) — Управление питанием нагревателя. Подключите к цифровому пину микроконтроллера.
Питание (H) — Питание нагревателя. Соедините с пином 5V
Земля (G) — Соедините с пином GND микроконтроллера..

Содержание