راه انداری سنسور دود و گاز MQ-2 با آردوینو

ارسال توسط

در تاریخ 2023/04/17

سنسور گاز قطعه‌ای الکترونیکی است که مقدار گاز موجود در فضا را تشخیص می‌دهد. حالا در این پروژه آردوینو از بلاگ بهنام رباتیک می‌خواهیم نحوه راه اندازی سنسور گاز و دود MQ2 با آردوینو را به شما آموزش دهیم؛ پس با ما همراه باشید.

امروزه سنسورها نقش حیاتی در تأمین امنیت زندگی ما ایفا می‌کنند. به منظور تشخیص دود و آتش، معمولاً از سنسورهای مخصوص به انجام این کار بهره می‌برند. این حسگرها می‌توانند در لحظه کاملاً مناسب، اقدامات لازم برای ایمن کردن فضا را صورت دهند. به خاطر کاربردهای گسترده‌ای که سنسورها دارند، انواع مختلفی از آنها را می‌توان در بازار یافت که حسگرهای تشخیص نور، نویز، دود و . . . از جمله مهمترین موارد هستند.

یکی از حسگرهای استفاده شده در سیستم‌های ایمنی، سنسور گاز و دود ام کیو 2 است. کسانی که می‌خواهند سیستم داخلی مانیتورینگ کیفیت هوای محیط، بررسی‌کننده کیفیت تنفس و یا دستگاه تشخیص‌دهنده آتش‌سوزی بسازند، می‌توانند از این سنسور بهره ببرند.

آشنایی با نحوه کارکرد حسگر MQ2 قبل از آغاز پروژه راه اندازی سنسور گاز و دود MQ2 با آردوینو

MQ2 المان تشخیص‌دهنده‌ای دارد تا بتواند هر نوع ماده گازی موجود در هوا اعم از متان، LPG، دود، بوتان، الکل، پروپان و هیدروژن را شناسایی کند. در این حسگر، ماده تشخیص‌دهنده، پوشش توری استیل ضد زنگ دارد که در زیر آن ماده سرامیکی اکسید شده با آلومینیوم و روی قرار گرفته است.

به طور کلی شش رابط در سنسور گاز و دود MQ2 وجود دارند که دو عدد از آنها مخصوص المان‌های تشخیص گرما هستند و مابقی برای ارائه سیگنال‌های خروجی به کار می‌روند.

فرض کنیم که می‌خواهیم گاز اکسیژن را تشخیص دهیم. واقعیت آن است که در صورت گرم شدن هوا و افزایش دما، اتم‌های اکسیژن در المان تشخیص‌دهنده جذب می‌شوند.

اکسید روی دارای الکترون‌های پخش‌کننده‌ای است که به سمت اکسیژن جذب می‌گردند. بر این اساس، با تشخیص این الکترون‌ها، می‌توانیم مقدار اکسیژن جذب شده را متوجه شویم.

زمانی که گازهای کاهشی در سنسور وجود دارند، اتم‌های اکسیژن سعی می‌کنند تا با آنها ارتباط برقرار نمایند و میزان تراکم را کاهش دهند. در همین حال، جریان می‌تواند از داخل سنسور حرکت و سیگنال خروجی آنالوگ ارائه کند.

این سیگنال خروجی مقادیر ولتاژ را با داده‌هایی که ما دریافت می‌کنیم، تعمیم می‌دهد. این بدان معناست که وقتی یک گاز در هوا زیاد است، ولتاژ نیز زیاد خواهد بود.

آشنایی با حسگر ام کیو 2 قبل از آغاز پروژه راه اندازی سنسور گاز و دود MQ2 با آردوینو

ماژول MQ2 برای تشخیص نشتی گاز در خانه و کارخانه مفید است. این ماژول مقدار گاز موجود در هوا را شناسایی می‌کند. ولتاژ مورد نیاز آن 5 ولت و توان آن نیز 800 میلی‌وات خواهد بود.

با توجه به مقدار گاز موجود، این سنسور احتمال تفاوت را بررسی می‌کند. همین امر سبب تغییر مقدار مقاومت ماده داخلی سنسور می‌شود. در واقع ولتاژ خروجی، نوع گاز شناسایی شده را به ما نشان می‌دهد.

معمولاً این سنسورها در قالب مقایسه‌کننده در بازار یافت می‌شوند. این مقایسه‌گرها می‌توانند عددی را به عنوان مقدار پایه تشخیص‌دهنده گاز دریافت نمایند. پین دیجیتالی این سنسور تنها زمانی افزایش می‌یابد که مقدار گاز موجود در جو بیشتر از عدد مشخص شده می‌باشد. خودِ سنسور برای تشخیص مقدار گاز در هوا، از حالت آنالوگ بهره می‌برد.

آشنایی با ساختار حسگر MQ2 قبل از آغاز پروژه راه اندازی سنسور گاز و دود MQ2 با آردوینو

به طور کلی تمامی سنسورهای تشخیص گاز از جمله ام کیو 2 دارای ماده فلزی نیمه رسانا هستند. آنها یک المان تشخیص‌دهنده دارند که متشکل از قسمت‌های زیر است:

سرامیک لوله‌ای
چندین الکترود
سیم‌پیچ گرم‌کننده
لایه تشخیص گاز
خط الکترود

این المان تشخیص‌دهنده مسئول پردازش کردن همه پارامترهای تشخیص نوع گاز می‌باشد.

آشنایی با پین‌های سنسور MQ2 قبل از آغاز پروژه راه اندازی سنسور گاز و دود MQ2 با آردوینو

پین VCC برای تأمین نیروی بورد مقایسه‌گر سنسور به کار می‌رود و باید به پین 5 ولتی آردوینو وصل شود.
پین اتصال به زمین (GND) هم باید به پین اتصال به زمین (GND) آردوینو وصل شود.
پین D0، پین خروجی دیجیتال است که مقدار گاز تشخیص داده شده را به صورت دیجیتالی نمایش می‌دهد.
پین A0، پین خروجی آنالوگ است که از طریق آن می‌توانیم نوع گاز را با بررسی داده‌های آنالوگ تشخیص دهیم.

نحوه تنظیم حساسیت سنسور گاز و دود ام کیو 2

برای تنظیم حساسیت حسگر MQ2 به یک نوع خاصی از گاز، باید آن را در فضایی که مملو از گاز مدنظر است، قرار دهیم. حالا باید پتانسیومتر موجود را بچرخانیم تا میزان حساسیت مشخص شود.

پتانسیومتر را آن‌قدر بچرخانید تا چراغ LED روشن شود. برای افزایش حساسیت، پتانسیومتر باید در جهت عقربه‌های ساعت چرخانده شود. طبیعتاً برای کاهش حساسیت نیز می‌بایست آن را خلاف جهت عقربه‌های ساعت چرخاند.

زمانی که پتانسیومتر را می‌چرخانیم، در واقع داریم عدد پایه میزان حساسیت را مشخص می‌کنیم. مقایسه‌گر روی سنسور مدام مقدار گاز شناسایی شده را با عدد پایه مقایسه می‌کند.

زمانی که گاز شناسایی شده از عدد پایه فراتر رفت، پین دیجیتالی افزایش خواهد یافت و LED روشن خواهد شد. در این حالت، می‌بایست سنسور را کالیبره کرد. البته این کار چند دقیقه‌ای طول خواهد کشید ولی وقتی بدرستی کالیبره شد، داده‌های دقیقی به شما ارائه خواهد داد.

لوازم جانبی مورد نیاز برای پروژه راه اندازی سنسور گاز و دود MQ2 با آردوینو

سیم‌کشی مدار پروژه راه اندازی سنسور گاز و دود MQ2 با آردوینو

مطابق تصویری که می‌بینید، سنسور ام کیو 2 را به آردوینو وصل کنید.

پین VCC سنسور به پین 5 ولتی آردوینو
پین اتصال به زمین (GND) سنسور به پین اتصال به زمین (GND) آردوینو
پین دیجیتالی سنسور (D0) به پین دیجیتالی شماره 8 آردوینو
پین آنالوگ سنسور به پین آنالوگ (A0) آردوینو

کدهای پروژه راه اندازی سنسور گاز و دود MQ2 با آردوینو

پس از دانلود و نصب نرم‌افزار Arduino IDE در رایانه خود، کد زیر را در آن آپلود کنید.

				
					#define MQ2pin (0)

float sensorValue;  //variable to store sensor value

void setup()
{
  Serial.begin(9600); // sets the serial port to 9600
  Serial.println("Gas sensor warming up!");
  delay(20000); // allow the MQ-2 to warm up
}

void loop()
{
  sensorValue = analogRead(MQ2pin); // read analog input pin 0
  
  Serial.print("Sensor Value: ");
  Serial.print(sensorValue);
  
  if(sensorValue > 200)
  {
    Serial.print(" | Smoke detected!");
  }
  
  Serial.println("");
  delay(2000); // wait 2s for next reading
}

بعد از وارد کردن کدها، زمانی که نوع خاصی از گاز و دود در هوا وجود داشت، سنسور آن را تشخیص می‌دهد و مقدار آن را مانند داده‌های عددی به ما ارائه خواهد کرد.