אלקטרוניקה ומחשבים – יצחק, ברקת ושוהם כהן אתר מגמת אלקטרוניקה ומחשבים
חיישן זיהוי עשן וגז בישול – MQ2
תוכן עניינים
מדריך מפורט לשימוש בחיישן לזיהוי עשן וגז בישול – MQ2 המחובר למיקרו-בקר ארדואינו אונו, במדריך שלפניכם ניתן למצוא פירוט בשפה פשוטה:
1. מהו?
2. עיקרון פעולה.
3. כיצד לחבר לארדואינו אונו.
4. קודי הפעלה לדוגמא.
הפוסט מומלץ לכל תלמיד, סטודנט, מורה או מרצה בתחום ה- Arduino ובתחום הנחיית הפרויקטים.
הקדמה:
חיישני גז הם רכיבים שימושיים מאוד בפרויקטי אלקטרוניקה וארדואינו. הם מאפשרים לקבל מידע על ריכוז גזים באוויר ולזהות דליפות פוטנציאליות.
אחד החיישנים הנפוצים והזולים הוא החיישן MQ2, המסוגל לזהות טווח רחב של גזים דליקים כמו מתאן, בוטאן, פרופאן, מימן ועוד.
חיישן MQ2 שימושי במיוחד ליישומי בטיחות כגון זיהוי דליפות גז במטבח, בניית מערכת אזעקת עשן וכדומה.
בפוסט זה נלמד כיצד לחבר נכון את החיישן, להפעיל אותו יחד עם לוח ארדואינו ולפענח את הקריאות שלו כדי לזהות דליפות גז בזמן אמת.
מפרט טכני
☸ סוג חיישן: חיישן גז מתכת חמצנית (MQ2)
☸ גזים שמזהה: מימן, פרופאן, בוטאן, מתאן, אלכוהול, עשן ועוד
☸ טווח מדידה: בין 200 ל-10000ppm
☸ מתח הפעלה: 5V
☸ צריכת זרם: פחות מ-150mA
☸ סוג אות פלט: שינויי התנגדות חשמלית
☸ טמפרטורת הפעלה: 20- עד 50 מעלות צלזיוס
☸ זמן חימום לפני שימוש: מעל 24 שעות
☸ ממדים: גליל בקוטר 20מ"מ וגובה 15 מ"מ
עקרון פעולה של חיישן זיהוי עשן וגז בישול
חיישן MQ2 מבוסס על חומר מוליך למחצה מסוג תחמוצת מתכת (כמו SnO2). כאשר החיישן נחשף לגזים דליקים כמו מתאן, פרופן או מימן, מתרחשת תגובה כימית על פני שטח החומר שגורמת לשינוי בהתנגדות החשמלית שלו.
באופן ספציפי יותר, מולקולות הגז נקשרות לפני השטח וגורמות לשחרור אלקטרונים, מה שמוריד את ההתנגדות החשמלית. ככל שריכוז הגז גבוה יותר, כך ההתנגדות פוחתת בצורה משמעותית יותר.
על ידי מדידת המתח, הזרם וההתנגדות בין שתי נקודות על פני חומר החיישן, אפשר לחשב ולקבוע את ריכוז הגז באוויר. בעזרת ספריית העיבוד של ארדואינו ניתן לפענח נתונים אלה ולזהות מצבי סיכון.
יציאה אנלוגית (A0): היציאה האנלוגית משנה את המתח היוצא ממנה (בין 0 ל-5 וולט בד"כ) בהתאם לריכוז הגז שזוהה. ככל שיותר גז, המתח ירד יותר.אפשר לחבר את היציאה הזו ישירות לפין אנלוגי בארדואינו ולקרוא את הערך בעזרת ()analogRead. ככל שהערך החזר יותר נמוך, יש יותר גז.
יציאה דיגיטלית (D0): היציאה הדיגיטלית פועלת כאינדיקציה בינארית (כן/לא) לנוכחות גז:
אם יש זיהוי של גז בישול או עשן – היציאה תפיק ערך לוגי 0 (מתח נמוך)
אם אין זיהוי של גז בישול או עשן – היציאה תפיק ערך לוגי 1 (מתח גבוה)
מיקום החיישן:
מיקום חיישן MQ2 לזיהוי עשן:
כדי לאתר עשן ביעילות, מומלץ למקם את החיישן גבוה ככל האפשר על הקיר או התקרה. מכיוון שעשן עולה מטבעו כלפי מעלה, הצבת החיישן בנקודה גבוהה תאפשר זיהוי מוקדם יותר של עשן בחדר.
מיקום חיישן MQ2 לזיהוי דליפת גז:
לעומת זאת, לשם זיהוי דליפות גז במטבח או במעבדה מומלץ למקם את החיישן נמוך ככל האפשר, בסמוך לרצפה. מאחר וגז כבד יותר מאוויר הוא יורד מטה, ולכן הסיכוי לזהות אותו מוקדם יותר גבוה יותר בנקודה נמוכה בחדר.
תיאור הדקים
שם הרגל | פירוט |
VCC | מתח הפעלה של 5V |
GND | חיבור לאדמה |
Digital Out (DO) | פלט דיגיטאלי '1' לוגי או '0' לוגי |
Analog Out (A0) | פלט אנלוגי בין 0 ל 1023 |
תמונה של חיישן זיהוי עשן וגז בישול – MQ2
קריאת נתונים בצורה דיגיטלית
ארדואינו אונו | חיישן עשן וגז בישול |
VCC | VCC |
GND | GND |
8 | Digital Out (DO) |
קטע קוד:
int gas;
void setup()
{
//הגדרת פין 8 כקלט
pinMode(8,INPUT);
//פתיחת חיבור סדרתי להדפסה ב-9600 בוד
Serial.begin(9600);
}
void loop()
{
//קריאת ערך דיגיטלי מהחיישן
gas = digitalRead(8);
//אם יש קריאה נמוכה - זיהוי גז/עשן
if (gas == 0)
{
Serial.println("יש זיהוי של גז בישול/עשן");
}
//אם יש קריאה גבוהה - אין זיהוי גז/עשן
if (gas==1)
{
Serial.println("אין זיהוי של גז בישול/עשן");
}
}
עשן/גז בישול | מוצא החיישן דיגיטאלי |
יש זיהוי של עשן/גז בישול | 0 |
אין זיהוי של עשן/גז בישול | 1 |
קריאת נתונים בצורה אנלוגית
ארדואינו אונו | חיישן עשן וגז בישול |
VCC | VCC |
GND | GND |
A0 | Analog Out (AO) |
קטע קוד:
int sensorValue; // משתנה לאחסון ערך החיישן
void setup()
{
// פותח חיבור טורי בקצב של 9600 סיביות לשנייה
Serial.begin(9600);
// מגדיר את הפין האנלוגי A0 שמחובר לו החיישן ככניסה
pinMode(A0, INPUT);
}
void loop()
{
// קורא את הערך הנוכחי מהחיישן לתוך המשתנה
sensorValue = analogRead(A0);
// מדפיס את ערך החיישן הנוכחי לצג הטורי
Serial.println(sensorValue);
// ממתין חצי שנייה לפני הקריאה הבאה
delay(500);
}
עשן/גז בישול | מוצא החיישן אנלוגי |
יש זיהוי של עשן/גז בישול | ערך של 100 ואף נמוך יותר |
אין זיהוי של עשן/גז בישול | ערך יהיה כ-600 עד 1000 |
