Hoy en día, los sensores juegan un papel importante en la seguridad de muchos apartamentos, casas y oficinas diferentes al detectar humo, fuego o gas y proporcionar una alarma a la persona en cuestión.Vamos a hablar sobre uno de esos sensores que se usa comúnmente en los detectores de humo y gas, a saber, el sensor de humo y gas combustible MQ-2 . No se deje engañar por el nombre, porque este sensor no solo puededetectar gas o humo, sino que también puede detectar GLP, alcohol, propano, hidrógeno, metano y monóxido de carbono.
El sensor de gas MQ2 es analógico y se utiliza en la detección de fugas de gas de equipos en los mercados de consumo y la industria.También este sensor es adecuado para la detección de gas LP, i-butano, propano, metano, alcohol, hidrógeno. Incluso tiene una alta sensibilidad y un tiempo de respuesta rápido. Finalmente la sensibilidad puede ser ajustada por un potenciómetro. Este pequeño sensor de gas detecta la presencia de gas combustible y humo en concentraciones de 300 a 10.000 ppm. Incorpora una sencilla interfaz de tensión analógica que únicamente requiere un pin de entrada analógica del microcontrolador.
Con la conexión de cinco voltios en los pines el sensor se mantiene lo suficientemente caliente para que funcione correctamente. Solo tiene que conectar 5V a cualquiera de los pines (A o B) para que el sensor emita tensión. La sensibilidad del detector se ajusta con una carga resistiva entre los pines de salida y tierra.
Conexiones para el sensor de GAS MQ2
El sensor cuenta con dos salidas de datos, una digital (DO)y otra analógica (AO). La salida digital manda una señal en estado alto cuando el sensor llega a un nivel deseado, el cual puede ser ajustado por medio del potenciometro. La salida analógica va aumentado el valor del voltaje en proporción al nivel de gas que se detecta.
VCC es el pin de la fuente de alimentación del sensor de detección de gas que se puede conectar a 5V de la fuente.
GND es el pin de tierra de la placa y debe estar conectado al pin de tierra del Arduino.
DIGITAL OUT es el pin de salida digital de la placa, la salida baja indica que no hay gas o humo en la atmósfera y la salida alta indica que hay gas o humo en la atmósfera.
ANALOG OUT es el pin de salida analógica de la placa que nos dará una señal analógica que variará entre vcc y tierra en función del nivel de gas detectado
Estructura y configuración de MQ-2 sensor de gas, el sensor compuesto por micro tubo de cerámica Al2O3, capa sensible de Dióxido de Estaño (SnO2), el electrodo de medida y el calentador se fija en una corteza hecha por el plástico y red de acero inoxidable. El calentador proporciona las condiciones de trabajo necesarias para el trabajo de componentes sensibles.
Voltaje de circuito: 5V
Voltaje de calentamiento: 5v
Resistencia de carga: puede ser ajustable
Resistencia del calentador: 33Ω ±5%
Consumo: menos de 800mW
Módulo sensor de humo y gas MQ-2: partes
En la mayoría de los proyectos de Arduino , el sensor MQ-2 se utiliza para detectar gases o humo peligrosos o inflamables y, por lo tanto, este sensor es popular entre los principiantes. Además, estos son sensores de bajo costo y fáciles de usar que cuentan con un amplio rango de detección que se puede recortar para ajustar la sensibilidad. Las partes del sensor de gas MQ-2 se proporcionan a continuación:
Al igual que todos los demás módulos de sensor básicos, este módulo de sensor de humo y gas MQ-2 tiene cuatro pines, dos de los cuales son para VCC y Gnd y los otros dos pueden generar simultáneamente datos analógicos y digitales. Para alimentar el circuito estamos usando el pin de 5V del arduino porque el rango de voltaje de operación de este módulo es de 5V con una tolerancia de ±0.1%. Como puede ver en la imagen de arriba, el módulo tiene dos LED integrados. El LED de encendido se enciende cuando se aplica energía a la placa y el LED Dout se enciende cuando se alcanza el valor de activación establecido por el potenciómetro. Esta placa también tiene un amplificador operacional comparador integrado que es responsable de convertir la señal analógica entrante del sensor de gas en una señal digital. También tenemos un Trim-pot de ajuste de sensibilidad, con el que podemos ajustar la sensibilidad del dispositivo.
Conexiones:
Si estas usando un Arduino UNO, la conexión seria como el siguiente caso, pero de cualquier manera puedes utilizar cualquier Arduino.
Para obtener los datos en partes por millón (PPM) es necesario hacer la conversión con el siguiente programa.
#define MQ1 (0) //define la entrada analogica para el sensor
#define RL_VALOR (5) //define el valor de la resistencia mde carga en kilo ohms
#define RAL (9.83) // resistencia del sensor en el aire limpio / RO, que se deriva de la tabla de la hoja de datos
#define GAS_LP (0)
String inputstring = ""; //Cadena recibida desde el PC
float LPCurve[3] = {2.3,0.21,-0.47};
float Ro = 10;
void setup(){
Serial.begin(9600); //Inicializa Serial a 9600 baudios
Serial.println("Iniciando ..."); //configuracion del sensor
Serial.print("Calibrando...n");
Ro = Calibracion(MQ1); //Calibrando el sensor. Por favor de asegurarse que el sensor se encuentre en una zona de aire limpio mientras se calibra
Serial.print("Calibracion finalizada...n");
Serial.print("Ro=");
Serial.print(Ro);
Serial.print("kohm");
Serial.print("n");
}
void loop()
{
Serial.print("LP:");
Serial.print(porcentaje_gas(lecturaMQ(MQ1)/Ro,GAS_LP) );
Serial.print( "ppm" );
Serial.print(" ");
Serial.print("n");
delay(200);
}
float calc_res(int raw_adc)
{
return ( ((float)RL_VALOR*(1023-raw_adc)/raw_adc));
}
float Calibracion(float mq_pin){
int i;
float val=0;
for (i=0;i<50;i++) { //tomar múltiples muestras
val += calc_res(analogRead(mq_pin));
delay(500);
}
val = val/50; //calcular el valor medio
val = val/RAL;
return val;
}
float lecturaMQ(int mq_pin){
int i;
float rs=0;
for (i=0;i<5;i++) {
rs += calc_res(analogRead(mq_pin));
delay(50);
}
rs = rs/5;
return rs;
}
int porcentaje_gas(float rs_ro_ratio, int gas_id){
if ( gas_id == GAS_LP ) {
return porcentaje_gas(rs_ro_ratio,LPCurve);
}
return 0;
}
int porcentaje_gas(float rs_ro_ratio, float *pcurve){
return (pow(10, (((log(rs_ro_ratio)-pcurve[1])/pcurve[2]) + pcurve[0])));
}
¿Cómo funciona el módulo sensor de gas MQ-2?
El sensor de gas MQ-2 necesita un elemento calefactor para detectar adecuadamente los vidrios combustibles, pero un elemento calefactor cerca de los gases combustibles podría ser desastroso, por lo que el sensor está fabricado con una red antiexplosión hecha de dos capas delgadas de acero inoxidable(malla). El elemento calefactor se coloca dentro de esta malla de acero inoxidable.
Esta estructura de malla también proporciona resistencia contra el polvo y otras partículas en suspensión y solo deja pasar los elementos gaseosos de la atmósfera. Si destapamos el sensor, podemos ver que el sensor está compuesto por dos elementos principales. El primero es el elemento calefactor que está hecho de alambre de nicromo y el otro es el elemento sensor que está hecho de un alambre de platino con una capa de dióxido de estaño.
Como podéis ver en la imagen superior hemos cortado la malla de acero inoxidable y la hemos colocado en el lateral del sensor. Ahora también puede ver el elemento sensor del que hemos hablado anteriormente. Los pines en forma de estrella del sensor se forman debido a la estructura del elemento sensor y calefactor real y está conectado a las seis patas del sensor. También puedes ver la base negra del sensor que está hecha con baquelita para mejorar la conductividad térmica.
Tiempo de precalentamiento para el sensor de gas MQ-2:
Cuando trabaja con este tipo de sensor de gas, se requiere un tiempo de precalentamiento o tiempo de estabilización para que este dispositivo funcione correctamente. Y si revisa la hoja de datos del dispositivo, puede ver que dice que requiere un tiempo de precalentamiento de 24 horas. Entonces, ¿esto significa que debe estar encendido durante 24 horas constantemente antes de su uso?
La respuesta obvia a esta pregunta es un gran NO. Simplemente significa que para obtener los datos de rendimiento típicos que se muestran en la hoja de datos, debe ejecutarlo constantemente durante 24 horas. Y ha sido medido después de 24 horas en su laboratorio. Por lo tanto, si desea estar dentro de las especificaciones, debe observar ese tiempo de precalentamiento de 24 horas. Dado el pequeño tamaño del sensor, es casi seguro que se alcanzará el equilibrio térmico en 30 minutos. Y probablemente tomaría solo unos minutos estar dentro de un pequeño porcentaje de los datos proporcionados por la hoja de datos.
El tiempo de precalentamiento de 24 horas solo importará si desea una medida muy precisa de la concentración de gas, y también debe tener una buena calibración de su sensor, así como algunos medios para compensar otros factores ambientales como temperatura, humedad, etc.
Muy útil este sensor. Saludos
👍👍