發布日期：2022-10-09 點擊率：140
特點
廣泛的探測范圍
高靈敏度／快速響應恢復
優異的穩定性／壽命長
簡單的驅動電路
應用可用于家庭和工廠的氣體泄漏監測裝置， 適宜于液化氣、丁烷、丙烷、甲烷、酒精、氫氣、煙霧等的探測。
MQ-2 氣敏元件的結構和外形如圖 1 所示（結構 A or B）， 由微型 AL2O3 陶瓷管、SnO2 敏感層，測量電極和加熱器構成的敏感元件固定在塑料或不銹鋼制成的腔體內，加熱器為氣敏元件提供了必要的工作條件。封裝好的氣敏元件有６只針狀管腳，其中４個用于信號取出，２個用于提供加熱電流。A-A 和 B-B 管腳在電路中是短接的。
概述：MQ-2是一種體電阻控制型的氣敏器件，其阻值隨被測氣體的濃度（成分）而變化。氣敏器件又是一種“氣——電”傳感器件，它將被測氣體的濃度（成分）信號轉變成相應的電信號。
MQ-2實物外觀圖
MQ-2參數：
氣敏器件種類很多，附表列出了部分氣敏器件的主要參數，其外形、引腳及符號都是一樣的，不同的是原材料和工藝條件不一樣。
氣敏器件阻值與氣體濃度之間一般為非線性關系，但在濃度域的氣體檢測時可近似認為是線性的，如下圖所示。因此，在一定的濃度范圍內（通常取氣體爆炸下限濃度的1／4～1／10）的檢測是有效的，它不適合于儀表之類精確濃度的測定。
氣敏器件一般都是在加熱條件下工作，但工作溫度不宜太高（一般不要超過35℃），_否則會造成性能衰減，降低氣敏靈敏度。器件放置一段時間后，再通電使用時，阻值是先下降，然后又上升，通電大約10分鐘后（叫初期穩定時間），才能穩定到與氣氛狀態相應的阻值。為了避免通電開始時的誤報動作，應特別注意要設置十幾分鐘的延遲電路。器件的響應時間約為10秒，恢復時間約為30秒～60秒。使用氣敏器件，要避免油浸或油垢污染，更不要將氣敏器件長時間放在腐蝕氣體中。長時間使用時，要有防止灰塵堵塞不銹鋼網的措施。
下圖是氣敏傳感器的基本工作電路圖，它是一個惠斯登電橋，當空氣中某種可燃氣體的濃度超過某值時，電橋電路失去平衡，有電壓輸出，起到檢測作用。一般氣敏器件很難消除環境溫度的影響，通常在電路中加入熱敏電阻進行溫度補償。
下圖是一個簡單易行的可燃氣體報警電路。MQ-N是半導體氣敏器什，它將可燃氣體轉變成控制信號輸出。在其6個引腳中，f-f是加熱電極，通電后使氣敏傳感器內部保持一定的溫度。當有可燃氣體與它接觸時，其A-B兩端導電率就會改變，如果負載等相關條件確定時，隨可燃氣體的成分及濃度的不同，則負載兩端的變化亦是不同的。當可燃氣體濃度越大時，負載兩端電壓的變化亦越大，而且不同種類的可燃氣體其電壓變化大小亦是不同的（管道煤氣的主要化學成分是氫氣H2、甲烷CH4，罐裝液化石油氣的主要化學成分是丙烷C3H8和丁烷C4H10）。IC1是555時基電路，接成觸發器形式。當有可燃氣體在傳感器周圍存在時，AB兩端的電壓就會發生變化，從而使555電路發生翻轉，⑧腳的輸出電壓就會發生變化，使繼電器動作，并通過其觸點啟動由IC2報警電路發出報警聲。
由于采用的是旁熱式的氣敏器件，所以采用兩組電源，5V電源供給傳感器加熱極和報警電路，12V電源是供給傳感器AB兩端和IC1電路的。RP是傳感器靈敏度調節電位器，最好選用多圈電位器，可以比較精確的調整靈敏度。本電路在初次安裝時會產生誤報動作，待傳感器達到穩定值時電路才可正常使用。
MQ-2氣體傳感器所使用的氣敏材料是在清潔空氣中電導率較低的二氧化錫(SnO2)。當傳感器所處環境中
存在可燃氣體時，傳感器的電導率隨空氣中可燃氣體濃度的增加而增大。使用簡單的電路即可將電導率的
變化轉換為與該氣體濃度相對應的輸出信號。
MQ-2氣體傳感器對液化氣、丙烷、氫氣的靈敏度高，對天然氣和其它可燃蒸汽的檢測也很理想。這種傳
感器可檢測多種可燃性氣體，是一款適合多種應用的低成本傳感器
傳感器電路板如圖所示
電位計用于設置TTL電平輸出端的閾值,當傳感器感應到的煙霧濃度大于該閾值時,TTL輸出低電平,平時為高電平,模塊電路圖如下所示
U1A是一個比較器,RP電阻越大,閾值越低,也就是說,順時針調節電阻器,閾值降低,逆時針調節,閾值升高,AOUT輸出的是模擬值,0-VCC
注意該傳感器使用之前需要20s的預熱時間
MQ12的驅動有兩種,一是檢測IO口,二是檢測AD口的電壓,電平檢測就不用說了,說下AD檢測
//初始化ADC
//這里我們僅以規則通道為例
//我們默認將開啟通道0~3
void Adc_Init(void)
{
ADC_InitTypeDef ADC_InitStructure;
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA |RCC_APB2Periph_ADC1 , ENABLE ); //使能ADC1通道時鐘
RCC_ADCCLKConfig(RCC_PCLK2_Div6); //設置ADC分頻因子6 72M/6=12,ADC最大時間不能超過14M
//PA1 作為模擬通道輸入引腳
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin =GPIO_Pin_1;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode =GPIO_Mode_AIN; //模擬輸入引腳
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
ADC_DeInit(ADC1); //復位ADC1,將外設 ADC1
的全部寄存器重設為缺省值
ADC_InitStructure.ADC_Mode =ADC_Mode_Independent; //ADC工作模式:ADC1和ADC2工作在獨立模式
ADC_InitStructure.ADC_ScanConvMode =DISABLE; //模數轉換工作在單通道模式
ADC_InitStructure.ADC_ContinuousConvMode =DISABLE; //模數轉換工作在單次轉換模式
ADC_InitStructure.ADC_ExternalTrigConv =ADC_ExternalTrigConv_None; //轉換由軟件而不是外部觸發啟動
ADC_InitStructure.ADC_DataAlign =ADC_DataAlign_Right; //ADC數據右對齊
ADC_InitStructure.ADC_NbrOfChannel =1; //順序進行規則轉換的ADC通道的數目
ADC_Init(ADC1, &ADC_InitStructure); //根據ADC_InitStruct中指定的參數初始化外設ADCx的寄存器
ADC_Cmd(ADC1, ENABLE); //使能指定的ADC1
ADC_ResetCalibration(ADC1); //使能復位校準
while(ADC_GetResetCalibrationStatus(ADC1)); //等待復位校準結束
ADC_StartCalibration(ADC1); //開啟AD校準
while(ADC_GetCalibrationStatus(ADC1)); //等待校準結束
// ADC_SoftwareStartConvCmd(ADC1, ENABLE); //使能指定的ADC1的軟件轉換啟動功能
}
//獲得ADC值
//ch:通道值 0~3
u16 Get_Adc(u8 ch)
{
//設置指定ADC的規則組通道，一個序列，采樣時間
ADC_RegularChannelConfig(ADC1, ch, 1, ADC_SampleTime_239Cycles5 ); //ADC1,ADC通道,采樣時間為239.5周期
ADC_SoftwareStartConvCmd(ADC1, ENABLE); //使能指定的ADC1的軟件轉換啟動功能
while(!ADC_GetFlagStatus(ADC1, ADC_FLAG_EOC ));//等待轉換結束
return ADC_GetConversionValue(ADC1); //返回最近一次ADC1規則組的轉換結果
}
u16 Get_Adc_Average(u8 ch,u8 times)
{
u32 temp_val=0;
u8 t;
for(t=0;t<times;t++) {="" temp_val+="Get_Adc(ch);" delayms(5);="" }="" return="" temp_val="" times;="" void="" mq2init(void)="" adc_init();="" 直接返回adc的值="" u16="" getmq2singlevalue(void)="" get_adc(adc_channel_1);="" 多次獲取平均值="" getmq2averagevalue(u8="" times)="" get_adc_average(adc_channel_1,times);="" #ifndef="" __mq2_h="" #define="" #include="" "stm32f10x.h"="" "adc.h"="" 初始化="" mq2init(void);="" 獲取mq2的值="" getmq2singlevalue(void);="" times);="" 使用pa1作為adc通道轉換，可以使用其他值="" #endif="" 獲取到adc值之后通過與系統預設值進行比對就可以進行煙霧報警了=""
一、MQ-2煙霧傳感器簡介
MQ-2常用于家庭和工廠的氣體泄漏監測裝置，適宜于液化氣、苯、烷、酒精、氫氣、煙霧等的探測。故因此，MQ-2可以準確來說是一個多種氣體探測器。
MQ-2的探測范圍極其的廣泛。它的優點：靈敏度高、響應快、穩定性好、壽命長、驅動電路簡單。
二、MQ-2的工作原理
MQ-2型煙霧傳感器屬于二氧化錫半導體氣敏材料，屬于表面離子式N型半導體。處于200~300攝氏度時，二氧化錫吸附空氣中的氧，形成氧的負離子吸附，使半導體中的電子密度減少，從而使其電阻值增加。當與煙霧接觸時，如果晶粒間界處的勢壘收到煙霧的調至而變化，就會引起表面導電率的變化。利用這一點就可以獲得這種煙霧存在的信息，煙霧的濃度越大，導電率越大，輸出電阻越低，則輸出的模擬信號就越大。
三、MQ-2的特性
1、MQ-2型傳感器對天然氣、液化石油氣等煙霧有很高的靈敏度，尤其對烷類煙霧更為敏感，具有良好的抗干擾性，可準確排除有刺激性非可燃性煙霧的干擾信息。
2、MQ-2型傳感器具有良好的重復性和長期的穩定性。初始穩定，響應時間短，長時間工作性能好。需要注意的是：在使用之前必須加熱一段時間，否則其輸出的電阻和電壓不準確。
3、其檢測可燃氣體與煙霧的范圍是100~ppm
(ppm為體積濃度。 1ppm=1立方厘米/1立方米)
4.電路設計電壓范圍寬，24V以下均可，加熱電壓5±0.2V
注意：。如果加熱電壓過高，會導致輸入電流過大，將內部的信號線熔斷，從而器件報廢。
四、MQ-2應用電路
MQ-2常用的電路有兩種，一種使用采用比較器電路監控，另一種為ADC電路檢測。
1.比較器電路
MQ-2的4腳輸出隨煙霧濃度變化的直流信號，被加到比較器U1A的2腳，Rp構成比較器的門檻電壓。當煙霧濃度較高輸出電壓高于門檻電壓時，比較器輸出低電平（0v），此時LED亮報警；當濃度降低傳感器的輸出電壓低于門檻電壓時，比較器翻轉輸出高電平（Vcc），LED熄滅。調節Rp，可以調節比較器的門檻電壓，從而調節報警輸出的靈敏度。
R1串入傳感器的加熱回路，可以保護加熱絲免受冷上電時的沖擊。
2.ADC轉換電路
MQ-2傳感器另外一個采集方法為AD信號采集，即將電壓信號轉化為數字信號，進而轉化為精確的煙霧濃度值。
MQ-2傳感器的4腳、6腳的電壓為輸出信號，Rs為傳感器的本體電阻。其中若氣體濃度上升，必導致Rs下降。而Rs的下降則會導致MQ-2的4腳、6腳對地輸出的電壓增大。所以氣體濃度增大，其輸出的電壓也會增大，最終通過ADC0832轉換后數值增大。
五．控制程序
1.因為比較器電路處理的檢測信號只有高和低兩種狀態；當濃度低于閾值時，信號為高電平；濃度高于閾值時，信號為低電平。所以單片機只需要將引腳配置為輸入模式，監控該信號的高低電平即可。
2.AD信號采集程序
實現對MQ-2煙霧濃度的采集，只需實現ADC0832采集函數便可完成信號的采集。但通過ADC0832采集到的信號只為原始信號，要轉換為實際的煙霧濃度，還需要根據MQ-2的特性進行校正和公式轉換，最終得到實際的濃度值。
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