цифровая электроника
вычислительная техника
встраиваемые системы

 
» » » Arduino и датчик MQ-135: измерение концентрации углекислого газа в воздухе

Arduino и датчик MQ-135: измерение концентрации углекислого газа в воздухе

Автор: Mike(admin) от 18-11-2020, 11:35

Уровень углекислого газа (двуокись углерода или CO2) в атмосфере Земли повышается день ото дня. Среднее значение CO2 в атмосфере в 2019 году составило 409,8 частей на миллион, а в октябре 2020 года – 411,29. Двуокись углерода является ключевым парниковым газом, на который приходится около трех четвертей выбросов. Таким образом, мониторинг уровня CO2 также стал приобретать все большее значение.


Arduino и датчик MQ-135

В нашем предыдущем проекте мы использовали инфракрасный датчик CO2 для измерения концентрации CO2 в воздухе. В этом проекте мы собираемся использовать датчик MQ-135 с Arduino для измерения концентрации углекислого газа. Измеренные значения концентрации CO2 будут отображаться на OLED-модуле.


Датчик газа MQ-135 – это датчик качества воздуха для обнаружения широкого спектра газов, включая NH3, NOx, спирт, бензол, дым и CO2. Датчик MQ-135 можно приобрести как в виде модуля, так и просто как датчик. В этом проекте мы используем сенсорный модуль MQ-135 для измерения концентрации CO2 в PPM. Принципиальная схема платы модуля MQ-135 приведена далее.


Принципиальная схема платы модуля MQ-135

Нагрузочный резистор RL играет очень важную роль в обеспечении работы датчика. Этот резистор изменяет свое значение сопротивления в зависимости от концентрации газа. Согласно документации на MQ-135, сопротивление нагрузочного резистора может находиться в диапазоне от 10 кОм до 47 кОм. В документации рекомендуется откалибровать детектор на концентрацию 100 ppm NH3 или 50 ppm спирта в воздухе и использовать значение сопротивления нагрузки (RL) около 20 кОм. По умолчанию на плате стоит значение этого резистора 1 кОм.


Arduino и датчик MQ-135: измерение концентрации углекислого газа в воздухе

Таким образом, чтобы измерить соответствующие значения концентрации CO2, вам необходимо заменить резистор 1 кОм на резистор 22 кОм. Полная схема подключения датчика газа MQ-135 к Arduino приведена далее.


Arduino и датчик MQ-135: измерение концентрации углекислого газа в воздухе

Схема очень проста, поскольку мы подключаем только датчик MQ-135 и модуль OLED-дисплея к Arduino Nano. Датчик газа MQ-135 и модуль OLED-дисплея питаются от +5 В. Вывод аналогового выхода датчика MQ-135 подключен к выводу A0 Arduino Nano. Поскольку модуль OLED-дисплея использует связь SPI, мы установили связь SPI между модулем OLED и Arduino Nano. После подключения оборудования в соответствии с принципиальной схемой оно должно выглядеть примерно так:


Arduino и датчик MQ-135: измерение концентрации углекислого газа в воздухе

Теперь, когда мы знаем значение RL, давайте приступим к расчету значений Ro для чистого воздуха. Здесь мы собираемся использовать MQ135.h для измерения концентрации CO2 в воздухе. Поэтому сначала загрузите библиотеку MQ-135, затем предварительно нагрейте датчик в течение 24 часов, прежде чем считывать значения Ro. После процесса предварительного нагрева используйте приведенный ниже код, чтобы прочитать значения Ro.



#include "MQ135.h"
void setup (){
Serial.begin (9600);
}
void loop() {
MQ135 gasSensor = MQ135(A0); // Attach sensor to pin A0
float rzero = gasSensor.getRZero();
Serial.println (rzero);
delay(1000);
}

Теперь, когда вы получили значения Ro, перейдите в Документы – Arduino –libraries –MQ135-master, откройте файл MQ135.h и измените значения RLOAD и RZERO.



#define RLOAD 22.0
#define RZERO 5804.99

Теперь прокрутите вниз и замените значение ATMOCO2 текущим значением CO2 в атмосфере, равным 411,29.


#define ATMOCO2 397.13

Полный код для взаимодействия датчика MQ-135 с Arduino приведен далее.



#define RLOAD 22.0
#include "MQ135.h"
#include <SPI.h>
#include <Adafruit_GFX.h>
#include <Adafruit_SSD1306.h>
#define SCREEN_WIDTH 128 
#define SCREEN_HEIGHT 64
#define OLED_MOSI   9
#define OLED_CLK   10
#define OLED_DC    11
#define OLED_CS    12
#define OLED_RESET 13
Adafruit_SSD1306 display(SCREEN_WIDTH, SCREEN_HEIGHT,
  OLED_MOSI, OLED_CLK, OLED_DC, OLED_RESET, OLED_CS);
MQ135 gasSensor = MQ135(A0);
int val;
int sensorPin = A0;
int sensorValue = 0;
void setup() {
  Serial.begin(9600);
  pinMode(sensorPin, INPUT);
  display.begin(SSD1306_SWITCHCAPVCC);
  display.clearDisplay();
  display.display();
}
void loop() {
  val = analogRead(A0);
  Serial.print ("raw = ");
  Serial.println (val);
 // float zero = gasSensor.getRZero();
 // Serial.print ("rzero: ");
  //Serial.println (zero);
  float ppm = gasSensor.getPPM();
  Serial.print ("ppm: ");
  Serial.println (ppm);
  display.setTextSize(2);
  display.setTextColor(WHITE);
  display.setCursor(18,43);
  display.println("CO2");
  display.setCursor(63,43);
  display.println("(PPM)");
  display.setTextSize(2);
  display.setCursor(28,5);
  display.println(ppm);
  display.display();
  display.clearDisplay();
  delay(2000);
}

Как только оборудование и код будут готовы, следует проверить датчик. Для этого подключите Arduino к ноутбуку, выберите плату и порт и нажмите кнопку загрузки. Затем откройте монитор последовательного порта и подождите некоторое время (процесс предварительного нагрева), после чего вы увидите окончательные данные. Значения будут отображаться на OLED-дисплее, как показано на следующем изображении.


Arduino и датчик MQ-135: измерение концентрации углекислого газа в воздухе



© digitrode.ru


Теги: Arduino, датчик газа




Уважаемый посетитель, Вы зашли на сайт как незарегистрированный пользователь.
Мы рекомендуем Вам зарегистрироваться либо войти на сайт под своим именем.

Комментарии:

Оставить комментарий