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MQ-2 烟雾浓度传感器

创作时间:
作者:
@小白创作中心

MQ-2 烟雾浓度传感器

引用
CSDN
1.
https://blog.csdn.net/2301_77866762/article/details/144347993

MQ-2烟雾传感器是一种广泛应用于家庭和工业环境中的可燃气体检测设备。它能够检测多种可燃气体，包括液化气、丙烷和氢气等，具有灵敏度高、成本低的特点。本文将详细介绍MQ-2烟雾传感器的模块特性、工作原理以及具体的硬件连接和程序设计方法。

一、模块介绍

MQ-2烟雾传感器所使用的气敏材料是在清洁空气中电导率较低的二氧化锡(SnO2)。当烟雾传感器所处环境中存在可燃气体时，烟雾传感器的电导率随空气中可燃气体浓度的增加而增大。使用简单的电路即可将电导率的变化转换为与该烟雾传感器气体浓度相对应的输出信号。

MQ-2气体烟雾传感器对液化气、丙烷、氢气的灵敏度高，对天然气和其它可燃蒸汽的检测也很理想。这种气体传感器可检测多种可燃性气体，是一款适合多种应用的低成本烟雾传感器。

  1. 模块特性：
    MQ-2烟雾传感器在较宽的浓度范围内对可燃气体有良好的灵敏度
    对液化气、丙烷、氢气 的灵敏度较高
    长寿命、低成本
    简单的驱动电路即可
  2. 主要应用：
    家庭用气体泄漏报警器
    工业用可燃烟雾气体报警器
    便携式烟雾气体检测器
  3. 产品参数：
    型号 MQ2
    工作电压 DC5v
    工作电流 150mA
    检测浓度 300~10000ppm（可燃气体）
    尺寸 32mm×20mm×22mm
    型号 MQ2
    输出 支持开关数字信号、浓度模拟信号输出
    重量 7.4g

二、工作原理

MQ-2型烟雾传感器属于二氧化锡半导体气敏材料，属于表面离子式N型半导体。处于200~3000摄氏度时，二氧化锡表面吸附空气中的氧，形成氧的负离子吸附，使半导体中的电子密度减少，从面使其电阻值增加。当与烟雾接触时，如果晶粒间界处的势垒收到烟雾的调至面变化，就会引起表面导电率的变化。利用这一点就可以获得这种烟雾存在的信息烟雾浓度越大导电率越大，输出电阻越低，则输出的模拟信号就越大。

  1. 引脚说明：
    VCC：电源正极接口，可外接3.3~5v供电电源
    GND：电源负极接口，可外接电源负极或地线（GND）
    DO：数字信号输出接口（0和1），可外接单片机的GPIO
    AO：模拟信号输出接口，可外接单片的ADC采样通道
  2. 硬件连接：
    模块引脚 GPIO
    VCC 3.3V / 5V
    GND GND
    DO 空
    AD PA1

用杜邦线把模块的VCC和GND分别与单片机的3.3V(或5V)和GND连接；
把DO与单片机的其中一个GPIO连接；
把AD与单片机的其中一个ADC采样通道连接。
注：传感器通电后，需要先预热约60s后测量的数据才稳定。通电后传感器会出现正常的轻度发热现象，因为内部有电热丝。

  1. 烟雾检测
    当可燃气体浓度小于指定的阈值时，DO输出高电平，大于指定的阈值时则输出低电平。
  2. 阈值调节
    模块中蓝色的电位器是用于调节阀值，顺时针旋转，阈值会越大，逆时针越小。
  3. 使用AO接口
    与DO不同，AO会输出模拟信号，因此需要与单片机的ADC采样通道连接。单片机可以通过此模拟信号来获取可燃气体浓度大小。

三、程序设计

1、CubeMX配置过程

主要是配置ADC采集传感器的电压值，这里我们开启连续采集模式即可，剩下默认即可

2、程序设计

ADC 

/* USER CODE BEGIN Header */
/**
  ******************************************************************************
  * @file    adc.c
  * @brief   This file provides code for the configuration
  *          of the ADC instances.
  ******************************************************************************
  * @attention
  *
  * Copyright (c) 2024 STMicroelectronics.
  * All rights reserved.
  *
  * This software is licensed under terms that can be found in the LICENSE file
  * in the root directory of this software component.
  * If no LICENSE file comes with this software, it is provided AS-IS.
  *
  ******************************************************************************
  */
/* USER CODE END Header */
/* Includes ------------------------------------------------------------------*/
#include "adc.h"
/* USER CODE BEGIN 0 */
/* USER CODE END 0 */
ADC_HandleTypeDef hadc1;
ADC_HandleTypeDef hadc2;
/* ADC1 init function */
void MX_ADC1_Init(void)
{
  /* USER CODE BEGIN ADC1_Init 0 */
  /* USER CODE END ADC1_Init 0 */
  ADC_ChannelConfTypeDef sConfig = {0};
  /* USER CODE BEGIN ADC1_Init 1 */
  /* USER CODE END ADC1_Init 1 */
  /** Common config
  */
  hadc1.Instance = ADC1;
  hadc1.Init.ScanConvMode = ADC_SCAN_DISABLE;
  hadc1.Init.ContinuousConvMode = ENABLE;
  hadc1.Init.DiscontinuousConvMode = DISABLE;
  hadc1.Init.ExternalTrigConv = ADC_SOFTWARE_START;
  hadc1.Init.DataAlign = ADC_DATAALIGN_RIGHT;
  hadc1.Init.NbrOfConversion = 1;
  if (HAL_ADC_Init(&hadc1) != HAL_OK)
  {
    Error_Handler();
  }
  /** Configure Regular Channel
  */
  sConfig.Channel = ADC_CHANNEL_1;
  sConfig.Rank = ADC_REGULAR_RANK_1;
  sConfig.SamplingTime = ADC_SAMPLETIME_1CYCLE_5;
  if (HAL_ADC_ConfigChannel(&hadc1, &sConfig) != HAL_OK)
  {
    Error_Handler();
  }
  /* USER CODE BEGIN ADC1_Init 2 */
  /* USER CODE END ADC1_Init 2 */
}
/* ADC2 init function */
void MX_ADC2_Init(void)
{
  /* USER CODE BEGIN ADC2_Init 0 */
  /* USER CODE END ADC2_Init 0 */
  ADC_ChannelConfTypeDef sConfig = {0};
  /* USER CODE BEGIN ADC2_Init 1 */
  /* USER CODE END ADC2_Init 1 */
  /** Common config
  */
  hadc2.Instance = ADC2;
  hadc2.Init.ScanConvMode = ADC_SCAN_DISABLE;
  hadc2.Init.ContinuousConvMode = ENABLE;
  hadc2.Init.DiscontinuousConvMode = DISABLE;
  hadc2.Init.ExternalTrigConv = ADC_SOFTWARE_START;
  hadc2.Init.DataAlign = ADC_DATAALIGN_RIGHT;
  hadc2.Init.NbrOfConversion = 1;
  if (HAL_ADC_Init(&hadc2) != HAL_OK)
  {
    Error_Handler();
  }
  /** Configure Regular Channel
  */
  sConfig.Channel = ADC_CHANNEL_2;
  sConfig.Rank = ADC_REGULAR_RANK_1;
  sConfig.SamplingTime = ADC_SAMPLETIME_1CYCLE_5;
  if (HAL_ADC_ConfigChannel(&hadc2, &sConfig) != HAL_OK)
  {
    Error_Handler();
  }
  /* USER CODE BEGIN ADC2_Init 2 */
  /* USER CODE END ADC2_Init 2 */
}
void HAL_ADC_MspInit(ADC_HandleTypeDef* adcHandle)
{
  GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0};
  if(adcHandle->Instance==ADC1)
  {
  /* USER CODE BEGIN ADC1_MspInit 0 */
  /* USER CODE END ADC1_MspInit 0 */
    /* ADC1 clock enable */
    __HAL_RCC_ADC1_CLK_ENABLE();
    __HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE();
    /**ADC1 GPIO Configuration
    PA1     ------> ADC1_IN1
    */
    GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_1;
    GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_ANALOG;
    HAL_GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct);
  /* USER CODE BEGIN ADC1_MspInit 1 */
  /* USER CODE END ADC1_MspInit 1 */
  }
  else if(adcHandle->Instance==ADC2)
  {
  /* USER CODE BEGIN ADC2_MspInit 0 */
  /* USER CODE END ADC2_MspInit 0 */
    /* ADC2 clock enable */
    __HAL_RCC_ADC2_CLK_ENABLE();
    __HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE();
    /**ADC2 GPIO Configuration
    PA2     ------> ADC2_IN2
    */
    GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_2;
    GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_ANALOG;
    HAL_GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct);
  /* USER CODE BEGIN ADC2_MspInit 1 */
  /* USER CODE END ADC2_MspInit 1 */
  }
}
void HAL_ADC_MspDeInit(ADC_HandleTypeDef* adcHandle)
{
  if(adcHandle->Instance==ADC1)
  {
  /* USER CODE BEGIN ADC1_MspDeInit 0 */
  /* USER CODE END ADC1_MspDeInit 0 */
    /* Peripheral clock disable */
    __HAL_RCC_ADC1_CLK_DISABLE();
    /**ADC1 GPIO Configuration
    PA1     ------> ADC1_IN1
    */
    HAL_GPIO_DeInit(GPIOA, GPIO_PIN_1);
  /* USER CODE BEGIN ADC1_MspDeInit 1 */
  /* USER CODE END ADC1_MspDeInit 1 */
  }
  else if(adcHandle->Instance==ADC2)
  {
  /* USER CODE BEGIN ADC2_MspDeInit 0 */
  /* USER CODE END ADC2_MspDeInit 0 */
    /* Peripheral clock disable */
    __HAL_RCC_ADC2_CLK_DISABLE();
    /**ADC2 GPIO Configuration
    PA2     ------> ADC2_IN2
    */
    HAL_GPIO_DeInit(GPIOA, GPIO_PIN_2);
  /* USER CODE BEGIN ADC2_MspDeInit 1 */
  /* USER CODE END ADC2_MspDeInit 1 */
  }
}
/* USER CODE BEGIN 1 */
/* USER CODE END 1 */

控制部分
使用下面这个函数来读取ADC的电压值，通过OLED显示出来 

float adc_read(ADC_HandleTypeDef *hadc)
{
    uint16_t adc_val;
    float adc_f;
    HAL_ADC_Start(hadc);
    adc_val=HAL_ADC_GetValue(hadc);
    adc_f=adc_val*3.3f/4096.0f;   //不精准的时候可以试试4027
    return adc_f;
}
sprintf(text,"MQ2=:%f ",adc_read(&hadc1));
        OLED_ShowString(1,1,text);
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