2024年最新MQ-2烟雾报警器_mq2烟雾传感器浓度算法,2024年最新最新整理《物联网嵌入式开发架构师面试题解析大全》
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MQ-2烟雾报警器
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200~300摄氏度时,二氧化锡吸附空气中的氧,形成氧的负离子吸附,使半导体中的电子密度减少,从而使其电阻值增加。当与烟雾接触时,如果晶粒间界处的势垒收到烟雾的调至而变化,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,烟雾的浓度越大,导电率越大,输出电阻越低,则输出的模拟信号就越大。
传感器通电后,需要预热20s左右,测量的数据才稳定,传感器发热属于正常现象,
主要芯片: LM393、ZYMQ-2气体传感器
工作电压: 直流5伏
特点:
1、具有信号输出指示。
2、双路信号输出(模拟量输出及TTL电平输出)
3、TTL输出有效信号为低电平。(当输出低电平时信号灯亮,可直接接单片机)
4、模拟量输出0~5V电压,浓度越高电压越高。
5、对液化气,天然气,城市煤气有较好的灵敏度。
6、具有长期的使用寿命和可靠的稳定性
7、快速的响应恢复特性
工作条件:

浓度计算:
1、MQ-2的计算公式
阻值R与空气中被测气体的浓度C的计算关系式log R = mlog C + n (m,n均为常数)常数n:与气体检测灵敏度有关,除了随传感器材料和气体种类不同而变化外,还会由于测量温度和激活剂的不同而发生大幅度的变化。常数m:表示随气体浓度而变数的传感器的灵敏度(也称作为气体分离率)。对于可燃性气体来说,m的值多数介于1/2至1/3之间。
2、传感器的电阻的计算
Rs=(Vc/VRL -1)*RL(3-2)
式中Vc为回路电压,VRL是传感器7脚、6脚输出的电压即U shuchu ,RL是负载电阻。更具上式即可即可算出传感器电阻Rs.
3、MQ-2烟雾传感器的输出电压计算:
根据MQ-2的工作原理(其电导率随着气体浓度的增大而增大,其电阻是电导率的倒数,所以其电阻是减小的,其特性相当于一个滑动变阻器)并且参考图MQ-2Datasheet的上的测试电路,在根据哥设计的实际电路如图3。可以得到下面的公式:Ushuchu= (R11/R1+Rs) *Vc
Vc为回路电压即电源电压,其加在MQ-2传感器的1脚、3脚之间。U shuchu是传感器4脚、6脚输出的电压,Rs为传感器的体电阻。其中若气体浓度上升,必导致Rs下降。而Rs的下降则会导致,MQ-2的4脚、6脚对地输出的电压增大。所以气体浓度增大,其输出的电压也会增大。
比较器电路图

工作原理:MQ-2的4脚输出随烟雾浓度变化的直流信号,被加到比较器U1A的2脚,Rp构成比较器的门槛电压。当烟雾浓度较高输出电压高于门槛电压时,比较器输出低电平(0v),此时LED亮报警;当浓度降低传感器的输出电压低于门槛电压时,比较器翻转输出高电平(Vcc),LED熄灭。
调节Rp,可以调节比较器的门槛电压,从而调节报警输出的灵敏度。
R1串入传感器的加热回路,可以保护加热丝免受冷上电时的冲击
ADC电路图:

工作原理:MQ-2传感器的4脚、6脚的电压为输出信号,Rs为传感器的本体电阻。其中若气体浓度上升,必导致Rs下降。而Rs的下降则会导致MQ-2的4脚、6脚对地输出的电压增大。所以气体浓度增大,其输出的电压也会增大,最终通过ADC0809转换后数值增大。
程序设计
void main()
{


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