TITLE: ESP32 C3 Super Mini - MQ3-Alkoholsensor
Dieses Tutorial zeigt Ihnen, wie Sie den ESP32 C3 Super Mini mit einem MQ3-Alkoholsensor verwenden, um Ethanol- und Alkoholdampf in der Luft zu erkennen. Perfekt für den Bau von DIY-Alkoholtester-Projekten und Alkoholerkennungssystemen!
In diesem Tutorial lernen Sie:
- Was der MQ3-Alkoholsensor ist und wie er Alkoholdampf erkennt
- Wie Sie das MQ3-Sensormodul mit dem ESP32 C3 Super Mini verdrahten
- Wie Sie den ESP32 C3 Super Mini programmieren, um Daten zur Alkoholkonzentration zu lesen
- Wie Sie den Sensor für genaue Alkoholtester-Messwerte kalibrieren
- Wie Sie schwellenwertbasierte Alkoholerkennungssysteme bauen
Erforderliche Hardware
| 1 | × | ESP32 C3 Super Mini | |
| 1 | × | USB-Kabel Typ-A zu Typ-C (für USB-A PC) | |
| 1 | × | USB-Kabel Typ-C zu Typ-C (für USB-C PC) | |
| 1 | × | MQ3 Alcohol Sensor | |
| 1 | × | Breadboard | |
| 1 | × | Verbindungskabel |
Oder Sie können die folgenden Kits kaufen:
| 1 | × | DIYables Sensor-Kit (18 Sensoren/Displays) |
Offenlegung: Einige der in diesem Abschnitt bereitgestellten Links sind Amazon-Affiliate-Links. Wir können eine Provision für Käufe erhalten, die über diese Links getätigt werden, ohne zusätzliche Kosten für Sie. Wir schätzen Ihre Unterstützung.
Überblick über MQ3 Alcohol Sensor
Der MQ3 ist ein Gassensor, der Alkoholdampf und Ethanol erkennt, indem er Widerstandsänderungen in seinem Sensorelement misst.
- Betriebsspannung: 5V DC
- Erfassungsbereich: 25-500 ppm (parts per million)
- Lastwiderstand: 200 KΩ
- Heizwiderstand: 33Ω ± 5%
- Heizleistung: < 800mW
- Sensorwiderstand: 1 MΩ – 8 MΩ
- Vorheizzeit: 24-48 Stunden bei der ersten Verwendung, 5-10 Minuten bei späteren Verwendungen
- Ausgangsarten: Sowohl digitaler (DO) als auch analoger (AO) Ausgang
- Sensortyp: Metalloxid-Halbleiter (MOS) Chemiresistor
- Sensormaterial: Zinndioxid (SnO2) auf Keramiksubstrat
- Perfekt für: DIY-Alkoholtester, Alkoholdampf-Alarme, Luftqualitätsmonitore, Detektoren für Trunkenheit am Steuer
Das MQ3-Alkoholsensormodul verwendet einen beheizten Metalloxid-Halbleiter, um Alkoholmoleküle in der Luft zu erkennen. Wenn Alkoholdampf die Sensoroberfläche berührt, ändert sich der elektrische Widerstand, den der ESP32 C3 Super Mini messen kann.
Pinbelegung
Das MQ3-Alkoholsensormodul hat vier Pins für den einfachen Anschluss an Ihren ESP32 C3 Super Mini:
- VCC-Pin: Stromversorgungspin – mit 5V verbinden
- GND-Pin: Massepin – mit GND (0V) verbinden
- DO-Pin: Digitaler Ausgangspin – gibt je nach Schwellenwerteinstellung HIGH oder LOW aus
- AO-Pin: Analoger Ausgangspin – gibt eine zur Alkoholkonzentration proportionale Spannung aus
Das Modul verfügt außerdem über zwei LED-Anzeigen:
- PWR-LED: Betriebsanzeige – leuchtet, wenn das Modul mit Strom versorgt wird
- DO-LED: Erkennungsanzeige – leuchtet, wenn Alkohol oberhalb des Schwellenwerts erkannt wird
Wie es funktioniert
Der MQ3-Sensor erkennt Alkohol durch Widerstandsänderungen in seinem Halbleitermaterial aus Zinndioxid (SnO2):
Betrieb in sauberer Luft:
- Sauerstoffmoleküle haften beim Erhitzen an der SnO2-Oberfläche
- Eingefangene Elektronen erzeugen einen hohen elektrischen Widerstand
- Der Sensor gibt am analogen Pin eine niedrige Spannung aus
Erkennung von Alkoholdampf:
- Alkoholmoleküle reagieren mit dem Sauerstoff an der Oberfläche
- Eingefangene Elektronen werden wieder in das Material freigesetzt
- Der elektrische Widerstand sinkt deutlich
- Der Sensor gibt am analogen Pin eine höhere Spannung aus
- Mehr Alkohol = geringerer Widerstand = höhere Ausgangsspannung
Digitaler Ausgang (DO-Pin):
- Verwenden Sie das Potentiometer auf der Platine, um den Erkennungsschwellenwert einzustellen
- Der DO-Pin geht auf LOW, wenn der Alkohol den Schwellenwert überschreitet (LED geht AN)
- Der DO-Pin bleibt HIGH, wenn der Alkohol unter dem Schwellenwert liegt (LED bleibt AUS)
- Perfekt für eine einfache Ja/Nein-Alkoholerkennung
Analoger Ausgang (AO-Pin):
- Liefert einen kontinuierlichen Spannungswert von 0-4095 (ESP32-ADC-Bereich)
- Höhere Spannung = mehr Alkoholdampf erkannt
- Niedrigere Spannung = weniger Alkoholdampf
- Ideal zur Messung der tatsächlichen Konzentrationswerte
- Nicht von der Potentiometereinstellung beeinflusst
Aufwärmen und Kalibrierung
Vorheizanforderungen
Der MQ3-Alkoholsensor muss vor genauen Messungen richtig aufgeheizt werden:
- Erste Verwendung oder nach mehr als 30 Tagen Lagerung: 24-48 Stunden lang ununterbrochen heizen, um die Sensormesswerte zu stabilisieren
- Regelmäßige Verwendung: Vor den Messungen 5-10 Minuten aufwärmen
- Während des Aufwärmens: Die anfänglichen Messwerte können höher als normal sein, stabilisieren sich aber schnell
- So wärmen Sie auf: Verbinden Sie einfach VCC mit 5V und GND mit Masse über USB-Stromversorgung oder eine externe Versorgung
Ihre Schwellenwerte ermitteln
Jeder MQ3-Sensor ist etwas anders, daher ist die Kalibrierung für Alkoholtester-Projekte unerlässlich:
- Basistest in sauberer Luft:
- Betreiben Sie den Sensor an frischer Luft ohne vorhandenen Alkohol
- Notieren Sie den Analogwert (typischerweise 100-150)
- Dies ist Ihr „nüchterner" Basiswert
- Alkoholdampftest:
- Halten Sie Isopropylalkohol oder Handdesinfektionsmittel in die Nähe des Sensors (ohne ihn zu berühren)
- Lassen Sie den Dampf das Sensorelement erreichen
- Notieren Sie die höheren Messwerte (typischerweise 400-900, je nach Dampfkonzentration)
- Damit legen Sie Ihren „Erkennungsbereich" fest
- Erkennungszonen festlegen:
- Nüchterner Bereich: Unter Basiswert + 20 (Beispiel: Messwerte < 120)
- Mittlerer Bereich: Mittlere Messwerte (Beispiel: 120-400)
- Hoher Bereich: Über dem mittleren Schwellenwert (Beispiel: > 400)
- Wichtige Hinweise: Einzelne Sensoren unterscheiden sich, Umgebungsbedingungen beeinflussen die Messwerte, kalibrieren Sie Ihren Sensor immer vor dem echten Einsatz
Den digitalen Schwellenwert einstellen
Stellen Sie das Potentiometer auf der Platine ein, um festzulegen, wann der DO-Pin auslöst:
- Setzen Sie den Sensor Alkoholdampf aus (verwenden Sie Handdesinfektionsmittel oder Reinigungsalkohol)
- Drehen Sie das Potentiometer im Uhrzeigersinn, bis die DO-LED aufleuchtet
- Drehen Sie langsam gegen den Uhrzeigersinn, bis die LED gerade erlischt
- Der digitale Schwellenwert ist nun auf Ihre gewünschte Empfindlichkeit kalibriert
- Testen Sie, indem Sie den Sensor erneut Alkoholdampf aussetzen – die LED sollte zuverlässig aufleuchten
Verdrahtungsdiagramm
Das MQ3-Sensormodul lässt sich einfach über den digitalen und analogen Ausgang mit dem ESP32 C3 Super Mini verbinden.
- Hinweis: Der MQ3-Sensor benötigt für eine ordnungsgemäße Beheizung eine 5V-Stromversorgung. Verbinden Sie VCC mit dem 5V-Pin, nicht mit 3,3V.
Dieses Bild wurde mit Fritzing erstellt. Klicken Sie, um das Bild zu vergrößern.
| MQ3-Alkoholsensor | ESP32 C3 Super Mini |
|---|---|
| VCC | 5V |
| GND | GND |
| DO | D7 |
| AO | A5 |
ESP32 C3 Super Mini Code - Digitalen Ausgang lesen
Dieser Code liest den digitalen Ausgang des MQ3-Sensors, um das Vorhandensein von Alkohol zu erkennen:
- Prüft den Status des DO-Pins jede Sekunde
- Gibt den Erkennungsstatus im Seriellen Monitor aus
- Verwendet den über das Potentiometer auf der Platine eingestellten Schwellenwert
- Einfache Ja/Nein-Alkoholerkennung
/*
* Dieser ESP32 C3 Super Mini Code wurde von newbiely.de entwickelt
* Dieser ESP32 C3 Super Mini Code wird der Öffentlichkeit ohne jegliche Einschränkung zur Verfügung gestellt.
* Für vollständige Anleitungen und Schaltpläne besuchen Sie bitte:
* https://newbiely.de/tutorials/esp32-c3/esp32-c3-super-mini-mq3-alcohol-sensor
*/
#define PIN_DO 7 // The Arduino Nano ESP32's pin connected to the DO pin of the MQ3 sensor
void setup() {
// Initialize serial communication
Serial.begin(115200);
// Initialize the Arduino Nano ESP32's pin as an input
pinMode(PIN_DO, INPUT);
// Warm-up message
Serial.println("Warming up the MQ3 sensor");
delay(20000); // 20 seconds warm-up time for recently used sensor
}
void loop() {
int gasState = digitalRead(PIN_DO);
if (gasState == HIGH) {
Serial.println("Alcohol is NOT detected");
} else {
Serial.println("Alcohol is detected");
}
delay(1000);
}
Schnelle Schritte
- Neu beim ESP32 C3 Super Mini? Absolvieren Sie zuerst unser Tutorial Erste Schritte mit dem ESP32 C3 Mini, um Ihre Entwicklungsumgebung einzurichten.
- Arduino IDE öffnen: Starten Sie die Arduino IDE auf Ihrem Computer
- Code kopieren: Kopieren Sie den obigen Code und fügen Sie ihn in die Arduino IDE ein
- Board auswählen: Wählen Sie ESP32 C3 Super Mini im Menü Werkzeuge > Board
- Port auswählen: Wählen Sie den richtigen COM-Port im Menü Werkzeuge > Port
- Code hochladen: Klicken Sie auf die Schaltfläche Hochladen, um Ihren ESP32 C3 Super Mini zu programmieren
- Seriellen Monitor öffnen: Klicken Sie auf das Symbol des Seriellen Monitors (oben rechts) oder drücken Sie Strg+Umschalt+M
- Baudrate einstellen: Wählen Sie im Dropdown-Menü des Seriellen Monitors 115200 Baud
- Mit Alkohol testen: Bringen Sie Handdesinfektionsmittel oder Reinigungsalkohol in die Nähe des MQ3-Sensors
- Ergebnisse ansehen: Beobachten Sie, wie sich der Erkennungsstatus im Seriellen Monitor ändert
- Empfindlichkeit anpassen: Wenn die LED immer an oder immer aus bleibt, drehen Sie das Potentiometer, um den Schwellenwert anzupassen
- Profi-Tipp: Verwenden Sie einen mit Isopropylalkohol getränkten Wattebausch für gleichmäßige Tests, ohne den Sensor zu berühren.
8
Serial.println("Hello World!");
Message (Enter to send message to 'ESP32C3 Dev Module' on 'COM15')
New Line
9600 baud
Alcohol is NOT detected
Alcohol is NOT detected
Alcohol is NOT detected
Alcohol is detected
Alcohol is detected
Alcohol is detected
Alcohol is detected
Alcohol is NOT detected
Alcohol is NOT detected
ESP32 C3 Super Mini Code - Analogen Ausgang lesen
Dieser Code liest analoge Spannungswerte vom MQ3-Sensor, um die Alkoholkonzentration zu messen:
- Liest jede Sekunde den Analogwert vom AO-Pin
- Zeigt die rohen ADC-Werte (Bereich 0-4095)
- Höhere Werte zeigen mehr Alkoholdampf an
- Zeigt die Messwerte im Seriellen Monitor an
/*
* Dieser ESP32 C3 Super Mini Code wurde von newbiely.de entwickelt
* Dieser ESP32 C3 Super Mini Code wird der Öffentlichkeit ohne jegliche Einschränkung zur Verfügung gestellt.
* Für vollständige Anleitungen und Schaltpläne besuchen Sie bitte:
* https://newbiely.de/tutorials/esp32-c3/esp32-c3-super-mini-mq3-alcohol-sensor
*/
#define PIN_AO A5 // The Arduino Nano ESP32's pin connected to the AO pin of the MQ3 sensor
void setup() {
// Initialize serial communication
Serial.begin(115200);
// Set the ADC attenuation to 11 dB (up to ~3.3V input)
analogSetAttenuation(ADC_11db);
// Warm-up message
Serial.println("Warming up the MQ3 sensor");
delay(20000); // 20 seconds warm-up time for recently used sensor
}
void loop() {
int gasValue = analogRead(PIN_AO);
Serial.print("MQ3 sensor AO value: ");
Serial.println(gasValue);
delay(1000);
}
Schnelle Schritte
- Neu beim ESP32 C3 Super Mini? Absolvieren Sie zuerst unser Tutorial Erste Schritte mit dem ESP32 C3 Mini, um Ihre Entwicklungsumgebung einzurichten.
- Code kopieren: Fügen Sie den obigen Code in die Arduino IDE ein
- Auf das Board hochladen: Klicken Sie auf die Schaltfläche Hochladen, um den ESP32 C3 Super Mini zu programmieren
- Seriellen Monitor öffnen: Stellen Sie die Baudrate auf 115200 ein
- Basiswert notieren: Beobachten Sie den Messwert in sauberer Luft (typischerweise 100-150)
- Mit Alkohol testen: Bringen Sie Dampf von Handdesinfektionsmittel oder Reinigungsalkohol in die Nähe des Sensors
- Ansteigende Werte beobachten: Die Messwerte steigen deutlich an, wenn Alkohol erkannt wird
- Werte notieren: Notieren Sie den Bereich für die Kalibrierung
- Profi-Tipp: Schreiben Sie Ihren Basiswert in sauberer Luft und die Messwerte bei Alkoholdampf auf, um genaue Schwellenwerte für Alkoholtester-Projekte zu berechnen.
8
Serial.println("Hello World!");
Message (Enter to send message to 'ESP32C3 Dev Module' on 'COM15')
New Line
9600 baud
MQ3 sensor AO value: 120
MQ3 sensor AO value: 125
MQ3 sensor AO value: 128
MQ3 sensor AO value: 450
MQ3 sensor AO value: 620
MQ3 sensor AO value: 850
MQ3 sensor AO value: 920
MQ3 sensor AO value: 980
MQ3 sensor AO value: 950
MQ3 sensor AO value: 680
MQ3 sensor AO value: 420
MQ3 sensor AO value: 245
MQ3 sensor AO value: 135
ESP32 C3 Super Mini Code - Alkoholtester mit Schwellenwerterkennung
Dieser Code erstellt einen einfachen Alkoholtester, indem er analoge Messwerte anhand kalibrierter Schwellenwerte auswertet:
- Liest analoge Werte der Alkoholkonzentration
- Vergleicht die Messwerte mit kalibrierten Schwellenwerten
- Klassifiziert Nüchternheitsstufen (Nüchtern, Getrunken, Betrunken)
- Zeigt Status und Sensorwert im Seriellen Monitor an
- Aktualisiert die Messwerte jede Sekunde
/*
* Dieser ESP32 C3 Super Mini Code wurde von newbiely.de entwickelt
* Dieser ESP32 C3 Super Mini Code wird der Öffentlichkeit ohne jegliche Einschränkung zur Verfügung gestellt.
* Für vollständige Anleitungen und Schaltpläne besuchen Sie bitte:
* https://newbiely.de/tutorials/esp32-c3/esp32-c3-super-mini-mq3-alcohol-sensor
*/
#define PIN_AO A5 // The Arduino Nano ESP32's pin connected to the AO pin of the MQ3 sensor
// Threshold values - REPLACE THESE with your calibrated values!
// Run calibration first to find these values for your sensor
#define SOBER_THRESHOLD 120 // Below this = sober
#define DRUNK_THRESHOLD 400 // Above this = drunk, between = drinking but within limits
void setup() {
// Initialize serial communication
Serial.begin(115200);
// Set the ADC attenuation to 11 dB (up to ~3.3V input)
analogSetAttenuation(ADC_11db);
// Warm-up message
Serial.println("MQ3 Alcohol Sensor - Breathalyzer");
Serial.println("Warming up sensor...");
delay(20000); // 20 second warm-up for recently used sensor
Serial.println("Sensor ready!");
Serial.println();
}
void loop() {
int gasLevel = analogRead(PIN_AO); // Read the analog value from sensor
// Print sensor value
Serial.print("Sensor Value: ");
Serial.print(gasLevel);
Serial.print(" | Status: ");
// Determine status based on thresholds
if (gasLevel < SOBER_THRESHOLD) {
Serial.println("Stone Cold Sober");
}
else if (gasLevel >= SOBER_THRESHOLD && gasLevel < DRUNK_THRESHOLD) {
Serial.println("Drinking but within limits");
}
else {
Serial.println("DRUNK");
}
delay(1000); // Wait 1 second between readings
}
Schnelle Schritte
- Neu beim ESP32 C3 Super Mini? Absolvieren Sie zuerst unser Tutorial Erste Schritte mit dem ESP32 C3 Mini, um Ihre Entwicklungsumgebung einzurichten.
- Zuerst kalibrieren: Führen Sie den Code zum Lesen des Analogwerts aus, um den Basiswert und die Alkoholerkennungswerte Ihres Sensors zu ermitteln
- Schwellenwerte aktualisieren: Ersetzen Sie SOBER_THRESHOLD und DRUNK_THRESHOLD durch Ihre kalibrierten Werte
- Beispielkalibrierung: Wenn Ihre saubere Luft 130 und Alkoholdampf 500+ ergibt, verwenden Sie SOBER_THRESHOLD = 150 und DRUNK_THRESHOLD = 400
- Code hochladen: Klicken Sie auf die Schaltfläche Hochladen, um den ESP32 C3 Super Mini zu programmieren
- Seriellen Monitor öffnen: Stellen Sie die Baudrate auf 115200 ein
- System testen: Atmen Sie zuerst normal in die Nähe des Sensors (sollte „Stone Cold Sober" anzeigen)
- Mit Alkohol testen: Verwenden Sie Dampf von Handdesinfektionsmittel oder Isopropylalkohol, um alkoholhaltigen Atem zu simulieren
- Statusänderungen beobachten: Beobachten Sie, wie das System verschiedene Konzentrationsstufen klassifiziert
- Profi-Tipp: Für genauere Messwerte warten Sie nach jedem Test 30 Sekunden, damit der Sensor vor dem nächsten Test zum Basiswert zurückkehren kann.
8
Serial.println("Hello World!");
Message (Enter to send message to 'ESP32C3 Dev Module' on 'COM15')
New Line
9600 baud
Sensor Value: 115 | Status: Stone Cold Sober
Sensor Value: 118 | Status: Stone Cold Sober
Sensor Value: 122 | Status: Stone Cold Sober
Sensor Value: 350 | Status: Drinking but within limits
Sensor Value: 420 | Status: Drinking but within limits
Sensor Value: 480 | Status: DRUNK
Sensor Value: 520 | Status: DRUNK
Sensor Value: 495 | Status: DRUNK
Sensor Value: 380 | Status: Drinking but within limits
Sensor Value: 290 | Status: Drinking but within limits
Sensor Value: 165 | Status: Stone Cold Sober
Sensor Value: 125 | Status: Stone Cold Sober
Nur für Bildungszwecke: Dies ist ausschließlich ein Lernprojekt, um etwas über Gassensoren und den ESP32 C3 Super Mini zu lernen. Verwenden Sie dieses Gerät niemals als rechtsgültigen Alkoholtester, zur Beurteilung der Fahrtüchtigkeit oder für offizielle Alkoholtests.
※ Notiz:
Dieses Tutorial verwendet die Funktion analogRead(), um Werte von einem ADC (Analog-Digital-Wandler) zu lesen, der mit einem Sensor oder einer Komponente verbunden ist. Der ADC des ESP32 C3 Super Mini eignet sich für Projekte, die keine hohe Genauigkeit erfordern. Für Projekte, die präzise Messungen benötigen, beachten Sie jedoch Folgendes:
- Der ADC des ESP32 C3 Super Mini ist nicht perfekt genau und muss für korrekte Ergebnisse möglicherweise kalibriert werden. Jedes ESP32 C3 Super Mini-Board kann leicht abweichen, daher ist eine Kalibrierung für jedes einzelne Board erforderlich.
- Die Kalibrierung kann besonders für Einsteiger schwierig sein und liefert möglicherweise nicht immer genau die gewünschten Ergebnisse.
Für Projekte, die hohe Präzision erfordern, sollten Sie einen externen ADC (z. B. ADS1115) mit dem ESP32 C3 Super Mini verwenden oder einen anderen Arduino wie den Arduino Uno R4 WiFi einsetzen, der einen zuverlässigeren ADC hat. Wenn Sie den ADC des ESP32 C3 Super Mini dennoch kalibrieren möchten, lesen Sie den ESP32 ADC Calibration Driver.
Projektideen und Anwendungen
Hier sind einige praktische Projekte, die Sie mit dem ESP32 C3 Super Mini und dem MQ3-Alkoholsensor bauen können:
- DIY-Alkoholtestersystem: Bauen Sie ein Atemanalysegerät für Lernzwecke, um die Prinzipien der Alkoholerkennung zu demonstrieren
- Alkoholdampf-Alarm: Erstellen Sie ein Warnsystem, das auslöst, wenn Alkoholdämpfe sichere Werte überschreiten
- Überwachung von Bar oder Brauerei: Überwachen Sie die Alkoholdampfkonzentration in Gär- oder Braubereichen
- Sicherheitsdetektor für zu Hause: Warnen, wenn alkoholbasierte Reinigungsmittel unsichere Dampfwerte erreichen
- Gasmonitor für Labore: Überwachen Sie Ethanoldampf in Chemielaboren oder Forschungseinrichtungen
- Fahrzeugsicherheitssystem: Entwickeln Sie einen Prototyp einer Alkohol-Wegfahrsperre für Lehrdemonstrationen
- Luftqualitätsstation: Integrieren Sie die Alkoholerkennung in einen Luftqualitätsmonitor mit mehreren Sensoren
Video-Tutorial
Sehen Sie sich das folgende Video an, um eine visuelle Schritt-für-Schritt-Anleitung zu diesem Projekt mit dem ESP32 C3 Super Mini und dem MQ3-Alkoholsensor zu erhalten.
Herausforderungen
Möchten Sie Ihr Alkoholsensor-Projekt mit dem ESP32 C3 Super Mini weiterentwickeln? Probieren Sie diese Herausforderungen aus:
- Einfach: Fügen Sie eine LED hinzu, die aufleuchtet, wenn Alkohol oberhalb Ihres Nüchtern-Schwellenwerts erkannt wird
- Einfach: Fügen Sie einen Summer hinzu, der piept, wenn der Sensor hohe Alkoholkonzentrationen erkennt
- Mittel: Erstellen Sie ein Ampelsystem (grüne/gelbe/rote LEDs), das nüchterne, mittlere und betrunkene Stufen anzeigt
- Mittel: Protokollieren Sie die Sensorwerte mit Zeitstempeln auf einer SD-Karte zur Datenanalyse
- Fortgeschritten: Fügen Sie WLAN-Konnektivität hinzu, um Alkoholerkennungs-Warnungen über Blynk oder MQTT an Ihr Smartphone zu senden
- Fortgeschritten: Bauen Sie einen kompletten Alkoholtester mit OLED-Display, das Echtzeit-Messwerte und Statusmeldungen anzeigt