ESP32 - Gassensor
Dieses Tutorial zeigt Ihnen, wie Sie die Luftqualität mit einem ESP32 und einem MQ2-Gassensor mit MicroPython-Programmierung überwachen. Damit lassen sich die Konzentrationen verschiedener brennbarer Gase wie Flüssiggas (LPG), Rauch, Alkohol, Propan, Wasserstoff, Methan und Kohlenmonoxid messen. Im Einzelnen lernen wir:
- Wie Sie den MQ2-Gassensor an den ESP32 anschließen
- Wie Sie MicroPython-Code für den ESP32 schreiben, um Daten vom MQ2-Gassensor auszulesen
Erforderliche Hardware
Oder Sie können die folgenden Kits kaufen:
| 1 | × | DIYables ESP32 Starter-Kit (ESP32 enthalten) | |
| 1 | × | DIYables Sensor-Kit (18 Sensoren/Displays) |
Überblick über MQ2 Gas Sensor
Der MQ2-Gassensor kann verschiedene Gase in der Umgebung erkennen, darunter Flüssiggas (LPG), Rauch, Alkohol, Propan, Wasserstoff, Methan und Kohlenmonoxid. Er verfügt sowohl über einen digitalen als auch über einen analogen Ausgangspin zur Signalübertragung.
Der MQ2-Sensor liefert keine spezifischen Informationen über einzelne Gase, sondern zeigt das Vorhandensein eines Gemischs oder mehrerer Gase gleichzeitig an.
Mit dem MQ2-Sensor können wir Gaslecks erkennen oder schlechte Luftqualität überwachen und entsprechende Maßnahmen ergreifen, z. B. einen Alarm auslösen oder Lüftungsanlagen aktivieren.
Pinbelegung
Hier ist die überarbeitete Version:
Der MQ2-Gassensor hat vier Pins:
- VCC-Pin: Verbinden Sie diesen Pin mit VCC (5V).
- GND-Pin: Verbinden Sie diesen Pin mit GND (0V).
- DO-Pin: Dies ist der digitale Ausgangspin. Er geht auf LOW, wenn brennbare Gase erkannt werden, und auf HIGH, wenn keine Gase vorhanden sind. Sie können die Erkennungsschwelle mit einem kleinen einstellbaren Bauteil anpassen.
- AO-Pin: Dies ist der analoge Ausgangspin, der eine Spannung abhängig von der Gaskonzentration ausgibt. Höhere Gaskonzentrationen erhöhen die Spannung, niedrigere verringern sie.
Der Sensor hat außerdem zwei LED-Anzeigen:
- PWR-LED: Zeigt an, dass der Sensor mit Strom versorgt wird.
- DO-LED: Leuchtet, wenn laut DO-Pin Gas erkannt wird, und erlischt, wenn kein Gas erkannt wird.
Funktionsweise
Zum DO-Pin:
- Das Modul hat einen Drehregler, um seine Empfindlichkeit gegenüber Gaskonzentrationen einzustellen.
- Wenn die Gaskonzentration die eingestellte Schwelle überschreitet, geht der Ausgangspin des Sensors auf LOW und die DO-LED leuchtet.
- Wenn die Gaskonzentration unter der eingestellten Schwelle liegt, geht der Ausgangspin des Sensors auf HIGH und die DO-LED erlischt.
Zum AO-Pin:
- Mit steigender Gaskonzentration steigt die Spannung.
- Mit sinkender Gaskonzentration sinkt die Spannung.
Das Potentiometer hat keinen Einfluss auf den Wert am AO-Pin.
Aufwärmen des MQ2-Sensors
Der MQ2-Gassensor benötigt vor der Verwendung eine Aufwärmphase. Wenn der Sensor länger als einen Monat nicht benutzt wurde, lassen Sie ihn 24-48 Stunden aufwärmen, um genaue Messwerte zu gewährleisten. Wurde er kürzlich verwendet, reicht eine Aufwärmzeit von 5-10 Minuten. Anfangs können die Messwerte hoch sein, sie stabilisieren sich aber mit der Zeit.
Um den MQ2-Sensor aufzuwärmen, verbinden Sie seine VCC- und GND-Pins mit einer Stromquelle oder mit den VCC- und GND-Pins eines ESP32 und lassen ihn für die erforderliche Zeit angeschlossen.
Verdrahtungsdiagramm
Das MQ2-Gassensormodul bietet zwei Ausgänge. Sie können je nach Bedarf einen oder beide verwenden.
- So verbinden Sie ESP32 und Gassensor mit einem Steckbrett (Stromversorgung über USB-Kabel)
Dieses Bild wurde mit Fritzing erstellt. Klicken Sie, um das Bild zu vergrößern.
- So verbinden Sie ESP32 und Gassensor mit einem Steckbrett (Stromversorgung über Vin-Pin)
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- So verbinden Sie ESP32 und Gassensor mit einem Schraubklemmen-Breakout-Board (Stromversorgung über USB-Kabel)
- So verbinden Sie ESP32 und Gassensor mit einem Schraubklemmen-Breakout-Board (Stromversorgung über Vin-Pin)
ESP32 MicroPython-Code - Wert vom DO-Pin lesen
Schnelle Schritte
So richten Sie Ihren MicroPython-Code auf dem ESP32 mit der Thonny IDE ein und führen ihn aus:
- Stellen Sie sicher, dass die Thonny IDE auf Ihrem Computer installiert ist.
- Vergewissern Sie sich, dass die MicroPython-Firmware auf Ihrem ESP32-Board installiert ist.
- Wenn Sie zum ersten Mal einen ESP32 mit MicroPython verwenden, lesen Sie die Anleitung ESP32 MicroPython Erste Schritte für eine Schritt-für-Schritt-Anleitung.
- Schließen Sie das ESP32-Board gemäß dem bereitgestellten Schaltplan an den MQ2-Gassensor an.
- Verbinden Sie das ESP32-Board über ein USB-Kabel mit Ihrem Computer.
- Öffnen Sie die Thonny IDE auf Ihrem Computer.
- Gehen Sie in der Thonny IDE zu Tools Options.
- Wählen Sie im Reiter Interpreter die Option MicroPython (ESP32) aus dem Dropdown-Menü.
- Stellen Sie sicher, dass der richtige Port ausgewählt ist. Die Thonny IDE erkennt ihn normalerweise automatisch, aber eventuell müssen Sie ihn manuell auswählen (z. B. COM12 unter Windows oder /dev/ttyACM0 unter Linux).
- Kopieren Sie den bereitgestellten MicroPython-Code und fügen Sie ihn in den Editor von Thonny ein.
- Speichern Sie den Code auf Ihrem ESP32:
- Klicken Sie auf die Schaltfläche Save oder drücken Sie Ctrl+S.
- Wählen Sie im Speicherdialog MicroPython device.
- Benennen Sie die Datei main.py.
- Klicken Sie auf die grüne Schaltfläche Run (oder drücken Sie F5), um das Skript auszuführen.
- Bringen Sie den MQ2-Gassensor in die Nähe des Rauchs oder Gases, das erkannt werden soll.
- Sehen Sie sich die Meldung in der Shell unten in Thonny an.
Wenn die LED ständig leuchtet oder gar nicht angeht, können Sie die Empfindlichkeit des Sensors durch Drehen des kleinen Reglers anpassen.
ESP32 MicroPython-Code - Wert vom AO-Pin lesen
Schnelle Schritte
- Kopieren Sie den bereitgestellten MicroPython-Code und fügen Sie ihn in den Editor von Thonny ein.
- Speichern Sie den Code auf Ihrem ESP32-Board.
- Klicken Sie auf die grüne Schaltfläche Run (oder drücken Sie F5), um das Skript auszuführen.
- Platzieren Sie den MQ2-Gassensor in der Nähe des Rauchs oder Gases, das Sie erkennen möchten.
- Sehen Sie sich die Meldung in der Shell unten in Thonny an.
Sie können die Werte von DO oder AO verwenden, um zu prüfen, ob die Luftqualität Ihren Anforderungen entspricht, um einen Alarm auszulösen oder um Lüftungsanlagen einzuschalten.
※ Notiz:
Dieses Tutorial zeigt, wie Sie mit der Funktion adc.read() Werte von einem ADC (Analog-Digital-Wandler) lesen, der mit einem Gassensor verbunden ist. Der ADC des ESP32 eignet sich für Projekte, die keine hohe Genauigkeit erfordern. Wenn Ihr Projekt jedoch genaue Messungen benötigt, beachten Sie Folgendes:
- Der ADC des ESP32 ist nicht perfekt genau und muss für präzise Ergebnisse eventuell kalibriert werden. Jedes ESP32-Board kann leicht abweichen, daher ist eine Kalibrierung für jedes einzelne Board erforderlich.
- Die Kalibrierung kann besonders für Anfänger schwierig sein und liefert nicht immer genau die gewünschten Ergebnisse.
Für Projekte mit hohen Genauigkeitsanforderungen sollten Sie einen externen ADC (z. B. ADS1115) mit dem ESP32 verwenden oder auf einen Arduino zurückgreifen, der einen zuverlässigeren ADC besitzt. Wenn Sie den ADC des ESP32 dennoch kalibrieren möchten, lesen Sie den ESP32 ADC Calibration Driver.
Video Tutorial
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