ESP8266 - Gassensor
Dieses Tutorial zeigt Ihnen, wie Sie den ESP8266 und den MQ-2-Gassensor verwenden, um die Luftqualität zu bewerten, indem Sie die Konzentrationen von Gasen wie LPG, Rauch, Alkohol, Propan, Wasserstoff, Methan und Kohlenmonoxid messen. Im Detail werden wir lernen:
- Wie man den MQ2-Gassensor mit dem ESP8266 verbindet
- Wie man den ESP8266 programmiert, um den Wert des MQ2-Gassensors auszulesen
Erforderliche Hardware
Oder Sie können die folgenden Kits kaufen:
| 1 | × | DIYables Sensor-Kit (30 Sensoren/Displays) | |
| 1 | × | DIYables Sensor-Kit (18 Sensoren/Displays) |
Über MQ2-Gassensor
Der MQ2-Gassensor ist ein nützliches Gerät, das die Konzentrationen verschiedener Gase in der Umgebung erkennen kann, darunter LPG, Rauch, Alkohol, Propan, Wasserstoff, Methan und Kohlenmonoxid. Es bietet zwei Ausgangsoptionen: einen digitalen Ausgangspin und einen analogen Ausgangspin.
Es ist wichtig zu beachten, dass der MQ2-Gassensor keine separaten Informationen zu jedem einzelnen Gas liefert. Stattdessen gibt er uns eine allgemeine Indikation der Gaszusammensetzung oder des Vorhandenseins von Gasen als Ganzes.
Durch den Einsatz des MQ2-Sensors können wir feststellen, ob es zu einer Gasleckage kommt oder ob die Luftqualität schlecht ist. Diese Information ist wertvoll, da sie es uns ermöglicht, geeignete Maßnahmen zu ergreifen, um unsere Sicherheit zu gewährleisten, zum Beispiel einen Alarm auszulösen oder Belüftungssysteme zu aktivieren.
Pinbelegung
Der MQ2-Gassensor besteht aus vier Pins, die unterschiedliche Funktionen erfüllen:
- VCC-Pin: Der VCC-Pin sollte mit dem positiven Pol der Stromversorgung (5 V) verbunden werden, um dem Sensor die notwendige Stromversorgung bereitzustellen.
- GND-Pin: Der GND-Pin sollte mit dem negativen Pol der Stromversorgung (0 V) verbunden werden, um den elektrischen Kreis abzuschließen.
- DO-Pin: Dies ist ein digitaler Ausgangspin, der das Vorhandensein leicht entflammbarer Gase anzeigt. Wenn die Gaskonzentration erkannt wird, wird der Ausgang auf einen niedrigen Pegel gesetzt, und wenn kein Gas erkannt wird, wird der Ausgang auf einen hohen Pegel gesetzt. Der Schwellenwert für die Gaskonzentrationserkennung kann mit einem Potentiometer, das im Sensor integriert ist, angepasst werden.
- AO-Pin: Es ist ein analoger Ausgangspin, der ein Spannungs- signal erzeugt, das proportional zur Gaskonzentration ist. Wenn die Gaskonzentration steigt, steigt auch die Ausgangsspannung, und wenn die Gaskonzentration sinkt, sinkt entsprechend die Ausgangsspannung.
Zusätzlich verfügt der MQ-2-Gassensor über zwei LED-Anzeigen:
- PWR-LED-Indikator: Diese LED dient als Stromanzeige und zeigt an, ob der Sensor mit Strom versorgt wird. Wenn der Sensor ordnungsgemäß mit Strom versorgt wird, leuchtet die PWR-LED auf und bestätigt visuell den Betriebszustand des Sensors.
- DO-LED-Indikator: Diese LED ist direkt mit dem DO-Pin des Sensors verbunden. Sie zeigt die Gaskonzentration basierend auf dem vom DO-Pin empfangenen Wert an. Wenn eine Gaskonzentration erkannt wird und der DO-Pin auf LOW gesetzt ist, leuchtet die DO-LED auf. Umgekehrt, wenn keine Gaskonzentration erkannt wird und der DO-Pin auf HIGH gesetzt ist, schaltet die DO-LED aus.
Wie es funktioniert
Bezüglich des DO-Pins:
- Das MQ2-Modul enthält ein integriertes Potentiometer zur Einstellung der Empfindlichkeit bzw. des Schwellenwerts der Gaskonzentration.
- Wenn die Gaskonzentration in der Umgebung den festgelegten Schwellenwert überschreitet, wird der Ausgabepin des Sensors auf LOW gesetzt, und die DO-LED leuchtet.
- Umgekehrt gilt: Wenn die Gaskonzentration den Schwellenwert unterschreitet, wird der Ausgabepin auf HIGH gesetzt, und die DO-LED geht aus.
Bezüglich des AO-Pins:
- Die Spannung am AO-Pin steigt mit zunehmender Gas-Konzentration.
- Umgekehrt sinkt die Spannung am AO-Pin, wenn die Gas-Konzentration abnimmt.
Es ist wichtig zu beachten, dass die Einstellung des Potentiometers den Wert am AO-Pin nicht beeinflusst.
Das Aufwärmen des MQ2-Sensors
Der MQ2-Gassensor benötigt eine Aufwärmzeit, bevor er effektiv verwendet werden kann. Hier erfahren Sie, was Sie wissen müssen:
- Wenn der Sensor zum ersten Mal nach einer längeren Lagerung (etwa einem Monat oder länger) verwendet wird, muss er 24–48 Stunden vorgewärmt werden. Dies gewährleistet, dass der Sensor präzise arbeitet.
- Wenn der Sensor kürzlich verwendet wurde, ist die Aufwärmzeit deutlich kürzer und beträgt typischerweise nur 5–10 Minuten. Während dieser Aufwärmphase ist es normal, dass der Sensor zunächst höhere Messwerte liefert. Diese Messwerte werden jedoch allmählich abnehmen, bis der Sensor stabil ist.
Um den MQ2-Sensor aufzuwärmen, verbinden Sie einfach seine VCC- und GND-Pins mit einer Stromversorgung oder mit den VCC- und GND-Pins eines ESP8266. Lassen Sie den Sensor für die angegebene Aufwärmzeit verbunden bleiben.
Verdrahtungsdiagramm
Da das MQ-2-Gassensor-Modul zwei Ausgänge hat, können Sie je nach Bedarf einen oder beide verwenden.
- Das Verdrahtungsdiagramm zwischen ESP8266 und dem MQ-2-Gassensor, wenn nur DO verwendet wird.
Dieses Bild wurde mit Fritzing erstellt. Klicken Sie, um das Bild zu vergrößern.
Weitere Informationen finden Sie unter ESP8266-Pinbelegung und wie man ESP8266 und andere Komponenten mit Strom versorgt.
- Der Verdrahtungsplan zwischen ESP8266 und MQ-2-Gassensor, wenn nur der AO-Ausgang verwendet wird.
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- Der Verdrahtungsplan zwischen dem ESP8266 und dem MQ-2-Gassensor, wenn sowohl AO als auch DO verwendet werden.
Dieses Bild wurde mit Fritzing erstellt. Klicken Sie, um das Bild zu vergrößern.
ESP8266-Code – Wert vom D0-Pin auslesen
Schnelle Schritte
Um mit dem ESP8266 in der Arduino-IDE zu beginnen, befolgen Sie diese Schritte:
- Schau dir das Tutorial how to setup environment for ESP8266 on Arduino IDE an, falls du ESP8266 zum ersten Mal verwendest.
- Verbinde die Komponenten gemäß dem Diagramm.
- Verbinde das ESP8266-Board mit deinem Computer über ein USB-Kabel.
- Öffne die Arduino IDE auf deinem Computer.
- Wähle das richtige ESP8266-Board, z. B. NodeMCU 1.0 (ESP-12E Module), und den jeweiligen COM-Port.
- Kopiere den oben gezeigten Code und öffne ihn in der Arduino IDE.
- Klicke in der Arduino IDE auf die Schaltfläche Upload, um den Code auf den ESP8266 hochzuladen.
- Platziere den MQ2-Gassensor in der Nähe des Rauchs oder Gases, das du erkennen möchtest.
- Sieh dir das Ergebnis im Serial Monitor an.
Bitte beachten Sie, dass Sie das Potentiometer einstellen können, um die Empfindlichkeit des Sensors fein abzustimmen, falls Ihnen auffällt, dass die LED dauerhaft an oder aus ist.
ESP8266-Code - Wert vom AO-Pin auslesen
Schnelle Schritte
- Kopieren Sie den obigen Code und öffnen Sie ihn mit der Arduino IDE.
- Klicken Sie in der Arduino IDE auf die Hochladen-Schaltfläche, um den Code auf den ESP8266 hochzuladen.
- Platzieren Sie den MQ2-Gassensor in der Nähe des Rauchs oder des Gases, das Sie detektieren möchten.
- Überprüfen Sie das Ergebnis im seriellen Monitor.
Aus Werten, die von DO oder AO gelesen werden, können Sie die Luftqualität basierend auf Ihrem Standard ableiten oder einen Alarm auslösen bzw. Lüftungssysteme einschalten.
※ Notiz:
Dieses Tutorial verwendet die Funktion analogRead(), um Daten von einem ADC (Analog-Digital-Wandler) zu erhalten, der an einen Sensor oder eine andere Komponente angeschlossen ist. Der ADC des ESP8266 funktioniert gut für Projekte, bei denen Sie keine sehr genauen Messwerte benötigen. Aber denken Sie daran, der ADC des ESP8266 ist bei detaillierten Messungen nicht besonders präzise. Wenn Ihr Projekt sehr präzise sein muss, möchten Sie möglicherweise einen separaten ADC verwenden, wie den ADS1115 mit dem ESP8266, oder einen Arduino wie den Arduino Uno R4 WiFi verwenden, der einen zuverlässigeren ADC besitzt.
Video Tutorial
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