SENSOREN/AKTOREN

Raspberry Pi - Gas Sensor

Diese Anleitung zeigt Ihnen, wie Sie den Raspberry Pi und den MQ2 Gas Sensor verwenden, um die Luftqualität zu bewerten, indem Sie die Konzentrationen von Gasen wie LPG, Rauch, Alkohol, Propan, Wasserstoff, Methan und Kohlenmonoxid messen. Im Detail lernen wir:

Wie Sie den MQ2 Gas Sensor an den Raspberry Pi anschließen
Wie Sie den Raspberry Pi programmieren, um Werte vom MQ2 Gas Sensor zu lesen

Erforderliche Hardware

1	×	Raspberry Pi 5
1	×	MQ2 Gassensor
1	×	Verbindungskabel
1	×	(Empfohlen) Schraubklemmenblock-Shield für Raspberry Pi
1	×	(Empfohlen) Raspberry Pi Prototyping-Grundplatte & Breadboard-Kit
1	×	(Empfohlen) HDMI-Touchscreen-Monitor für Raspberry Pi

Oder Sie können die folgenden Kits kaufen:

1	×	DIYables Sensor-Kit (30 Sensoren/Displays)
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.

Über den MQ2 Gas Sensor

Der MQ2 Gas Sensor ist in der Lage, das Vorhandensein verschiedener Gase wie LPG, Rauch, Alkohol, Propan, Wasserstoff, Methan und Kohlenmonoxid in der Umgebung zu erkennen. Er bietet zwei Ausgabeoptionen: einen digitalen Ausgangspin und einen analogen Ausgangspin.

Es ist wichtig zu beachten, dass der MQ2 Gas Sensor keine Informationen über einzelne Gase liefert. Stattdessen liefert er Informationen über die Kombination von Gasen oder das Vorhandensein von Gasen als Ganzes.

Mit dem MQ2 Sensor können wir feststellen, ob es ein Gasleck gibt oder ob die Luftqualität schlecht ist. Diese Information ist wertvoll, um uns bei angemessenen Maßnahmen zur Gewährleistung unserer Sicherheit zu helfen, wie das Auslösen eines Alarms oder das Aktivieren von Belüftungssystemen.

Pinout

Der MQ2 Gas Sensor hat vier Pins, die verschiedene Zwecke erfüllen:

VCC Pin: Dieser Pin muss an eine 5V Stromquelle (VCC) angeschlossen werden.
GND Pin: Dieser Pin muss für den ordnungsgemäßen Schaltkreisbetrieb an die Masse (0V) angeschlossen werden.
DO Pin: Dies ist ein digitaler Ausgangspin, der das Vorhandensein brennbarer Gase anzeigt. Wenn die Gaskonzentration erkannt wird, ist der Pin auf LOW gesetzt. Umgekehrt, wenn keine Gase erkannt werden, ist der Pin auf HIGH gesetzt. Der Schwellenwert für die Erkennung der Gaskonzentration kann mit einem eingebauten Potentiometer eingestellt werden.
AO Pin: Dies ist ein analoger Ausgangspin, der eine Spannung proportional zur Gaskonzentration erzeugt. Mit steigender Gaskonzentration steigt auch die Spannung an diesem Pin. Ebenso sinkt die Spannung, wenn die Gaskonzentration abnimmt.

Zusammengefasst stellen die VCC- und GND-Pins Strom und Erdung bereit, während der DO-Pin eine digitale Anzeige des Gasvorhandenseins gibt und der AO-Pin eine analoge Spannung erzeugt, die der Gaskonzentration entspricht.

Zusätzlich ist der MQ2 Gas Sensor mit zwei LED-Anzeigen ausgestattet:

PWR-LED Anzeige: Diese LED dient als Spannungsanzeige und leuchtet auf, um zu zeigen, dass der Sensor Strom erhält.
DO-LED Anzeige: Diese LED ist mit dem DO-Pin verbunden und bietet eine visuelle Anzeige der Gaskonzentration. Wenn Gaskonzentration erkannt wird und der DO-Pin auf LOW gesetzt ist, schaltet sich die DO-LED Anzeige ein. Umgekehrt, wenn keine Gaskonzentration erkannt wird und der DO-Pin auf HIGH gesetzt ist, schaltet sich die DO-LED Anzeige aus.

Wie es funktioniert

Bezüglich des DO-Pins:

Das MQ2-Modul enthält ein eingebautes Potentiometer, das es Ihnen ermöglicht, die Empfindlichkeit oder den Schwellenwert für die Gaskonzentration anzupassen.
Wenn die Gaskonzentration in der Umgebung den eingestellten Schwellenwert überschreitet, wird der Ausgangspin des Sensors LOW, und die DO-LED schaltet sich ein.
Umgekehrt, wenn die Gaskonzentration in der Umgebung unter den Schwellenwert fällt, wird der Ausgangspin des Sensors HIGH, und die DO-LED schaltet sich aus.

Bezüglich des AO-Pins:

Mit steigender Gaskonzentration steigt auch die Spannung am AO-Pin proportional.
Umgekehrt sinkt mit abnehmender Gaskonzentration auch die Spannung am AO-Pin entsprechend.

Es ist wichtig zu beachten, dass das Potentiometer den am AO-Pin beobachteten Wert nicht beeinflusst.

Die MQ2 Sensor Aufwärmzeit

Der MQ2 Gas Sensor benötigt einen Aufwärmprozess, bevor er effektiv verwendet werden kann. Hier sind die Details:

Wenn der Sensor längere Zeit (etwa einen Monat oder länger) gelagert wurde und Sie ihn zum ersten Mal verwenden, muss er 24-48 Stunden aufgewärmt werden. Diese verlängerte Aufwärmzeit gewährleistet genaue Messwerte.
Wenn der Sensor jedoch kürzlich verwendet wurde, dauert es nur etwa 5-10 Minuten, bis er seinen vollständig aufgewärmten Zustand erreicht. Während dieser Aufwärmzeit kann der Sensor anfangs hohe Messwerte liefern, die aber allmählich abnehmen, bis sich der Sensor stabilisiert.

Um den MQ2 Sensor aufzuwärmen, verbinden Sie einfach seine VCC- und GND-Pins mit einer Stromversorgung oder verbinden Sie sie mit den VCC- und GND-Pins des Raspberry Pi. Lassen Sie dann den Sensor für die erforderliche Zeitdauer in diesem verbundenen Zustand.

Schaltplan

Da das MQ2 Gas Sensor Modul zwei Ausgänge hat, können Sie einen oder beide verwenden, je nachdem, was Sie benötigen.

Der Schaltplan zwischen Raspberry Pi und dem MQ2 Gas Sensor bei Verwendung nur des DO.

Raspberry Pi MQ2 gas sensor wiring diagram

Dieses Bild wurde mit Fritzing erstellt. Klicken Sie, um das Bild zu vergrößern.

Um Ihren Verdrahtungsaufbau zu vereinfachen und zu organisieren, empfehlen wir die Verwendung eines Schraubklemmenblock-Shields für Raspberry Pi. Dieses Shield gewährleistet sicherere und besser verwaltbare Verbindungen, wie unten gezeigt:

BEACHTEN SIE:

Der Raspberry Pi hat keinen analogen Eingangspin, daher können Sie ihn unverbunden lassen. Wenn Sie den ADC-Wert vom Modul lesen möchten, müssen Sie ein externes ADC-Modul verwenden. Details finden Sie unter Wie man Raspberry Pi mit ADC-Modul verwendet

Raspberry Pi Code - Wert vom DO-Pin lesen

Schnelle Schritte

Stellen Sie sicher, dass Sie Raspbian oder ein anderes Raspberry Pi-kompatibles Betriebssystem auf Ihrem Pi installiert haben.
Stellen Sie sicher, dass Ihr Raspberry Pi mit demselben lokalen Netzwerk wie Ihr PC verbunden ist.
Stellen Sie sicher, dass Ihr Raspberry Pi mit dem Internet verbunden ist, falls Sie einige Bibliotheken installieren müssen.
Wenn Sie den Raspberry Pi zum ersten Mal verwenden, siehe wie man den Raspberry Pi einrichtet
Verbinden Sie Ihren PC über SSH mit dem Raspberry Pi unter Verwendung des integrierten SSH-Clients auf Linux und macOS oder PuTTY auf Windows. Siehe wie Sie Ihren PC über SSH mit dem Raspberry Pi verbinden.
Stellen Sie sicher, dass Sie die RPi.GPIO Bibliothek installiert haben. Falls nicht, installieren Sie sie mit folgendem Befehl:

sudo apt-get update sudo apt-get install python3-rpi.gpio

Erstellen Sie eine Python-Skriptdatei gas_sensor.py und fügen Sie den folgenden Code hinzu:

# Dieser Raspberry Pi Code wurde von newbiely.de entwickelt # Dieser Raspberry Pi Code wird der Öffentlichkeit ohne jegliche Einschränkung zur Verfügung gestellt. # Für vollständige Anleitungen und Schaltpläne besuchen Sie bitte: # https://newbiely.de/tutorials/raspberry-pi/raspberry-pi-gas-sensor import RPi.GPIO as GPIO import time # Set up the GPIO mode GPIO.setmode(GPIO.BCM) # Set up the GPIO pin for reading the DO output DO_PIN = 7 # Replace with the actual GPIO pin number GPIO.setup(DO_PIN, GPIO.IN) try: while True: # Read the state of the DO pin gas_present = GPIO.input(DO_PIN) # Determine if gas is present or not if gas_present == GPIO.LOW: gas_state = "Gas Present" else: gas_state = "No Gas" # Print the gas state print(f"Gas State: {gas_state}") time.sleep(0.5) # Wait for a short period before reading again except KeyboardInterrupt: print("Gas detection stopped by user") finally: # Clean up GPIO settings GPIO.cleanup()

Speichern Sie die Datei und führen Sie das Python-Skript aus, indem Sie folgenden Befehl im Terminal ausführen:

python3 gas_sensor.py

Platzieren Sie den MQ2 Gas Sensor in der Nähe des Rauchs/Gases, das Sie erkennen möchten
Sehen Sie das Ergebnis im Terminal.

PuTTY - Raspberry Pi

No Gas No Gas No Gas No Gas Gas Present Gas Present Gas Present Gas Present

Das Skript läuft in einer Endlosschleife kontinuierlich, bis Sie Ctrl + C im Terminal drücken.

Bitte beachten Sie, dass Sie das Potentiometer anpassen können, um die Empfindlichkeit des Sensors feinzustellen, falls Sie bemerken, dass der LED-Status konstant ein- oder ausgeschaltet bleibt.

Raspberry Pi Code - Wert vom AO-Pin lesen

Um den Wert vom AO-Pin zu lesen, müssen Sie das ADS1115 ADC Module verwenden, da der Raspberry Pi keinen ADC-Pin hat. Siehe wie man das ADS1115 ADC Module mit Raspberry Pi verwendet

Video Tutorial

Wir erwägen die Erstellung von Video-Tutorials. Wenn Sie Video-Tutorials für wichtig halten, abonnieren Sie bitte unseren YouTube-Kanal , um uns zu motivieren, die Videos zu erstellen.