赞
踩
MQ2传感器是一种可探测多种气体的传感器,常用于监测烟雾、液化气、丙酮、乙醇、甲醛、天然气等有害气体。MQ2传感器基于半导体敏感元件,通过检测气体中有害物质的浓度变化来实现气体检测。
MQ2传感器具有以下特点:
MQ2传感器广泛应用于家庭、工业、医疗、环保等领域,帮助人们实时监测气体浓度,保障生命健康和财产安全。
MQ2传感器的电压输出值可以通过ADC进行采集。MQ2传感器检测到烟雾等有害气体时,其敏感材料的电阻值会发生变化,从而导致输出电压值的变化。因此,可以通过采集MQ2传感器的输出电压值来判断烟雾浓度。
MQ2传感器的输出电压与烟雾浓度之间的关系是线性的,需要进行一定的转换才能得出准确的烟雾浓度。
常见的转换方法如下:
(1)标定法
将MQ2传感器置于标准烟雾环境中,记录其输出电压值和对应的烟雾浓度,并建立二者之间的关系模型。然后再使用这个模型将采集到的MQ2传感器输出电压值转换为相应的烟雾浓度。该方法测量精度较高,但需要专业仪器作为标准烟雾环境。
(2)经验公式法
根据经验统计,MQ2传感器的电压输出值与实际烟雾浓度之间呈现出某种函数关系。通过实验数据拟合出该函数关系,就可以将MQ2传感器的电压输出值直接转换为烟雾浓度。该方法需要进行多次实验,并对数据进行处理和拟合,相对较为复杂。
(3)查表法
通过实验得到一系列MQ2传感器输出电压值与对应烟雾浓度的关系数据,形成一张转换表格。在实际使用过程中,将采集到的MQ2传感器输出电压值查表后即可得到相应的烟雾浓度。该方法简单易行,但需要大量实验数据作为基础。
#include "stm32f10x.h" #include <stdio.h> int main(void) { // 初始化ADC ADC_InitTypeDef ADC_InitStructure; RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_ADC1, ENABLE); ADC_InitStructure.ADC_Mode = ADC_Mode_Independent; ADC_InitStructure.ADC_ScanConvMode = DISABLE; ADC_InitStructure.ADC_ContinuousConvMode = DISABLE; ADC_InitStructure.ADC_ExternalTrigConv = ADC_ExternalTrigConv_None; ADC_InitStructure.ADC_DataAlign = ADC_DataAlign_Right; ADC_InitStructure.ADC_NbrOfChannel = 1; ADC_Init(ADC1, &ADC_InitStructure); // 配置ADC通道1的GPIO引脚 GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure; RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE); GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_1; GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AIN; GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure); // 启动ADC校准 ADC_Cmd(ADC1, ENABLE); ADC_ResetCalibration(ADC1); while (ADC_GetResetCalibrationStatus(ADC1)); ADC_StartCalibration(ADC1); while (ADC_GetCalibrationStatus(ADC1)); // 读取ADC值 ADC_RegularChannelConfig(ADC1, ADC_Channel_1, 1, ADC_SampleTime_28Cycles5); ADC_SoftwareStartConvCmd(ADC1, ENABLE); while (!ADC_GetFlagStatus(ADC1, ADC_FLAG_EOC)); uint16_t adc_value = ADC_GetConversionValue(ADC1); // 计算烟雾浓度 float voltage = (float)adc_value / 4096.0f * 3.3f; float density = (voltage - 0.4f) / 0.4f * 10000.0f; // 打印出烟雾浓度 printf("MQ2 Smoke Density: %.2f ppm\n", density); } float adc_average() { const int num_discarded = 3; // 剔除的最大/最小值数量 float samples[20]; // 存储采样结果的数组 // 采集数据 for (int i = 0; i < num_samples; i++) { samples[i] = ADC_GET(); } // 对采样结果进行排序(升序) for (int i = 0; i < num_samples - 1; i++) { for (int j = i + 1; j < num_samples; j++) { if (samples[i] > samples[j]) { float temp = samples[i]; samples[i] = samples[j]; samples[j] = temp; } } } // 计算剩下的平均值 float sum = 0; for (int i = num_discarded; i < num_samples - num_discarded; i++) { sum += samples[i]; } return sum / (num_samples - 2 * num_discarded); // 返回计算结果 }
以下是一个基于STM32F103C8T6和MQ2传感器的示例代码,它可以采集MQ2的烟雾浓度并通过串口打印出来。请注意,此示例使用了HAL库和CubeMX配置工具。
#include "main.h" #include "stdio.h" #include "string.h" ADC_HandleTypeDef hadc1; UART_HandleTypeDef huart1; void SystemClock_Config(void); static void MX_GPIO_Init(void); static void MX_ADC1_Init(void); static void MX_USART1_UART_Init(void); float SmokeDensity; int main(void) { HAL_Init(); SystemClock_Config(); MX_GPIO_Init(); MX_ADC1_Init(); MX_USART1_UART_Init(); while (1) { // 启动ADC转换 HAL_ADC_Start(&hadc1); // 等待转换完成 HAL_ADC_PollForConversion(&hadc1, 100); // 获取ADC转换结果 uint16_t adc_value = HAL_ADC_GetValue(&hadc1); // 将ADC转换结果转换为烟雾浓度 SmokeDensity = (float)adc_value / 4095 * 100; // 将数据打印到串口 char msg[50]; sprintf(msg, "Smoke density: %.2f%%\n", SmokeDensity); HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t*)msg, strlen(msg), 1000); // 延迟一段时间再次采集 HAL_Delay(5000); } } void SystemClock_Config(void) { RCC_OscInitTypeDef RCC_OscInitStruct = {0}; RCC_ClkInitTypeDef RCC_ClkInitStruct = {0}; /** Configure the main internal regulator output voltage */ __HAL_RCC_PWR_CLK_ENABLE(); __HAL_PWR_VOLTAGESCALING_CONFIG(PWR_REGULATOR_VOLTAGE_SCALE1); /** Initializes the RCC Oscillators according to the specified parameters * in the RCC_OscInitTypeDef structure. */ RCC_OscInitStruct.OscillatorType = RCC_OSCILLATORTYPE_HSE; RCC_OscInitStruct.HSEState = RCC_HSE_ON; RCC_OscInitStruct.HSEPredivValue = RCC_HSE_PREDIV_DIV1; RCC_OscInitStruct.PLL.PLLState = RCC_PLL_ON; RCC_OscInitStruct.PLL.PLLSource = RCC_PLLSOURCE_HSE; RCC_OscInitStruct.PLL.PLLMUL = RCC_PLL_MUL9; if (HAL_RCC_OscConfig(&RCC_OscInitStruct) != HAL_OK) { Error_Handler(); } /** Initializes the CPU, AHB and APB buses clocks */ RCC_ClkInitStruct.ClockType = RCC_CLOCKTYPE_HCLK|RCC_CLOCKTYPE_SYSCLK |RCC_CLOCKTYPE_PCLK1|RCC_CLOCKTYPE_PCLK2; RCC_ClkInitStruct.SYSCLKSource = RCC_SYSCLKSOURCE_PLLCLK; RCC_ClkInitStruct.AHBCLKDivider = RCC_SYSCLK_DIV1; RCC_ClkInitStruct.APB1CLKDivider = RCC_HCLK_DIV2; RCC_ClkInitStruct.APB2CLKDivider = RCC_HCLK_DIV1; if (HAL_RCC_ClockConfig(&RCC_ClkInitStruct, FLASH_LATENCY_2) != HAL_OK) { Error_Handler(); } } static void MX_ADC1_Init(void) { ADC_ChannelConfTypeDef sConfig = {0}; /** Common config */ hadc1.Instance = ADC1; hadc1.Init.ScanConvMode = DISABLE; hadc1.Init.ContinuousConvMode = ENABLE; hadc1.Init.DiscontinuousConvMode = DISABLE; hadc1.Init.ExternalTrigConv = ADC_SOFTWARE_START; hadc1.Init.DataAlign = ADC_DATAALIGN_RIGHT; hadc1.Init.NbrOfConversion = 1; if (HAL_ADC_Init(&hadc1) != HAL_OK) { Error_Handler(); } /** Configure Regular Channel */ sConfig.Channel = ADC_CHANNEL_1; sConfig.Rank = ADC_REGULAR_RANK_1; sConfig.SamplingTime = ADC_SAMPLETIME_13CYCLES_5; if (HAL_ADC_ConfigChannel(&hadc1, &sConfig) != HAL_OK) { Error_Handler(); } } static void MX_USART1_UART_Init(void) { huart1.Instance = USART1; huart1.Init.BaudRate = 115200; huart1.Init.WordLength = UART_WORDLENGTH_8B; huart1.Init.StopBits = UART_STOPBITS_1; huart1.Init .Parity = UART_PARITY_NONE; huart1.Init.Mode = UART_MODE_TX_RX; huart1.Init.HwFlowCtl = UART_HWCONTROL_NONE; huart1.Init.OverSampling = UART_OVERSAMPLING_16; if (HAL_UART_Init(&huart1) != HAL_OK) { Error_Handler(); } } static void MX_GPIO_Init(void) { GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0}; /* GPIO Ports Clock Enable */ __HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE(); /*Configure GPIO pin : PA1 */ GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_1; GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_ANALOG; HAL_GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct); } void Error_Handler(void) { while(1); } #ifdef USE_FULL_ASSERT void assert_failed(uint8_t *file, uint32_t line) { } #endif
在此示例代码中,PA1被配置成了模拟输入通道,并在ADC采样时使用。通过将采集到的ADC值转换为烟雾浓度并打印出来,可以实现对MQ2传感器的烟雾检测。
Copyright © 2003-2013 www.wpsshop.cn 版权所有,并保留所有权利。