MQ-2烟雾传感器的电压与浓度转换_mq2烟雾浓度转换公式
赞
踩
最近真的是找了好多的资料去查找MQ-2传感器的数据获取，就连商家发给我的也是原理图，这对于新手来说真的太难了，商家给人的程序都不能获取数据，这好像不太符合我们买这传感器的目的，我相信大多数人还是想利用传感器获取空气中烟雾，乙醇，甲烷的浓度吧。这里我买的MQ2是一个精确度不是很高的烟雾传感器，只能保证值大致接近吧。
1.MQ2传感器结构应用描述
主要特点：广泛的探测范围，高灵敏度/快速响应回复，优异的稳定性/寿命长，简单的驱动电路等特点。其实对于我们学习者来说就是相对特别便宜，虽然精度低了点，但对于我们的学习还是够了的。以后有条件了，专攻这方面咋们买好的。有它的特点我们可以知道它的主要应用在于家庭跟工厂的气体泄漏监测装置，适宜于液化气、丁烷、丙烷、甲烷、酒精、氢气、烟雾等的探测。规格这里我就不做详细介绍了，这里给一张图；
这上面主要是它的基本参数，但这里的预热24小时感觉不需要，像我们学习的话感觉预热5分钟左右就能达到一个稳定值，我这里是AO口输出的是0.36V。
2.MQ2烟雾传感器的灵敏度特性描述
这张图是温湿度特性。
我这里两张图不知道大家有没有看懂啊，我这里解释一下吧，第二张我们用处的话相对低很多，主要是第一张，在图上有七条线，分别是H2,LPG,CH4,co,alcohol,propane,air。图上也写了对应的是温度20摄氏度，相对湿度为65%。但一般正常的环境也差不多在这个范围吧，所以我们直接用这图，这里就以CH4为例吧。
根据灵敏度特性曲线找出横坐标与纵坐标一一对应关系：
ppm=[300,400,500,600,700,800,900,1000,2000,3000,4000,5000,6000,7000,8000,9000,10000]’;
Rs/R0=10*[0.27,0.25,0.235,0.215,0.205,0.195,0.190,0.185,0.15,0.13,0.11,0.091,0.087,0.080,0.077,0.073,0.070]’;
2.电压数据与浓度转换分析
然后我们使用matlab进行仿真得到散点图和仿真曲线：
这里因为我没有matlab软件，所以就没有细化了，在其他地方搞了两张示例图来，转化成函数得到
基本公式：Rs/R0 = 11.5428*ppm^(-0.6549)；
然后我们根据说明文档，得到它的基本测试电路
根据电路图我们可以得到：
Vrl/Rl = (Vc - Vrl)/Rs；
Vrl：即AO口输出电压
Vc：回路电压
Rl：Rl为可调电阻，我的电路里面Rl为10-1K欧姆，我调成500欧姆具体看电路图。
这里我们用MQ2传感器的AO口连接PA5,将模拟电路的值传过来就是Vrl,等稳定后（大概5分钟），
得到的值为0.35V（多次去平均值）,Vc=5V,我连接的是5V,则
R0=(Vc-Vrl)*Rl/vrl=(5-0.35)*0.5/0.35=6.64(正常空气情况下的Vrl值)
RS=(Vc-Vrl)*Rl/vrl=(5-Vrl)*0.5/vrl
由Rs/R0 = 11.5428*ppm^(-0.6549)得到mmp=pow(11.5428*R0/Rs,0.6549);
3.上程序
电路连接AO口与PA5连接
先初始化ADC模块，adc.c文件
void ADCx_Init(void)
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure; //定义结构体变量
ADC_CommonInitTypeDef ADC_CommonInitStructure;
ADC_InitTypeDef ADC_InitStructure;
RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOA,ENABLE);
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_ADC1,ENABLE);
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_AN; //模拟输入模式
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=GPIO_Pin_5;//管脚设置
GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd=GPIO_PuPd_NOPULL;//浮空
GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStructure); //初始化结构体
//RCC_APB2PeriphResetCmd(RCC_APB2Periph_ADC1,ENABLE); //ADC1复位
//RCC_APB2PeriphResetCmd(RCC_APB2Periph_ADC1,DISABLE); //复位结束
ADC_CommonInitStructure.ADC_Mode = ADC_Mode_Independent;//独立模式
ADC_CommonInitStructure.ADC_TwoSamplingDelay = ADC_TwoSamplingDelay_5Cycles;//两个采样阶段之间的延迟5个时钟
ADC_CommonInitStructure.ADC_DMAAccessMode = ADC_DMAAccessMode_Disabled; //DMA失能
ADC_CommonInitStructure.ADC_Prescaler = ADC_Prescaler_Div4;//预分频4分频。ADCCLK=PCLK2/4=84/4=21Mhz,ADC时钟最好不要超过36Mhz
ADC_CommonInit(&ADC_CommonInitStructure);//初始化
ADC_InitStructure.ADC_Resolution = ADC_Resolution_12b;//12位模式
ADC_InitStructure.ADC_ScanConvMode = DISABLE;//非扫描模式
ADC_InitStructure.ADC_ContinuousConvMode = DISABLE;//关闭连续转换
ADC_InitStructure.ADC_ExternalTrigConvEdge = ADC_ExternalTrigConvEdge_None;//禁止触发检测，使用软件触发
ADC_InitStructure.ADC_DataAlign = ADC_DataAlign_Right;//右对齐
ADC_InitStructure.ADC_NbrOfConversion = 1;//1个转换在规则序列中 也就是只转换规则序列1
ADC_Init(ADC1, &ADC_InitStructure);//ADC初始化
ADC_Cmd(ADC1, ENABLE);//开启AD转换器
}
u16 Get_ADC_Value(u8 ch,u8 times)
{
u32 temp_val=0;
u8 t;
//设置指定ADC的规则组通道，一个序列，采样时间
ADC_RegularChannelConfig(ADC1, ch, 1, ADC_SampleTime_480Cycles); //ADC1,ADC通道,480个周期,提高采样时间可以提高精确度
for(t=0;t<times;t++)
{
ADC_SoftwareStartConv(ADC1); //使能指定的ADC1的软件转换启动功能
while(!ADC_GetFlagStatus(ADC1, ADC_FLAG_EOC ));//等待转换结束
temp_val+=ADC_GetConversionValue(ADC1);
delay_ms(5);
}
return temp_val/times;
}
而adc.c就是函数声明
main.c主函数代码
int main()
{
u8 i=0;
u16 value=0;
float RS;
float R0;
float vol;
float ppm;
SysTick_Init(168);
NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2); //中断优先级分组 分2组
LED_Init();
USART1_Init(115200);
ADCx_Init();
while(1)
{
i++;
if(i%20==0)
{
LED1=!LED1;
}
if(i%50==0)
{
value=Get_ADC_Value(ADC_Channel_5,20);
printf("检测AD值为：%d\r\n",value);
vol=(float)value*(3.3/4096);
printf("检测电压值为：%.2fV\r\n",vol);
RS=(5-vol)/vol*0.5;
R0=6.64;
ppm=pow(11.5428*R0/RS,0.6549f)*100; //放大100倍
printf("检测烟雾的PPM为：%.2fPPM\r\n",ppm);
printf("\n");
}
delay_ms(10);
4.实验结果
利用打火机喷出气体，达到阈值灯开始变亮。
检测到酒精后PPM值立马变大，灯变绿。
5.参考文献
a、博客文章：MQ系列传感器电压与浓度转换关系_mq2传感器电压与浓度转换-CSDN博客
b、mq2传感器技术文档
http://style.winsensor.com/pro_pdf/MQ-2.pdf
