本实验将采集到的传感器数据利用ADC转换,将转换后的电压值显示在串口调试助手上
一、模块简介
MQ-2烟雾传感器所使用的气敏材料是在清洁空气中电导率较低的二氧化锡(SnO2)。当烟雾传感器所处环境中存在可燃气体时,烟雾传感器的电导率随空气中可燃气体浓度的增加而增大。使用简单的电路即可将电导率的变化转换为与该烟雾传感器气体浓度相对应的输出信号。
MQ-2气体烟雾传感器对液化气、丙烷、氢气的灵敏度高,对天然气和其它可燃蒸汽的检测也很理想。这种气体传感器可检测多种可燃性气体,是一款适合多种应用的低成本烟雾传感器。
1. 模块特性:
MQ-2烟雾传感器在较宽的浓度范围内对可燃气体有良好的灵敏度
对液化气、丙烷、氢气 的灵敏度较高
长寿命、低成本
简单的驱动电路即可
2. 主要应用:
家庭用气体泄漏报警器
工业用可燃烟雾气体报警器
便携式烟雾气体检测器
3. 产品参数:
型号 | QT-MQ-2 |
---|
工作电压 | DC5v |
工作电流 | 150mA |
产品类型 | 半导体器敏元器件 |
检测气体 | 烟雾、液化石油气、天然气和丙烷等 |
检测浓度 | 300~10000ppm(可燃气体) |
尺寸 | 32mm×20mm×22mm |
输出 | 支持开关数字信号、浓度模拟信号输出 |
重量 | 7.4g |
二、工作原理
MQ-2型烟雾传感器属于二氧化锡半导体气敏材料,属于表面离子式N型半导体。处于200~3000摄氏度时,二氧化锡表面吸附空气中的氧,形成氧的负离子吸附,使半导体中的电子密度减少,从面使其电阻值增加。当与烟雾接触时,如果晶粒间界处的势垒收到烟雾的调至面变化,就会引起表面导电率的变化。利用这一点就可以获得这种烟雾存在的信息烟雾浓度越大导电率越大,输出电阻越低,则输出的模拟信号就越大。
1. 引脚说明:
VCC:电源正极接口,可外接3.3~5v供电电源
GND:电源负极接口,可外接电源负极或地线(GND)
DO:数字信号输出接口(0和1),可外接单片机的GPIO
AO:模拟信号输出接口,可外接单片的ADC采样通道
2. 硬件连接:
模块引脚 | GPIO |
---|
VCC | 3.3V / 5V |
GND | GND |
DO | NC(空) |
AD | PA1 |
用杜邦线把模块的VCC和GND分别与单片机的3.3V(或5V)和GND连接;
把DO与单片机的其中一个GPIO连接;
把AD与单片机的其中一个ADC采样通道连接。
注:传感器通电后,需要先预热约60s后测量的数据才稳定。通电后传感器会出现正常的轻度发热现象,因为内部有电热丝。
3. 烟雾检测
当可燃气体浓度小于指定的阈值时,DO输出高电平,大于指定的阈值时则输出低电平。
4. 阈值调节
模块中蓝色的电位器是用于调节阀值,顺时针旋转,阈值会越大,逆时针越小。
5. 使用AO接口
与DO不同,AO会输出模拟信号,因此需要与单片机的ADC采样通道连接。单片机可以通过此模拟信号来获取可燃气体浓度大小。
6. 原理图
三、程序设计
ADC
#include "adc.h"
#include "delay.h"
void Adc_Init(void)
{
ADC_InitTypeDef ADC_InitStructure;
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA |RCC_APB2Periph_ADC1, ENABLE );
RCC_ADCCLKConfig(RCC_PCLK2_Div6);
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_1;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AIN;
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
ADC_DeInit(ADC1);
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);
ADC_Cmd(ADC1, ENABLE);
ADC_ResetCalibration(ADC1);
while(ADC_GetResetCalibrationStatus(ADC1));
ADC_StartCalibration(ADC1);
while(ADC_GetCalibrationStatus(ADC1));
}
u16 Get_Adc(u8 ch)
{
ADC_RegularChannelConfig(ADC1, ch, 1, ADC_SampleTime_239Cycles5 );
ADC_SoftwareStartConvCmd(ADC1, ENABLE);
while(!ADC_GetFlagStatus(ADC1, ADC_FLAG_EOC ));
return ADC_GetConversionValue(ADC1);
}
u16 Get_Adc_Average(u8 ch,u8 times)
{
u32 temp_val=0;
u8 t;
for(t=0;t<times;t++)
{
temp_val+=Get_Adc(ch);
delay_ms(5);
}
return temp_val/times;
}
USART
#include "sys.h"
#include "usart.h"
#if SYSTEM_SUPPORT_OS
#include "includes.h"
#endif
#if 1
#pragma import(__use_no_semihosting)
struct __FILE
{
int handle;
};
FILE __stdout;
void _sys_exit(int x)
{
x = x;
}
int fputc(int ch, FILE *f)
{
while((USART1->SR&0X40)==0);
USART1->DR = (u8) ch;
return ch;
}
#endif
#if EN_USART1_RX
u8 USART_RX_BUF[USART_REC_LEN];
u16 USART_RX_STA=0;
void uart_init(u32 bound)
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
USART_InitTypeDef USART_InitStructure;
NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1|RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = USART1_IRQn;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority=3 ;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 3;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
USART_InitStructure.USART_BaudRate = bound;
USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;
USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1;
USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No;
USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None;
USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx;
USART_Init(USART1, &USART_InitStructure);
USART_ITConfig(USART1, USART_IT_RXNE, ENABLE);
USART_Cmd(USART1, ENABLE);
}
void USART1_IRQHandler(void)
{
u8 Res;
#if SYSTEM_SUPPORT_OS
OSIntEnter();
#endif
if(USART_GetITStatus(USART1, USART_IT_RXNE) != RESET)
{
Res =USART_ReceiveData(USART1);
if((USART_RX_STA&0x8000)==0)
{
if(USART_RX_STA&0x4000)
{
if(Res!=0x0a)USART_RX_STA=0;
else USART_RX_STA|=0x8000;
}
else
{
if(Res==0x0d)USART_RX_STA|=0x4000;
else
{
USART_RX_BUF[USART_RX_STA&0X3FFF]=Res ;
USART_RX_STA++;
if(USART_RX_STA>(USART_REC_LEN-1))USART_RX_STA=0;
}
}
}
}
#if SYSTEM_SUPPORT_OS
OSIntExit();
#endif
}
#endif
main
int main(void)
{
u16 adcx;
float temp;
delay_init();
NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);
uart_init(115200);
Adc_Init();
while(1)
{
adcx=Get_Adc_Average(ADC_Channel_1,10);
printf("\r\n ADC模拟信号为: %d \r\n\r\n",adcx);
temp=adcx*(3.3/4096);
printf("\r\n 数字电压为: %f \r\n\r\n",temp);
delay_ms(250);
}
}
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