Configurer et lire le capteur de gaz Raspberry Pi (MQ-X)

Des capteurs sont nécessaires pour détecter les composants de l’air. Ceux-ci sont utilisés par exemple dans les détecteurs de fumée. Cependant, les instructions d’utilisation de ces capteurs de gaz sur le Raspberry Pi sont rares, c’est pourquoi dans ce tutoriel l’utilisation générale de ces modules MQ sur le Raspberry Pi est illustrée. Ainsi, par ex. des détecteurs de fumée ou des testeurs de qualité de l’air peuvent être construits.

Comment configurer n’importe quel capteur MQ et le lire avec le Pi sera montré sur l’exemple du capteur de gaz Raspberry Pi MQ2 dans ce tutoriel. Tous les autres capteurs (MQ3, MQ-135, etc.) peuvent également être adaptés en quelques étapes supplémentaires.

Accessoires

Tous les capteurs MQ-X renvoient des signaux analogiques, que nous ne pouvons pas facilement lire sur le Raspberry Pi. Une possibilité serait d’utiliser un Arduino, mais nous pouvons également utiliser un convertisseur analogique-numérique (ADC), qui peut être lu via le bus I2C. De plus, nous avons également besoin d’un convertisseur de niveau logique.

Ces composants sont indépendants du capteur de gaz sélectionné. Il existe également de nombreux capteurs différents pour le Raspberry Pi, qui sont déjà disponibles pour quelques dollars et conviennent à différents gaz:

Vous pouvez trouver la liste complète avec des informations supplémentaires ici.

Je recommande d’utiliser un capteur avec un PCB soudé, car aucun câblage supplémentaire et l’utilisation de résistances et de condensateurs ne sont nécessaires.

Les détails des différents capteurs de gaz Raspberry Pi peuvent également être trouvés dans les fiches techniques correspondantes. Simplement Google le nom du capteur, y compris «fiche technique». Il y a aussi la tension à laquelle le capteur fonctionne mentionné.

Si quelqu’un veut construire un testeur d’alcool ou quelque chose de similaire, vous devez également savoir que ces modules ne sont pas absolument précis et ne peuvent pas rivaliser avec une mesure professionnelle.

Connexion entre MQ-2 et Raspberry Pi

Dans cet exemple, nous utilisons une tension de 5 V en sortie. C’est trop pour les GPIO, c’est pourquoi nous utilisons un convertisseur de niveau logique (TTL) qui coupe la tension. Si vous utilisez un capteur autre que le MQ-2 et qu’il a une tension différente, la configuration doit bien sûr être ajustée.

Une fois le MCP3008 correctement connecté, nous utilisons le port 0 et le connectons au RX0 du TTL. Sur le côté opposé se trouve RX1, qui est connecté à la broche analogique (A0) du capteur MQ2. Connectez également 3,3 V du Raspberry Pi (LV) et 5V (HV) au TTL. Et aussi 5V à la broche VCC du capteur de gaz et GND du Raspberry Pi arrive à GND du côté LV et HV du TTL, ainsi qu’au GND du MQ2.

Schématiquement, l’ensemble se présente comme suit:

Capteur de gaz Raspberry Pi MQ2 Steckplatine

J’utilise le 5V du Raspberry Pi. Cependant, une alimentation externe est recommandée si d’autres capteurs et modules ou périphériques d’entrée (clavier, souris, écran tactile) sont utilisés. Pour cela, le capteur est simplement alimenté en courant depuis la source externe (côté HV du TTL) et la connexion de masse (Minus / GND) est connectée au GND du Raspberry Pi.

Configuration du capteur de gaz Raspberry Pi – Préparation

La concentration d’un gaz est donnée en PPM (parties par million). Une difficulté du MQ-2 est qu’une seule valeur analogique est donnée avec laquelle la teneur en gaz dans l’air doit être calculée pour les différents gaz supportés. Cependant, le capteur doit être configuré à cet effet. Étant donné que ce manuel est également applicable à un autre capteur de gaz Raspberry Pi, la procédure est la suivante:

Tout d’abord, nous devons voir Fiche technique du module respectif, qui contient un schéma:

Fiche technique du capteur de gaz Raspberry Pi MQ-2

Les valeurs spécifiées sont à l’échelle logarithmique.

Cependant, la mise à l’échelle des valeurs n’est pas linéaire mais logarithmique à la base 10 (log). ainsi, le premier coup sur l’axe X est 200, puis 300, etc. Le premier coup après 1000 est 2000, etc. La distance entre est linéaire. L’idée derrière ce script pour l’étalonnage et la lecture est de créer une ligne droite et de calculer la quantité de gaz (en ppm). Pour ce faire, nous avons besoin de deux points pour calculer la pente.

Prenons l’exemple du GPL. On prend donc le point P1 (x = 200, y = ~ 1,62) et P2 (x = 10000, y = ~ 0,26). Pour calculer les valeurs «réelles», nous appliquons la dix logarithmes. En utilisant le forme en deux points, nous pouvons calculer la pente, qui dans notre cas est de -0,47 (lien vers le calcul). Avec la pente et le logarithme calculé à partir du point gauche (x = 2,3, y = 0,21), nous pouvons maintenant déterminer la droite.

Pour les gaz restants, le calcul est équivalent et peut être effectué de la même manière. Quiconque veut avoir plus de matériel de lecture peut le faire ici.

Étalonnage du capteur de gaz Raspberry Pi – Code

Assez de la théorie – nous voulons utiliser le capteur maintenant. À cette fin, vous pouvez utiliser le code que j’ai personnalisé, qui se trouve dans un référentiel GitHub. Une classe de lecture du MCP3008 est également incluse. Nous clonons d’abord le répertoire:

git clone https://github.com/tutRPi/Raspberry-Pi-Gas-Sensor-MQ

Ensuite, nous passons au répertoire et exécutons le fichier de test Python existant.

cd Raspberry-Pi-Gas-Sensor-MQ
sudo python example.py

L’étalonnage démarre automatiquement lors de l’initialisation. Il est important que le capteur soit en bon air / frais car la fumée / d’autres gaz fausseraient l’étalonnage. Le processus prend quelques secondes, mais la teneur en gaz peut déjà être mesurée par la suite (voir vidéo). Certains capteurs sont assez chauds, mais cela ne devrait pas être un sujet de préoccupation.

Certains utilisateurs ont signalé que les valeurs ne deviennent précises qu’après un certain temps. Je ne peux pas le vérifier car je n’ai pas d’appareil de mesure professionnel. Si quelqu’un peut confirmer ou vérifier, puisqu’il a un tel appareil à la maison, je serais heureux des commentaires en tant que commentaire 🙂

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