MQ-2烟雾传感器的原理及使用教程

一、MQ-2烟雾传感器简介

MQ-2常用于家庭和工厂的气体泄漏监测装置，适宜于液化气、苯、烷、酒精、氢气、烟雾等的探测。故因此，MQ-2可以准确来说是一个多种气体探测器。
MQ-2的探测范围极其的广泛。它的优点：灵敏度高、响应快、稳定性好、寿命长、驱动电路简单。

二、MQ-2的工作原理

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200~300摄氏度时，二氧化锡吸附空气中的氧，形成氧的负离子吸附，使半导体中的电子密度减少，从而使其电阻值增加。当与烟雾接触时，如果晶粒间界处的势垒收到烟雾的调至而变化，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，烟雾的浓度越大，导电率越大，输出电阻越低，则输出的模拟信号就越大。

三、MQ-2的特性

1、MQ-2型传感器对天然气、液化石油气等烟雾有很高的灵敏度，尤其对烷类烟雾更为敏感，具有良好的抗干扰性，可准确排除有刺激性非可燃性烟雾的干扰信息。
2、MQ-2型传感器具有良好的重复性和长期的稳定性。初始稳定，响应时间短，长时间工作性能好。需要注意的是：在使用之前必须加热一段时间，否则其输出的电阻和电压不准确。
3、其检测可燃气体与烟雾的范围是100~10000ppm
(ppm为体积浓度。 1ppm=1立方厘米/1立方米)
4.电路设计电压范围宽，24V以下均可，加热电压5±0.2V
注意：。如果加热电压过高，会导致输入电流过大，将内部的信号线熔断，从而器件报废。

四、MQ-2应用电路

MQ-2常用的电路有两种，一种使用采用比较器电路监控，另一种为ADC电路检测。
1.比较器电路

MQ-2的4脚输出随烟雾浓度变化的直流信号，被加到比较器U1A的2脚，Rp构成比较器的门槛电压。当烟雾浓度较高输出电压高于门槛电压时，比较器输出低电平（0v），此时LED亮报警；当浓度降低传感器的输出电压低于门槛电压时，比较器翻转输出高电平（Vcc），LED熄灭。调节Rp，可以调节比较器的门槛电压，从而调节报警输出的灵敏度。
R1串入传感器的加热回路，可以保护加热丝免受冷上电时的冲击。

2.ADC转换电路
MQ-2传感器另外一个采集方法为AD信号采集，即将电压信号转化为数字信号，进而转化为精确的烟雾浓度值。

MQ-2传感器的4脚、6脚的电压为输出信号，Rs为传感器的本体电阻。其中若气体浓度上升，必导致Rs下降。而Rs的下降则会导致MQ-2的4脚、6脚对地输出的电压增大。所以气体浓度增大，其输出的电压也会增大，最终通过ADC0832转换后数值增大。

五．控制程序

1.因为比较器电路处理的检测信号只有高和低两种状态；当浓度低于阈值时，信号为高电平；浓度高于阈值时，信号为低电平。所以单片机只需要将引脚配置为输入模式，监控该信号的高低电平即可。
2.AD信号采集程序
实现对MQ-2烟雾浓度的采集，只需实现ADC0832采集函数便可完成信号的采集。但通过ADC0832采集到的信号只为原始信号，要转换为实际的烟雾浓度，还需要根据MQ-2的特性进行校正和公式转换，最终得到实际的浓度值。

/****************************************************************************
函数功能:AD转换子程序
入口参数:channel
出口参数:dat
****************************************************************************/
unsigned char adc0832(unsigned char channel )
{
	unsigned char i,test,adval,dat;
	adval = 0x00;
	test = 0x00;
	
	Clk = 0;       //初始化
	DATI = 1;
	_nop_();
	CS = 0;
	_nop_();
	Clk = 1;
	_nop_();
	
	
	if (channel == 0x00 )      //通道选择
	{
		Clk = 0;
		DATI = 1;      //通道0的第一位
		_nop_();
		Clk = 1;
		_nop_();
		Clk = 0;
		DATI = 0;      //通道0的第二位
		_nop_();
		Clk = 1;
		_nop_();
	} 
	else
	{
		Clk = 0;
		DATI = 1;      //通道1的第一位
		_nop_();
		Clk = 1;
		_nop_();
		Clk = 0;
		DATI = 1;      //通道1的第二位
		_nop_();
		Clk = 1;
		_nop_();
	}
	
	Clk = 0;
	DATI = 1;
	for( i = 0;i < 8;i++ )      //读取前8位的值
	{
		_nop_();
		adval <<= 1;
		Clk = 1;
		_nop_();
		Clk = 0;
		if (DATO)
		adval |= 0x01;
		else
		adval |= 0x00;
	}
	for (i = 0; i < 8; i++)      //读取后8位的值
	{
		test >>= 1;
		if (DATO)
		test |= 0x80;
		else 
		test |= 0x00;
		_nop_();
		Clk = 1;
		_nop_();
		Clk = 0;
	}
	if (adval == test)      //比较前8位与后8位的值，如果不相同舍去。若一直出现显示为零，请将该行去掉
	dat = test;
	nop_();
	CS = 1;        //释放ADC0832
	DATO = 1;
	Clk = 1;
	return dat;
}

/****************************************************************************
函数功能:获取烟雾浓度
入口参数:无
出口参数:dat
****************************************************************************/
unsigned char GetYanWuValue(void)
{
		unsigned int sum=0;
		unsigned char m,value=0;
		for(m=0;m<20;m++)			//读50次AD值
			sum = adc0832(0)+sum;		//读到的AD值，将读到的数据累加到sum
		value=(unsigned char)(sum/20);				//跳出上面的for循环后，将累加的总数除以50得到平均值value
	
		if(value > ADC_Zero) 
				value = value - ADC_Zero;              //首先减去零点漂移
			else
				value = 0;
	
		return value;

}

如需MQ-2相关资料， 请关注公众号，首页回复“MQ-2”获取资料