पिक माइक्रोकंट्रोलर और mq गैस सेंसर का उपयोग करके गैस का पता लगाने और पीपीएम माप

MQ श्रृंखला गैस सेंसर कुछ प्रकार की गैसों का पता लगाने या मापने के लिए गैस डिटेक्टरों में उपयोग किए जाने वाले बहुत सामान्य प्रकार के सेंसर हैं। ये सेंसर व्यापक रूप से गैस से संबंधित सभी उपकरणों में उपयोग किए जाते हैं जैसे साधारण स्मोक डिटेक्टर से लेकर औद्योगिक वायु गुणवत्ता मॉनिटर्स। हमने पहले से ही अमोनिया जैसे कुछ हानिकारक गैसों को मापने के लिए Arduino के साथ इन MQ गैस सेंसर का उपयोग किया है। इस लेख में, हम सीखेंगे कि PIC Microcontrollers के साथ इन गैस सेंसर का उपयोग कैसे करें, गैस के PPM मान को मापने के लिए और इसे 16x2 LCD पर प्रदर्शित करें।

जैसा कि पहले उल्लेख किया गया है, बाजार में विभिन्न प्रकार के एमक्यू श्रृंखला सेंसर उपलब्ध हैं और प्रत्येक सेंसर विभिन्न प्रकार की गैसों को माप सकता है जैसा कि नीचे दी गई तालिका में दिखाया गया है। इस लेख के लिए, हम MQ6 गैस सेंसर का उपयोग PIC के साथ करेंगे जिसका उपयोग LPG गैस की उपस्थिति और एकाग्रता का पता लगाने के लिए किया जा सकता है। हालांकि, एक ही हार्डवेयर और फर्मवेयर का उपयोग करके अन्य MQ श्रृंखला सेंसर का उपयोग कोड और हार्डवेयर भाग में प्रमुख संशोधन के बिना भी किया जा सकता है।

सेंसर	पहचान लेता है
एमक्यू -2	मिथेन, ब्यूटेन, एलपीजी, धुआं
एमक्यू -3	शराब, इथेनॉल, धूम्रपान
एमक्यू -4	मीथेन, सीएनजी गैस
एमक्यू -5	प्राकृतिक गैस, एल.पी.जी.
एमक्यू -6	एलपीजी, ब्यूटेन गैस
एमक्यू -7	कार्बन मोनोऑक्साइड
एमक्यू -8	हाइड्रोजन गैस
एमक्यू -9	कार्बन मोनोऑक्साइड, ज्वलनशील गैस।
MQ131	ओजोन
MQ135	वायु गुणवत्ता (बेंजीन, शराब, धुआं)
MQ136	हाइड्रोजन सल्फाइड गैस
MQ137	अमोनिया
MQ138	बेंजीन, टोल्यूनि, अल्कोहल, एसीटोन, प्रोपेन, फॉर्मलडिहाइड गैस, हाइड्रोजन
MQ214	मीथेन, प्राकृतिक गैस
MQ216	प्राकृतिक गैस, कोयला गैस
MQ303A	शराब, इथेनॉल, धूम्रपान
MQ306A	एलपीजी, ब्यूटेन गैस
MQ307A	कार्बन मोनोऑक्साइड
MQ309A	कार्बन मोनोऑक्साइड, ज्वलनशील गैस
MG811	कार्बन डाइऑक्साइड (CO2)
AQ-104	हवा की गुणवत्ता

MQ6 गैस सेंसर

नीचे की छवि MQ6 सेंसर पिन आरेख दिखाती है । हालांकि, बाईं छवि माइक्रोकंट्रोलर यूनिट के साथ इंटरफेस करने के लिए एक मॉड्यूल-आधारित MQ6 सेंसर है, उस छवि में मॉड्यूल का पिन आरेख भी दिखाया गया है।

पिन 1 वीसीसी है, पिन 2 जीएनडी है, पिन 3 डिजिटल आउट है (गैस का पता चलने पर लॉजिक कम है।) और पिन 4 एनालॉग आउटपुट है। बर्तन का उपयोग संवेदनशीलता को समायोजित करने के लिए किया जाता है। यह आरएल नहीं है। RL रोकनेवाला DOUT LED का सही रोकनेवाला है।

प्रत्येक MQ श्रृंखला सेंसर में एक हीटिंग तत्व और एक संवेदन प्रतिरोध होता है । गैस की सांद्रता के आधार पर, संवेदन प्रतिरोध बदल जाता है और बदलते प्रतिरोध का पता लगाकर, गैस एकाग्रता को मापा जा सकता है। पीपीएम में गैस एकाग्रता को मापने के लिए सभी एमक्यू सेंसर एक लघुगणकीय ग्राफ प्रदान करते हैं जो बहुत महत्वपूर्ण है। ग्राफ आरएस और आरओ के अनुपात के साथ गैस एकाग्रता का अवलोकन प्रदान करता है।

एमक्यू गैस सेंसर का उपयोग करके पीपीएम कैसे मापें?

आरएस एक विशेष गैस की उपस्थिति के दौरान भावना प्रतिरोध है, जबकि आरओ किसी विशेष गैस के बिना स्वच्छ हवा में भावना प्रतिरोध है। डेटाशीट से लिया गया लॉगरिदमिक ग्राफ MQ6 सेंसर के अर्थ प्रतिरोध के साथ गैस एकाग्रता का अवलोकन प्रदान करता है। MQ6 सेंसर का उपयोग LPG गैस सांद्रता का पता लगाने के लिए किया जाता है । इसलिए, एमक्यू 6 सेंसर स्वच्छ हवा की स्थिति के दौरान एक विशेष प्रतिरोध प्रदान करेगा जहां एलपीजी गैस अनुपलब्ध है। जब भी MQ6 सेंसर द्वारा LPG गैस का पता लगाया जाता है, तो प्रतिरोध बदल जाएगा।

इसलिए, हमें अपने फर्मवेयर में इस ग्राफ को प्लॉट करने की आवश्यकता है जैसा कि हमने अपने Arduino Gas डिटेक्टर प्रोजेक्ट में किया था। सूत्र में 3 अलग-अलग डेटा बिंदु हैं। पहले दो डेटा बिंदु X और Y निर्देशांक में LPG वक्र की शुरुआत हैं। तीसरा डेटा ढलान है।

इसलिए, यदि हम गहरे नीले वक्र का चयन करते हैं जो LPG वक्र है, X और Y में वक्र की शुरुआत 200 है और 2. तो, लघुगणकीय पैमाने से पहला डेटा बिंदु है (log200, log2) जो है (2.3, 0.30)।

आइए इसे एक्स 1 और वाई 1 = (2.3, 0.30) के रूप में बनाते हैं। वक्र का अंत दूसरा डेटा बिंदु है। ऊपर वर्णित समान प्रक्रिया द्वारा, X2 और Y2 हैं (लॉग 10000, log0.4)। इस प्रकार, X2 और Y2 = (4, -0.40)। वक्र का ढलान प्राप्त करने के लिए सूत्र है

= (Y2-Y1) / (X2-X1) = (- 0.40 - 0.30) / (4 - 2.3) = (-0.70) / (1.7) = -0.41

हमें जिस ग्राफ की आवश्यकता है वह दिया जा सकता है

LPG_Curve = {X शुरू करना और Y शुरू करना, ढलान} LPG_Curve = {2.3, 0.30, -0.41}

अन्य एमक्यू सेंसर के लिए, डेटाशीट और लॉगरिदमिक ग्राफ प्लॉट से उपरोक्त डेटा प्राप्त करें। मूल्य सेंसर और गैस के आधार पर अलग-अलग होगा। इस विशेष मॉड्यूल के लिए, इसमें एक डिजिटल पिन होता है जो केवल गैस के बारे में जानकारी प्रदान करता है या नहीं। इस प्रोजेक्ट के लिए भी इसका इस्तेमाल किया जाता है।

आवश्यक घटक

PIC माइक्रोकंट्रोलर के साथ MQ सेंसर के इंटरफेस के लिए आवश्यक घटक नीचे दिए गए हैं-

1. 5 वी बिजली की आपूर्ति
2. ब्रेड बोर्ड
3. 4.7k रोकनेवाला
4. एलसीडी 16x2
5. 1k रोकनेवाला
6. 20Mhz क्रिस्टल
7. 33pF संधारित्र - 2 पीसी
8. PIC16F877A माइक्रोकंट्रोलर
9. MQ श्रृंखला सेंसर
10. बर्ग और अन्य हुकअप तार।

ढांच के रूप में

एक PIC परियोजना के साथ इस गैस सेंसर के लिए योजनाबद्ध बहुत सीधे आगे है। एनालॉग पिन गैस सेंसर मॉड्यूल द्वारा प्रदान किए गए एनालॉग वोल्टेज को मापने के लिए आरडी 5 और आरडी 5 के साथ डिजिटल एक के साथ जुड़ा हुआ है। यदि आप PIC के लिए पूरी तरह से नए हैं, तो आप इस प्रोजेक्ट को बेहतर ढंग से समझने के लिए PIC ADC ट्यूटोरियल और PIC LCD ट्यूटोरियल देख सकते हैं।

सर्किट का निर्माण ब्रेडबोर्ड में किया जाता है। एक बार कनेक्शन पूरा हो जाने के बाद, मेरा सेट-अप इस तरह दिखता है, जो नीचे दिखाया गया है।

MQ सेंसर PIC प्रोग्रामिंग के साथ

इस कोड का मुख्य भाग मुख्य कार्य और अन्य संबंधित परिधीय कार्य हैं। पूरा कार्यक्रम इस पृष्ठ के नीचे पाया जा सकता है, महत्वपूर्ण कोड स्निपेट्स को निम्नानुसार समझाया गया है

नि: शुल्क वायु में सेंसर प्रतिरोध मूल्य प्राप्त करने के लिए नीचे फ़ंक्शन का उपयोग किया जाता है। जैसा कि एनालॉग चैनल 0 का उपयोग किया जाता है, यह एनालॉग चैनल 0. से डेटा प्राप्त कर रहा है। यह एमक्यू गैस सेंसर को कैलिब्रेट करने के लिए है ।

फ्लोट सेंसॉरकैल्ब्रेशन () { इंट काउंट; // यह फ़ंक्शन फ्री एयर फ्लोट वैल = 0 में सेंसर को कैलिब्रेट करेगा ; के लिए (गिनती = 0; गिनती <50; गिनती ++) {// कई नमूने लें और औसत मूल्य की गणना करें वैल + = गणना_सिस्टेंस (ADC_Read (0)); __delay_ms (500); } वैल = वैल / 50; val = val / RO_VALUE_CLEAN_AIR; // RO_CLEAN_AIR_FACTOR द्वारा विभाजित रो रिटर्न वेल; }

नीचे फ़ंक्शन का उपयोग एमक्यू सेंसर एनालॉग मूल्यों को पढ़ने के लिए किया जाता है और इसे रुपये के मूल्य की गणना करने के लिए औसत किया जाता है

float read_MQ () { int count; फ्लोट आरएस = 0; के लिए (गिनती = 0; गिनती <5; गिनती ++) {// कई रीडिंग लें और इसे औसत करें। rs + = calcul_resistance (ADC_Read (0)); // गैस की सांद्रता के अनुसार rs परिवर्तन। __delay_ms (50); } rs = rs / 5; वापसी आरएस; }

नीचे दिए गए फ़ंक्शन का उपयोग वोल्टेज विभक्त प्रतिरोध और लोड प्रतिरोध से प्रतिरोध की गणना करने के लिए किया जाता है।

फ्लोट गणना_सिस्टेंस (int adc_channel) {// सेंसर और लोड रेसिस्टर एक वोल्टेज विभक्त बनाता है। इसलिए एनालॉग वैल्यू और लोड वैल्यू रिटर्न ((फ्लोट) RL_VALUE * (1023-adc_channel) / adc_channel) का उपयोग करके; // हम सेंसर रोकनेवाला पाएंगे। }

RL_VALUE को नीचे दिखाए गए कोड की शुरुआत में परिभाषित किया गया है

#define RL_VALUE (10) // बोर्ड पर लोड प्रतिरोध को किलो-ओम में परिभाषित करता है

ऑनबोर्ड लोड प्रतिरोध की जाँच करने के बाद इस मान को बदलें। यह अन्य MQ सेंसर बोर्ड में अलग हो सकता है। उपलब्ध डेटा को लॉग स्केल में प्लॉट करने के लिए, नीचे फ़ंक्शन का उपयोग किया जाता है।

int gas_plot_log_scale (फ्लोट rs_ro_ratio, फ्लोट * कर्व) { रिटर्न पॉव (10, (((rs_ro_ratio) -curve) / कर्व) + कर्व); }

वक्र एलपीजी वक्र कोड के ऊपर परिभाषित किया गया है जो पहले हमारे लेख में ऊपर की गणना की गई है।

फ्लोट MQ6_curve = {2.3,0.30, -0.41}; // ग्राफ प्लॉट, विशेष सेंसर के लिए इसे बदलें

अंत में, मुख्य कार्य जिसके अंदर हम एनालॉग मूल्य को मापते हैं, पीपीएम की गणना करते हैं और इसे एलसीडी पर प्रदर्शित करते हैं जो नीचे दिया गया है

शून्य मुख्य () { system_init (); साफ़ स्क्रीन(); lcd_com (FIRST_LINE); lcd_puts ("कैलिब्रेटिंग…."); आरओ = सेंसरकैलिब्रेशन (); //साफ़ स्क्रीन(); lcd_com (FIRST_LINE); lcd_puts ("संपन्न!"); //साफ़ स्क्रीन(); lcd_com (FIRST_LINE); lcd_print_number (Ro); lcd_puts ("के ओहम्स"); __delay_ms (1500); gas_detect = 0; जबकि (1) { अगर (गैस_डेट = = 0) { lcd_com (FIRST_LINE); lcd_puts ("गैस मौजूद है"); lcd_com (SECOND_LINE); lcd_puts ("गैस पीपीएम ="); float rs = read_MQ (); फ्लोट अनुपात = आरएस / आरओ; lcd_print_number (gas_plot_log_scale (अनुपात, MQ6_curve)); __delay_ms (1500); साफ़ स्क्रीन(); } और { lcd_com (FIRST_LINE); lcd_puts ("गैस मौजूद नहीं है"); } } }

सबसे पहले, सेंसर का आरओ स्वच्छ हवा में मापा जाता है। फिर डिजिटल पिन को यह जांचने के लिए पढ़ा जाता है कि गैस मौजूद है या नहीं। यदि गैस मौजूद है, तो गैस को एलपीजी वक्र द्वारा मापा जाता है।

मैंने जांच के लिए लाइटर का उपयोग किया है कि क्या गैस का पता चलने पर पीपीएम मान बदल रहा है। इन सिगार लाइटर में उनके अंदर एलपीजी गैस होती है, जो हवा में छोड़े जाने पर हमारे सेंसर द्वारा पढ़ी जाएगी और नीचे दिखाए गए एलसीडी परिवर्तनों पर पीपीएम मान।

इस पृष्ठ के निचले भाग पर दिए गए वीडियो में पूरा काम किया जा सकता है । यदि आपके कोई प्रश्न हैं, तो कृपया उन्हें टिप्पणी अनुभाग में छोड़ दें, या अन्य तकनीकी प्रश्नों के लिए हमारे मंचों का उपयोग करें।