Construcción de un detector de gas inteligente con ESP32 y sensor MQ-2: una guía completa

Introducción

Las fugas de gas son muy peligrosas en términos de seguridad ya que pueden provocar una explosión, un incendio o incluso problemas de salud. Por esta razón, un detector de gas que sea confiable resulta útil para brindar tranquilidad y un aviso rápido si hay alguna fuga. En esta guía, le guiaremos sobre cómo hacer un detector de gas inteligente utilizando el microcontrolador ESP32 y el sensor de gas MQ-2. Este proyecto le proporcionará conocimientos para crear una solución asequible para la detección de gases que sea versátil.

Entendiendo los Componentes

Microcontrolador ESP32

Los proyectos de IoT utilizan ampliamente el potente y flexible microcontrolador ESP32. Estos incluyen:

• Conectividad Wi-Fi y Bluetooth integrada
• Varios pines de entrada/salida analógica y digital.
• Bajo consumo de energía.
• Fácilmente programable usando Arduino IDE.

Sensor de gas MQ-2

El sensor MQ-2 es un sensor de bajo costo y ampliamente disponible que puede detectar varios gases como:

• Metano (CH4)
• Propano (C3H8)
• Butano (C4H10)
• Gas Licuado de Petróleo (GLP)
• Fumar
• Alcohol

El sensor emite una señal de voltaje analógica que varía según la concentración del gas detectado.

Configuración del hardware

Para construir el detector de gas, necesitará los siguientes componentes:

• Placa de Desarrollo ESP32
• Sensor de gas MQ-2
• Tablero de circuitos
• Cables de puente
• Resistencia (10k ohmios)
• Opcional: Zumbador, LED, Pantalla LCD

El diagrama de conexión es el siguiente:

ESP32:

• Pin 5V: Conectado al pin positivo (+) del sensor MQ-2
• Pin de entrada analógica (A0): conectado al pin de salida del sensor MQ-2
• Pin de tierra: conectado al pin negativo (-) del sensor MQ-2

Sensor MQ-2:

• Pin positivo (+): conectado al pin de 5V del ESP32
• Pin de salida: conectado al pin A0 del ESP32
• Pin negativo (-): conectado al pin de tierra del ESP32

Resistor:

• Un extremo conectado al pin de 5V del ESP32
• El otro extremo conectado al pin positivo (+) del sensor MQ-2

Componentes opcionales:

• Conecte un timbre a un pin de salida digital del ESP32 para obtener una alarma audible.
• Conecte un LED a un pin de salida digital del ESP32 para una alarma visual.
• Conecte una pantalla LCD al ESP32 para mostrar la lectura de concentración de gas.

Desarrollo de software

1. Instala el IDE de Arduino: Descarga e instala el IDE de Arduino desde el sitio web oficial.

2. Instalar el soporte para la placa ESP32: En el IDE de Arduino, ve a Archivo -> Preferencias y agrega la siguiente URL a los **URLs adicionales del gestor de placas:**

https://dl.espressif.com/dl/package_esp32_index.json

3. Selecciona la placa ESP32: Abre el IDE de Arduino y ve a **Herramientas -> Placa -> ESP32 Arduino de Espressif -> Módulo Dev ESP32**. Selecciona el puerto COM apropiado para tu placa ESP32.

4. Cargar el Código: Copia y pega el siguiente código en el IDE de Arduino y súbelo a tu placa ESP32.

#include 

sensor int constantePin = A0; // Pin de entrada analógica para el sensor MQ-2

configuración vacía() {
  Serie.begin(115200); // Inicializa la comunicación serial
}

bucle vacío() {
  int sensorValue = analogRead(sensorPin);
  concentración de gas flotante = mapa(sensorValue, 0, 4095, 0, 100); // Asigna el valor del sensor a un rango de concentración de gas (0-100)
  Serial.print('Concentración de Gas:' );
  Serial.println(concentración de gas); // Imprimir concentración de gas
  delay(1000); // Retraso de 1 segundo
}

5. Monitorear el Monitor Serial: Abre el Monitor Serial en el IDE de Arduino (Herramientas -> Monitor Serial). Las lecturas de concentración de gas se mostrarán en el Monitor Serial.

Calibración y pruebas

1. Calibrar el Sensor: Antes de usar el detector de gas, es esencial calibrar el sensor MQ-2. Exponga el sensor al aire fresco y anote la lectura base. Esta lectura base representa la salida del sensor en aire limpio.

2. Probar el Sensor: Exponga el sensor a una fuente de gas conocida (por ejemplo, una estufa de gas o un encendedor) y observe la respuesta del sensor. La salida del sensor debería aumentar a medida que aumenta la concentración de gas.

3. Ajustar el Código (Opcional): Puedes ajustar la función de mapeo en el código de Arduino para afinar las lecturas de concentración de gas según el comportamiento de tu sensor.

Mejoras y Aplicaciones

1. Integrar una Alarma: Se puede añadir una alarma de audio (zumbador) o una alarma visual (LED) que se active siempre que ocurra una fuga de gas. Esto puede suceder cuando la concentración de gas supera el umbral predeterminado.

2. Habilitar Monitoreo Remoto: La función Wi-Fi del ESP32 te permite usar tu aplicación para smartphone o interfaz web para el monitoreo remoto de concentraciones de gas. En este punto, es posible que necesites servicios como Blynk o ThingSpeak para generar paneles simples para la visualización de datos y notificaciones de emergencia.

3. Conéctate con sistemas de hogar inteligente: Podrías automatizar respuestas a fugas de gas, como apagar electrodomésticos o enviar notificaciones al teléfono, integrando tu detector de gas con sistemas de hogar inteligente, por ejemplo, Amazon Alexa y Google Assistant.

Conclusión

Para fabricar un detector de gas inteligente utilizando un microcontrolador ESP32 y un sensor de gas MQ-2, esta guía le ha brindado una valiosa ayuda. Su objetivo es hacer que el hogar esté seguro ante cualquier peligro causado por los gases que se escapan al mismo a través de sus electrodomésticos.
Cuida siempre tu seguridad; Si no estás seguro o necesitas más información, consulta con profesionales. Pruebe varias emanaciones y aplicaciones para obtener el detector de gas personalizado que mejor se adapte a sus circunstancias particulares.