Costruire un rilevatore di gas intelligente con ESP32 e sensore MQ-2: una guida completa

Introduzione

Le fughe di gas sono molto pericolose dal punto di vista della sicurezza poiché possono causare esplosioni, incendi o addirittura problemi alla salute. Per questo motivo, un rilevatore di gas affidabile diventa utile per dare tranquillità e avvisare rapidamente in caso di perdite. In questa guida ti guideremo su come realizzare un rilevatore di gas intelligente utilizzando il microcontrollore ESP32 e il sensore di gas MQ-2. Questo progetto ti fornirà le conoscenze necessarie per creare una soluzione conveniente e versatile per il rilevamento dei gas.

Comprendere i Componenti

Microcontrollore ESP32

I progetti IoT utilizzano ampiamente il potente e flessibile microcontrollore ESP32. Questi includono:

• Connettività Wi-Fi e Bluetooth integrata
• Diversi pin di ingresso/uscita analogici e digitali
• Basso tasso di consumo energetico.
• Facilmente programmabile utilizzando Arduino IDE.

Sensore di gas MQ-2

Il sensore MQ-2 è un sensore economico e ampiamente disponibile in grado di rilevare diversi gas come:

• Metano (CH4)
• Propano (C3H8)
• Butano (C4H10)
• Gas di petrolio liquefatto (GPL)
• Fumo
• Alcol

Il sensore emette un segnale di tensione analogico che varia con la concentrazione del gas rilevato.

Configurazione hardware

Per costruire il rilevatore di gas, avrai bisogno dei seguenti componenti:

• Scheda di sviluppo ESP32
• Sensore di gas MQ-2
• Tagliere
• Cavi di collegamento
• Resistenza (10k ohm)
• Opzionale: Buzzer, LED, Display LCD

Il diagramma di connessione è il seguente:

ESP32:

• Pin 5 V: collegato al pin positivo (+) del sensore MQ-2
• Pin di ingresso analogico (A0): collegato al pin di uscita del sensore MQ-2
• Pin di terra: collegato al pin negativo (-) del sensore MQ-2

Sensore MQ-2:

• Pin positivo (+): collegato al pin 5 V dell'ESP32
• Pin di uscita: collegato al pin A0 dell'ESP32
• Pin negativo (-): collegato al pin di terra dell'ESP32

Resistore:

• Un'estremità collegata al pin 5V dell'ESP32
• L'altra estremità è collegata al pin positivo (+) del sensore MQ-2

Componenti opzionali:

• Collega un cicalino a un pin di uscita digitale dell'ESP32 per un allarme acustico.
• Collega un LED a un pin di uscita digitale dell'ESP32 per un allarme visivo.
• Collegare un display LCD all'ESP32 per visualizzare la lettura della concentrazione del gas.

Sviluppo Software

1. Installa l'IDE Arduino: scarica e installa l'IDE Arduino dal sito Web ufficiale.

2. Installa il supporto della scheda ESP32: nell'IDE di Arduino, vai su File -> Preferenze e aggiungi il seguente URL agli **URL della gestione delle schede aggiuntive:

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

3. Seleziona la scheda ESP32: apri l'IDE di Arduino e vai su **Strumenti -> Scheda -> ESP32 Arduino di Espressif -> Modulo di sviluppo ESP32**. Seleziona la porta COM appropriata per la tua scheda ESP32.

4. Carica il codice: copia e incolla il seguente codice nell'IDE Arduino e caricalo sulla tua scheda ESP32.

#include 

const int sensorePin = A0; // Pin di ingresso analogico per sensore MQ-2

impostazione nulla() {
  Serial.begin(115200); // Inizializza la comunicazione seriale
}

ciclo vuoto() {
  int sensorValue = analogRead(sensorPin);
  float gasConcentration = map(sensorValue, 0, 4095, 0, 100); // Mappa il valore del sensore su un intervallo di concentrazione di gas (0-100)
  Serial.print('Concentrazione di Gas:' );
  Serial.println(concentrazionegas); // Stampa la concentrazione del gas
  delay(1000); // Ritardo di 1 secondo
}

5. Monitora il monitor seriale: apri il monitor seriale nell'IDE di Arduino (Strumenti -> Monitor seriale). Le letture della concentrazione del gas verranno visualizzate nel monitor seriale.

Taratura e collaudo

1. Calibrare il sensore: prima di utilizzare il rilevatore di gas, è essenziale calibrare il sensore MQ-2. Esporre il sensore all'aria aperta e annotare la lettura di base. Questa lettura di base rappresenta l'uscita del sensore in aria pulita.

2. Testare il sensore: esporre il sensore a una fonte di gas nota (ad esempio, un fornello a gas o un accendino) e osservare la risposta del sensore. L'uscita del sensore dovrebbe aumentare all'aumentare della concentrazione di gas.

3. Regola il codice (facoltativo): puoi regolare la funzione di mappatura nel codice Arduino per ottimizzare le letture della concentrazione di gas in base al comportamento del sensore.

Miglioramenti e Applicazioni

1. Integra un allarme: è possibile aggiungere un allarme acustico (cicalino) o un allarme visivo (LED) da attivare ogni volta che si verifica una fuga di gas. Ciò può accadere quando la concentrazione del gas supera la soglia prestabilita.

2. Abilita monitoraggio remoto: la funzione Wi-Fi di ESP32 ti consente di utilizzare l'app per smartphone o l'interfaccia web per il monitoraggio remoto delle concentrazioni di gas. A questo punto potresti aver bisogno di servizi come Blynk o ThingSpeak per generare semplici dashboard per la visualizzazione dei dati e le notifiche di emergenza.

3. Connettiti con i sistemi domestici intelligenti: puoi automatizzare le risposte alle fughe di gas come spegnere gli elettrodomestici o inviare notifiche telefoniche integrando il rilevatore di gas con sistemi domestici intelligenti, ad esempio Amazon Alexa e Google Assistant.

Conclusione

Per realizzare un rilevatore di gas intelligente utilizzando un microcontrollore ESP32 e un sensore di gas MQ-2, queste linee guida ti hanno fornito un prezioso aiuto. Ha lo scopo di rendere l'abitazione sicura da ogni pericolo causato dai gas che fuoriescono al suo interno attraverso i suoi elettrodomestici.
Prenditi sempre cura della tua sicurezza; se non sei sicuro o hai bisogno di ulteriori informazioni, consulta i professionisti. Prova diverse emanazioni e applicazioni per un rilevatore di gas personalizzato più adatto a te in circostanze particolari.