Een slimme gasdetector bouwen met ESP32 en MQ-2-sensor: een uitgebreide gids

Invoering

Gaslekken zijn zeer gevaarlijk in termen van veiligheid, omdat ze een explosie, brand of zelfs gezondheidsproblemen kunnen veroorzaken. Om deze reden is een betrouwbare gasdetector handig om gemoedsrust te geven en snel op de hoogte te stellen als er een lekkage is. In deze handleiding zullen we u begeleiden bij het maken van een slimme gasdetector met behulp van de ESP32-microcontroller en de MQ-2-gassensor. Dit project levert u de kennis op om een ​​betaalbare oplossing voor gasdetectie te maken die veelzijdig is.

De componenten begrijpen

ESP32 Microcontroller

IoT-projecten maken veelvuldig gebruik van de krachtige en flexibele ESP32-microcontroller. Deze omvatten:

• Ingebouwde Wi-Fi- en Bluetooth-connectiviteit
• Verschillende analoge en digitale input/output-pinnen
• Laag stroomverbruik.
• Eenvoudig programmeerbaar met Arduino IDE.

MQ-2 Gas Sensor

De MQ-2-sensor is een goedkope en overal verkrijgbare sensor die verschillende gassen kan detecteren, zoals:

• Methaan (CH4)
• Propaangas (C3H8)
• Butaan (C4H10)
• Vloeibaar Aardgas (LPG)
• Rook
• Alcohol

De sensor geeft een analoog spanningssignaal af dat varieert met de concentratie van het gedetecteerde gas.

Hardware-installatie

Om de gasdetector te bouwen, heb je de volgende componenten nodig:

• ESP32 Ontwikkelbord
• MQ-2 Gas Sensor
• Breadboard
• Jumperdraden
• Weerstand (10k ohm)
• Optioneel: Buzzer, LED, LCD-display

Het aansluitdiagram is als volgt:

• 5V-pin: aangesloten op de positieve (+) pin van de MQ-2-sensor
• Analoge ingangspin (A0): aangesloten op de uitgangspin van de MQ-2-sensor
• Aardpen: aangesloten op de negatieve (-) pin van de MQ-2-sensor

• Positieve (+) pin: aangesloten op de 5V-pin van de ESP32
• Uitgangspin: aangesloten op de A0-pin van de ESP32
• Negatieve (-) pin: aangesloten op de aardingspin van de ESP32

• Eén uiteinde verbonden met de 5V-pin van de ESP32
• Het andere uiteinde is aangesloten op de positieve (+) pin van de MQ-2-sensor

• Sluit een zoemer aan op een digitale uitgangspin van de ESP32 voor een hoorbaar alarm.
• Sluit een LED aan op een digitale uitgangspin van de ESP32 voor een visueel alarm.
• Sluit een LCD-scherm aan op de ESP32 om de gasconcentratie weer te geven.

Softwareontwikkeling

1. Installeer de Arduino IDE: Download en installeer de Arduino IDE vanaf de officiële website.

2. Installeer de ESP32-bordondersteuning: Ga in de Arduino IDE naar Bestand -> Voorkeuren en voeg de volgende URL toe aan de **Additional Boards Manager-URL's:

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

3. Selecteer het ESP32-bord: Open de Arduino IDE en ga naar **Tools -> Board -> ESP32 Arduino by Espressif -> ESP32 Dev Module**. Selecteer de juiste COM-poort voor uw ESP32-bord.

4. Upload de code: Kopieer en plak de volgende code in de Arduino IDE en upload deze naar uw ESP32-bord.

#include 

const int sensorPin = A0; // Analoge ingangspin voor MQ-2-sensor

void setup() {
  Serieel.begin(115200); // Initialiseer seriële communicatie
}

lege lus() {
  int sensorWaarde = analogRead(sensorPin);
  float gasConcentration = map(sensorValue, 0, 4095, 0, 100); // Breng de sensorwaarde in kaart in een gasconcentratiebereik (0-100)
  Serial.print('Gasconcentratie:');
  Serial.println(gasconcentratie); // Print gasconcentratie
  vertraging(1000); // Vertraging van 1 seconde
}

5. Bewaak de seriële monitor: Open de seriële monitor in de Arduino IDE (Extra -> Seriële monitor). De gasconcentratiemetingen worden weergegeven in de seriële monitor.

Kalibratie en Testen

1. Kalibreer de sensor: Voordat u de gasdetector gebruikt, is het essentieel om de MQ-2-sensor te kalibreren. Stel de sensor bloot aan frisse lucht en noteer de uitgangswaarde. Deze basislijnwaarde vertegenwoordigt de output van de sensor in schone lucht.

2. Test de sensor: stel de sensor bloot aan een bekende gasbron (bijvoorbeeld een gasfornuis of een aansteker) en observeer de reactie van de sensor. De output van de sensor moet toenemen naarmate de gasconcentratie toeneemt.

3. Pas de code aan (optioneel): U kunt de mappingfunctie in de Arduino-code aanpassen om de gasconcentratiemetingen te verfijnen op basis van het gedrag van uw sensor.

Verbeteringen en Toepassingen

1. Integreer een alarm: Er kan een audio-alarm (zoemer) of een visueel alarm (LED) worden toegevoegd dat wordt geactiveerd wanneer er een gaslek optreedt. Dit kan gebeuren wanneer de gasconcentratie de vooraf bepaalde drempel overschrijdt.

2. Schakel monitoring op afstand in: Met de Wi-Fi-functie van ESP32 kunt u uw smartphone-app of webinterface gebruiken voor het op afstand monitoren van gasconcentraties. Op dit moment hebt u mogelijk services zoals Blynk of ThingSpeak nodig om eenvoudige dashboards te genereren voor gegevensvisualisatie en noodmeldingen.

3. Maak verbinding met Smart Home-systemen: U kunt reacties op gaslekken automatiseren, zoals het uitschakelen van apparaten of het verzenden van telefoonmeldingen, door uw gasdetector te integreren met smart home-systemen, bijvoorbeeld Amazon Alexa en Google Assistant.

Conclusie

Om een ​​slimme gasdetector te maken met behulp van een ESP32-microcontroller en een MQ-2-gassensor, heeft deze richtlijn u waardevolle hulp geboden. Het is bedoeld om het huis te beveiligen tegen elk gevaar veroorzaakt door gassen die via de apparaten erin ontsnappen.

Zorg altijd voor uw veiligheid; Als u het niet zeker weet of meer informatie nodig heeft, raadpleeg dan een professional. Probeer verschillende uitstralingen en toepassingen uit voor een gepersonaliseerde gasdetector die in bepaalde omstandigheden het beste bij u past.