MQ135空气质量传感器原理_规格特性_电路图
用于检测或测量或监测氨气、苯、硫磺、二氧化碳、烟雾等有害气体的装置称为空气质量气体传感器。MQ135空气质量传感器属于MQ系列气体传感器,广泛用于检测有害气体、新鲜空气中的烟雾等。
MQ135空气质量传感器/检测器的替代型号是 MQ-2(甲烷、LPG、丁烷和烟雾)、MQ-3(酒精、烟雾和乙醇)、MQ-4(CNG 气体和甲烷)、MQ-5 (天然气和液化石油气)、MQ-6(丁烷和液化石油气)、MQ-7 (CO)、MQ-8(氢气)、MQ-9(一氧化碳和易燃气体)、MQ131(臭氧)、MQ136(氢气)硫化物气体)、MQ137(氨气)、MQ138(苯、酒精、丙烷、甲苯、甲醛气体、氢气)、MQ214(甲烷、天然气)、MQ303A(酒精、烟、乙醇)、MQ306A(液化石油气、丁烷) , MQ307A(CO), MQ309A(CO和易燃气体)。
基本概念
MQ135空气质量传感器是MQ气体传感器的一种,用于检测、测量和监测空气中存在的各种气体,如氨、酒精、苯、烟雾、二氧化碳等。它在5V电源和150mA 下工作消耗。需要注意,在操作前需要预热20秒,以获得准确的输出。
MQ135是一款适合空气质量监测应用的半导体空气质量检测传感器,它对大气中的NH3、NOx、CO2、苯、烟雾等危险气体高度敏感。它可以低成本用于有害气体检测和监测应用。
如果气体浓度超过空气中的阈值限制,则数字输出引脚变为高电平。阈值可以通过使用传感器的电位器来改变。模拟输出电压是从传感器的模拟引脚获得的,它给出了空气中存在的气体浓度的近似值。
引脚配置
MQ135空气质量传感器是一个4引脚传感器模块,具有来自相应引脚的模拟和数字输出。MQ135空气质量传感器管脚配置如下图所述。
1、对于MQ135空气质量传感器模块引脚配置:
- 引脚1-VCC:该引脚是指为 MQ135 传感器模块供电的 5V 正电源。
- 引脚2-GND(接地):这是一个参考电位引脚,它将MQ135传感器模块连接到地。
- Pin3-Digital Out(Do):此引脚是指数字输出引脚,通过电位器调节阈值来提供数字输出。该引脚用于检测和测量任何一种特定气体,并使MQ135传感器无需微控制器即可工作。
- 引脚4-Analog Out (Ao):此引脚产生0V至5V的模拟输出信号,它取决于气体强度。该模拟输出信号与由MQ135传感器模块测量的气体蒸汽浓度成正比。该引脚用于以PPM为单位测量气体。它由TTL逻辑驱动,工作电压为5V,主要与微控制器连接。
MQ135 空气质量传感器如下图所示:
- H引脚:有2个H引脚,其中一个连接到电压源,另一个连接到地。
- A引脚:A-pins和B-pins可以互换,这些连接到电源。
- B-引脚:A-pins和B-pins可以互换。一个引脚用于生成输出,而另一个引脚接地。
规格特点
MQ135空气质量传感器的规格和功能参数如下:
- 具有广泛的检测范围。
- 灵敏度高,响应速度快。
- 长寿命和稳定性。
- 工作电压:+5V。
- 测量和检测NH3、酒精、NOx、苯、CO2、烟雾等。
- 模拟输出电压范围:0V-5V。
- 数字输出电压范围:0V-5V(TTL逻辑)。
- 预热时间:20秒。
- 用作模拟或数字传感器。
- 电位器用于改变数字引脚的灵敏度。
- 加热电压:5V±0.1。
- 负载电阻可调。
- 加热器电阻:33ohms±5%。
- 热耗:<800mW。
- 工作温度:-10°C至-45°C。
- 储存温度:-20°C至-70°C。
- 相对湿度:<95%Rh。
- 氧气浓度:21%(影响灵敏度)。
- 感应电阻:30kiloohms~200kiloohms。
- 浓度斜率:≤0.65。
- 预热时间:24小时以上。
工作原理
要测量或检测气体,请使用MQ135模拟引脚或数字引脚。只需向模块施加5V电压,当模块未检测到气体时,可以观察到模块的电源LED亮起(发光)并且输出 LED熄灭。这意味着数字引脚的输出为0V。请注意,在实际操作之前,传感器必须保持20秒的预热时间(如规格中所述)。
现在,一旦操作MQ135传感器进行检测,LED输出就会随着数字输出引脚变高。或者,使用电位器直到输出增加。每当传感器检测到一定的气体浓度时,数字引脚变为高电平 (5V),否则将会保持低电平 (0V)。
此外,也可以使用模拟引脚来获得相同的结果。从微控制器读取输出模拟值(0-5V)。该值与传感器检测到的气体浓度成正比。通过实验值,可以观察到MQ135传感器在不同气体浓度下的工作和反应,以及相应开发的程序。
使用MQ135空气质量传感器测量PPM(百万分之一)
MQ-135气体传感器采用SnO2,一种在洁净空气中具有较高电阻的气敏材料。有害气体数量的增加会降低气体MQ135传感器的电阻。要使用MQ-135空气质量传感器测量PPM,请观察下图所示的 (Rs/Ro) 和PPM之间的图表。
- MQ135传感器的典型灵敏度特性如上图所示。
- 温度为20°C,湿度为65%,O2浓度为21%,负载电阻RL为20千欧。
- 这里的Ro是指传感器在洁净空气或新鲜空气中100ppm NH3时的电阻值。
- Rs是指传感器在几种气体浓度下的电阻。
- 可以通过以下公式确定Rs值来校准MQ135传感器。
- 传感器电阻公式Rs = (Vc/VRL-1)RL。
- 在计算出Ro和Rs值后,找到比率,使用上图可以计算出要测量的特定气体的PPM值。
MQ135空气质量传感器与Arduino的连接
MQ135空气质量传感器与Arduino接口的电路图如下所示:
所需的组件是包括:
- MQ135空气质量传感器
- Arduino UNO
- 5V电源
- 连接电线
按照上面显示的电路图进行连接。MQ135传感器的VCC引脚连接到Arduino的5V引脚。这会为MQ135传感器供电。MQ135传感器的模拟输出引脚Ao和数字输出引脚Do连接到Arduino的Ao和引脚2。最后,MQ135和Arduino的接地引脚连接到公共地。该接口电路提供MQ135空气质量传感器的数字和模拟输出。
当MQ135的 Ao(模拟输出)高于400时,LED亮起,连接到Arduino板的引脚2,否则LED熄灭。最后,观察LCD或监视器上传感器的数字和模拟输出的读数。
上传Arduino代码以进行气体检测,代码如下:
int sensorValue; (int variable to read analogue output reading) int digitalValue; (int variable to read digital output reading) void setup() { Serial.begin(9600); // sets the serial port to 9600 (sets the serial communication to 9600 baud rate) pinMode(13, OUTPUT); (pin 13 is connected to the anode terminal of the LED as an output) pinMode(2, INPUT); (pin 2 of Arduino is connected to the Do pin of the MQ135 as an input) } void loop() { sensorValue = analogRead(0); // read analogue input pin 0 (to read the analogue input on Ao) digitalValue = digitalRead(2); (to read and save the digital output on pin 2 of Arduino) if (sensorValue > 400) { digitalWrite(13, HIGH); (if the analogue reading is greater than 400, then the LED turns ON) } else digitalWrite(13, LOW); (if the analogue reading is less than 400, the LED turns OFF) Serial.println(sensorValue, DEC); // prints the value read Serial.println(digitalValue, DEC); delay(1000); // wait 100ms for the next reading (analogue and digital output readings are displayed on the monitor) }
主要应用
MQ135质量传感器的应用非常的广泛,一些比较常见的应用包括:
- 用于检测氮氧化物、氨气、酒精、芳香族化合物、烟雾和硫化物等气体的过量或泄漏。
- 用作空气质量监测器。
- 用于办公室和建筑物的空气质量设备。
- 用作家用空气污染检测仪。
- 用作工业空气污染检测仪。
- 用作便携式空气污染检测器。
总结
以上就是关于MQ135空气质量传感器的概述。根据气体检测的类型,目前市场上有不同类型的MQ系列空气质量气体传感器。需要注意的是,应该根据空气质量传感器PDF数据表为气体监测应用选择所需的空气质量传感器型号。