ESP32 S3 - Capteur de gaz
Apprenez à utiliser l'ESP32 S3 avec un capteur de gaz MQ2 pour surveiller la qualité de l'air et détecter des gaz inflammables comme le GPL, la fumée, le propane, l'hydrogène, le méthane et le monoxyde de carbone dans votre environnement. Ce tutoriel vous guide à travers chaque étape, du câblage du capteur à l'écriture et au téléversement du code, afin que vous puissiez construire rapidement un système de détection de gaz fonctionnel.
Ce que vous allez construire :
- Un détecteur de gaz numérique qui se déclenche lorsque la concentration de gaz dépasse un seuil défini
- Un moniteur analogique de concentration de gaz qui suit les changements progressifs de la qualité de l'air
- Un affichage sur le Serial Monitor montrant le statut et les valeurs de détection de gaz en temps réel
- Une base pour des projets de sécurité pratiques comme des alarmes et des contrôleurs de ventilation
Matériel Requis
Ou vous pouvez acheter les kits suivants:
| 1 | × | Kit de Démarrage DIYables ESP32 S3 (ESP32 S3 inclus) | |
| 1 | × | Kit de Capteurs DIYables (18 capteurs/écrans) |
À propos du capteur de gaz MQ2
Le capteur de gaz MQ2 est un module polyvalent de qualité de l'air capable de détecter un large éventail de gaz inflammables et de fumée. Il fournit à la fois une sortie numérique à seuil et une sortie analogique de concentration, ce qui le rend adapté aussi bien à de simples alarmes qu'à un enregistrement détaillé de la qualité de l'air avec l'ESP32 S3.
Spécifications clés
- Détecte plusieurs gaz : GPL, fumée, alcool, propane, hydrogène, méthane et monoxyde de carbone
- Deux options de sortie : broches numérique (DO) et analogique (AO)
- Potentiomètre intégré pour ajuster la sensibilité
- Tension de fonctionnement : alimentation 5V
- Deux voyants LED pour l'alimentation et le statut de détection de gaz
- Le capteur MQ2 détecte la présence globale de gaz inflammables plutôt que d'identifier des types de gaz individuels
- Nécessite une période de préchauffage avant que des relevés précis soient possibles
- Faible coût et intégration simple avec l'ESP32 S3
Brochage
Le module capteur de gaz MQ2 possède quatre broches de connexion qui correspondent directement à votre ESP32 S3 :
- Broche VCC : Connectez à une alimentation 5V
- Broche GND : Connectez à la masse (0V)
- Broche DO : Sortie numérique — produit LOW lorsque du gaz est détecté au-dessus du seuil, HIGH en dessous du seuil
- Broche AO : Sortie analogique — la tension augmente avec la concentration de gaz
Voyants LED :
- PWR-LED : Voyant d'alimentation — s'allume quand le capteur reçoit de l'alimentation
- DO-LED : Voyant de détection de gaz — s'allume quand la concentration de gaz dépasse le seuil (la broche DO est à LOW)
Comment ça fonctionne
Sortie numérique (broche DO) :
- Un potentiomètre intégré vous permet de régler le seuil de concentration de gaz
- Lorsque la concentration de gaz dépasse le seuil : la broche DO produit LOW et la DO-LED s'allume
- Lorsque la concentration de gaz est en dessous du seuil : la broche DO produit HIGH et la DO-LED s'éteint
- Idéal pour des alarmes de détection de gaz simples
Sortie analogique (broche AO) :
- La tension augmente à mesure que la concentration de gaz augmente
- La tension diminue à mesure que la concentration de gaz diminue
- Fournit une mesure précise des niveaux de gaz
- Le réglage du potentiomètre n'affecte pas les lectures de la broche AO
- Parfait pour surveiller les changements progressifs de la qualité de l'air
Le préchauffage du capteur MQ2
Le capteur de gaz MQ2 a besoin de temps pour chauffer avant de fournir des relevés précis.
Exigences de préchauffage :
- Première utilisation ou après un long stockage (1 mois ou plus) : préchauffez pendant 24 à 48 heures
- Utilisation régulière : préchauffez seulement 5 à 10 minutes
- Pendant le préchauffage : les relevés commencent hauts, puis diminuent progressivement jusqu'à se stabiliser
- Comment préchauffer : connectez simplement VCC et GND à une alimentation (5V) ou à votre ESP32 S3
Pourquoi le préchauffage est important :
- Assure la précision et la stabilité du capteur
- Sans préchauffage adéquat, les relevés seront peu fiables
Schéma de câblage
Connecter le capteur de gaz MQ2 à votre ESP32 S3 est simple — vous pouvez utiliser la sortie numérique, la sortie analogique, ou les deux selon les besoins de votre projet. Faites attention à l'exigence d'alimentation : le capteur MQ2 a besoin de 5V pour fonctionner correctement, donc connectez VCC à la broche 5V de votre ESP32 S3.
Notes de sécurité
Assurez-vous toujours que le capteur MQ2 est alimenté en 5V plutôt qu'en 3,3V, car une tension insuffisante entraînera des relevés inexacts. Manipulez les flammes nues ou les sources de gaz avec précaution lors des tests du capteur, et travaillez dans une zone bien ventilée pour éviter d'accumuler accidentellement des gaz inflammables pendant le développement.
Cette image a été créée avec Fritzing. Cliquez pour agrandir l'image.
| Broche MQ2 | Broche ESP32 S3 |
|---|---|
| VCC | 5V |
| GND | GND |
| DO | GPIO41 |
| AO | GPIO15 |
Code ESP32 S3 - Lire la valeur de la broche DO
Le code suivant lit la sortie numérique du capteur de gaz MQ2 pour détecter la présence de gaz inflammables. Il surveille la broche DO chaque seconde et affiche un message de statut clair sur le Serial Monitor afin que vous puissiez voir immédiatement quand du gaz est détecté ou que l'air revient à la normale.
Étapes rapides
- Nouveau sur l'ESP32 S3 ? Terminez d'abord notre guide ESP32 S3 - Premiers pas.
- Copiez le code : Copiez le code ci-dessus et ouvrez-le avec Arduino IDE.
- Téléversez le code : Cliquez sur le bouton Upload dans Arduino IDE pour téléverser le code sur l'ESP32 S3.
- Testez le capteur : Placez le capteur de gaz MQ2 près de fumée ou d'une source de gaz inflammable que vous voulez détecter.
- Vérifiez les résultats : Ouvrez le Serial Monitor pour voir le statut de détection de gaz.
- Ajustez la sensibilité : Si la LED reste allumée ou éteinte en permanence, tournez le potentiomètre pour affiner la sensibilité du capteur.
- Astuce : Testez avec un briquet (sans l'allumer) pour vérifier que le capteur détecte correctement le gaz avant de déployer votre projet.
Code ESP32 S3 - Lire la valeur de la broche AO
Le code suivant lit la sortie analogique du capteur de gaz MQ2 pour mesurer la concentration de gaz sous forme de valeur numérique. Le CAN (convertisseur analogique-numérique) de l'ESP32 S3 convertit la tension du capteur en une valeur sur 12 bits entre 0 et 4095, où des nombres plus élevés indiquent une concentration de gaz plus importante, vous permettant de suivre les changements de qualité de l'air au fil du temps.
Étapes rapides
- Nouveau sur l'ESP32 S3 ? Terminez d'abord notre guide ESP32 S3 - Premiers pas.
- Copiez le code : Copiez le code ci-dessus et ouvrez-le avec Arduino IDE.
- Téléversez le code : Cliquez sur le bouton Upload dans Arduino IDE pour téléverser le code sur l'ESP32 S3.
- Testez le capteur : Placez le capteur de gaz MQ2 près de fumée ou d'une source de gaz inflammable que vous voulez détecter.
- Surveillez les valeurs : Ouvrez le Serial Monitor pour voir les relevés analogiques de concentration de gaz.
- Interprétez les relevés : Des valeurs plus basses indiquent un air plus propre ; des valeurs plus élevées indiquent la présence de plus de gaz.
- Astuce : Enregistrez d'abord des valeurs de référence dans un air propre, puis comparez-les lors des tests avec des sources de gaz pour comprendre la plage de réponse de votre capteur.
Utiliser vos relevés :
- Utilisez les valeurs DO ou AO pour déterminer la qualité de l'air selon vos besoins
- Déclenchez des alarmes quand du gaz est détecté
- Activez automatiquement des systèmes de ventilation
- Enregistrez des données pour surveiller la qualité de l'air dans le temps
※ Note:
Ce tutoriel utilise la fonction analogRead() pour lire des valeurs depuis un CAN (convertisseur analogique-numérique) connecté à un capteur ou un composant. Le CAN de l'ESP32 S3 convient aux projets qui n'exigent pas une grande précision. Cependant, pour les projets nécessitant des mesures précises, gardez à l'esprit les points suivants :
- Le CAN de l'ESP32 S3 n'est pas parfaitement précis et peut nécessiter un étalonnage pour obtenir des résultats corrects. Chaque carte ESP32 S3 peut varier légèrement, donc un étalonnage est nécessaire pour chaque carte individuelle.
- L'étalonnage peut être difficile, en particulier pour les débutants, et peut ne pas toujours donner exactement les résultats souhaités.
Pour les projets nécessitant une haute précision, envisagez d'utiliser un CAN externe (par ex. ADS1115) avec l'ESP32 S3, ou d'utiliser un autre Arduino, comme l'Arduino Uno R4 WiFi, qui a un CAN plus fiable. Si vous voulez quand même étalonner le CAN de l'ESP32 S3, consultez le pilote d'étalonnage ADC ESP32.
Applications et idées de projets
L'ESP32 S3 associé au capteur de gaz MQ2 ouvre la voie à un large éventail de projets pratiques de sécurité et de surveillance environnementale que vous pouvez construire et déployer à la maison ou sur le terrain.
- Alarme de gaz de cuisine : Détectez les fuites de GPL près des cuisinières et déclenchez une alerte par buzzer et LED avant que des concentrations dangereuses ne s'accumulent.
- Contrôleur de ventilation : Activez automatiquement un ventilateur d'extraction lorsque la qualité de l'air intérieur descend sous un seuil acceptable.
- Détecteur de fumée d'atelier : Surveillez un garage ou un atelier pour détecter la fumée de matériaux en combustion et alertez les occupants tôt.
- Enregistreur IoT de qualité de l'air : Utilisez le WiFi de l'ESP32 S3 pour téléverser les relevés du capteur de gaz vers un tableau de bord cloud pour une surveillance à distance.
- Système de sécurité de maison intelligente : Intégrez avec une plateforme de domotique pour envoyer des notifications push lorsque du gaz est détecté.
- Moniteur de propane de camping : Construisez un appareil portable qui vous alerte des fuites de propane près des réchauds de camping ou des appareils de camping-car.
Tutoriel vidéo
Regardez ci-dessous le tutoriel vidéo étape par étape de ce projet ESP32 S3.
Relevez le défi
Ces défis sont conçus pour pousser plus loin votre projet ESP32 S3 et capteur de gaz MQ2, en progressant de simples ajouts vers des systèmes de sécurité IoT complets.
- Débutant : Ajoutez un buzzer qui émet un bip lorsque du gaz est détecté en utilisant la sortie numérique DO.
- Débutant : Câblez une LED RGB qui change de couleur selon les niveaux de concentration de gaz analogiques — vert pour un air propre, jaune pour modéré, rouge pour élevé.
- Intermédiaire : Créez un enregistreur de données qui enregistre des relevés de gaz horodatés sur une carte SD pour une analyse ultérieure.
- Intermédiaire : Construisez un serveur web hébergé sur l'ESP32 S3 qui affiche les données de qualité de l'air en temps réel dans un navigateur sur votre téléphone.
- Avancé : Combinez plusieurs capteurs MQ (MQ2, MQ135) pour détecter différents types de gaz et visualisez tous les relevés sur un écran OLED.
- Avancé : Créez un système complet de surveillance IoT de la qualité de l'air qui envoie des alertes par e-mail ou SMS via un service cloud lorsque des niveaux de gaz dangereux sont détectés.