SENSORS/ACTUATORS

Raspberry Pi - Capteur de gaz

Ce tutoriel vous explique comment utiliser le Raspberry Pi et le capteur de gaz MQ2 pour évaluer la qualité de l'air en mesurant les niveaux de gaz tels que le GPL, la fumée, l'alcool, le propane, l'hydrogène, le méthane et le monoxyde de carbone. En détail, nous apprendrons :

Comment connecter le capteur de gaz MQ2 au Raspberry Pi
Comment programmer le Raspberry Pi pour lire la valeur du capteur de gaz MQ2

Préparation du matériel

1	×	Raspberry Pi 4 Model B
1	×	MQ2 Gas Sensor
1	×	Jumper Wires
1	×	(Optional) Screw Terminal Block Shield for Raspberry Pi
1	×	(Optional) USB-C Power Cable with On/Off Switch for Raspberry Pi 4B
1	×	(Optional) Plastic Case and Cooling Fan for Raspberry Pi 4B
1	×	(Optional) HDMI Touch Screen Monitor for Raspberry Pi

Or you can buy the following sensor kits:

1	×	DIYables Sensor Kit (30 sensors/displays)
1	×	DIYables Sensor Kit (18 sensors/displays)

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À propos du capteur de gaz MQ2

Le capteur de gaz MQ2 est capable de détecter la présence de divers gaz tels que le GPL, la fumée, l'alcool, le propane, l'hydrogène, le méthane et le monoxyde de carbone dans l'environnement environnant. Il offre deux options de sortie : une broche de sortie numérique et une broche de sortie analogique.

Il est important de noter que le capteur de gaz MQ2 ne fournit pas d'informations sur chaque gaz individuellement. Au lieu de cela, il fournit des informations sur la combinaison de gaz ou la présence de gaz dans leur ensemble.

En utilisant le capteur MQ2, nous pouvons déterminer s'il y a une fuite de gaz ou si la qualité de l'air est mauvaise. Cette information est précieuse pour nous aider à prendre des mesures appropriées pour assurer notre sécurité, telles que déclencher une alarme ou activer des systèmes de ventilation.

Affectation des broches

Le capteur de gaz MQ2 possède quatre broches qui servent des objectifs différents :

Broche VCC : Cette broche doit être connectée à une source d'alimentation de 5V (VCC).
Broche GND : Cette broche doit être connectée à la masse (0V) pour un fonctionnement correct du circuit.
Broche DO : Il s'agit d'une broche de sortie numérique qui indique la présence de gaz inflammables. Lorsque la concentration de gaz est détectée, la broche est réglée sur BAS. Inversement, si aucun gaz n'est détecté, la broche est réglée sur HAUT. Le seuil de détection de la concentration de gaz peut être ajusté à l'aide d'un potentiomètre intégré.
Broche AO : Il s'agit d'une broche de sortie analogique qui génère une tension proportionnelle à la concentration de gaz. À mesure que la concentration de gaz augmente, la tension sur cette broche augmente également. De même, lorsque la concentration de gaz diminue, la tension diminue en conséquence.

En résumé, les broches VCC et GND fournissent l'alimentation et la mise à la terre, tandis que la broche DO donne une indication numérique de la présence de gaz, et la broche AO génère une tension analogique correspondant à la concentration de gaz.

De plus, le capteur de gaz MQ2 est équipé de deux indicateurs LED :

Indicateur PWR-LED : Ce voyant sert d'indicateur d'alimentation, s'illuminant pour montrer que le capteur est sous tension.
Indicateur DO-LED : Ce voyant est connecté à la broche DO et fournit une indication visuelle de la concentration de gaz. Lorsque la concentration de gaz est détectée et que la broche DO est réglée sur LOW, l'indicateur DO-LED s'allume. À l'inverse, si aucune concentration de gaz n'est détectée et que la broche DO est réglée sur HIGH, l'indicateur DO-LED s'éteint.

Comment ça marche

Concernant la broche DO :

Le module MQ2 comprend un potentiomètre intégré qui vous permet d'ajuster la sensibilité ou le seuil de concentration de gaz.
Lorsque la concentration de gaz dans l'environnement ambiant dépasse la valeur seuil fixée, la broche de sortie du capteur devient BASSE et la LED DO s'allume.
Inversement, lorsque la concentration de gaz dans l'environnement ambiant descend en dessous de la valeur seuil, la broche de sortie du capteur devient HAUTE et la LED DO s'éteint.

Concernant la broche AO :

À mesure que la concentration de gaz augmente, la tension sur la broche AO augmente également proportionnellement.
Inversement, à mesure que la concentration de gaz diminue, la tension sur la broche AO diminue en conséquence.

Il est important de noter que le potentiomètre n'affecte pas la valeur observée sur la broche AO.

Le préchauffage du capteur MQ2

Le capteur de gaz MQ2 nécessite un processus de préchauffage avant de pouvoir être utilisé efficacement. Voici les détails :

Si le capteur a été stocké pendant une longue période (environ un mois ou plus) et que vous l'utilisez pour la première fois, il doit être réchauffé pendant 24 à 48 heures. Ce temps de réchauffement prolongé garantit des mesures précises.
Cependant, si le capteur a été récemment utilisé, il ne prendra qu'environ 5 à 10 minutes pour atteindre son état de réchauffement complet. Pendant cette période de réchauffement, le capteur peut initialement fournir des lectures élevées, mais elles diminueront progressivement jusqu'à ce que le capteur se stabilise.

Pour chauffer le capteur MQ2, connectez simplement ses broches VCC et GND à une source d'alimentation ou connectez-les aux broches VCC et GND du Raspberry Pi. Ensuite, laissez le capteur dans cet état connecté pendant la période de temps requise.

Diagramme de câblage

Étant donné que le module capteur de gaz MQ2 a deux sorties, vous pouvez choisir d'en utiliser une ou les deux, selon vos besoins.

Le schéma de câblage entre le Raspberry Pi et le capteur de gaz MQ2 lorsqu'on utilise uniquement DO.

Schéma de câblage du capteur de gaz MQ2 pour Raspberry Pi

This image is created using Fritzing. Click to enlarge image

Pour simplifier et organiser votre câblage, nous vous recommandons d'utiliser un Screw Terminal Block Shield pour Raspberry Pi. Ce shield garantit des connexions plus sûres et plus faciles à gérer, comme illustré ci-dessous :

Raspberry Pi Screw Terminal Block Shield

Code Raspberry Pi - Lire la valeur du port DO

Étapes rapides

Assurez-vous d'avoir Raspbian ou tout autre système d'exploitation compatible avec Raspberry Pi installé sur votre Pi.
Assurez-vous que votre Raspberry Pi est connecté au même réseau local que votre PC.
Assurez-vous que votre Raspberry Pi est connecté à l'internet si vous avez besoin d'installer des bibliothèques.
Si c'est la première fois que vous utilisez Raspberry Pi, consultez Installation du logiciel - Raspberry Pi..
Connectez votre PC au Raspberry Pi via SSH en utilisant le client SSH intégré sur Linux et macOS ou PuTTY sur Windows. Voir comment connecter votre PC au Raspberry Pi via SSH.
Assurez-vous d'avoir installé la bibliothèque RPi.GPIO. Sinon, installez-la en utilisant la commande suivante :

sudo apt-get update sudo apt-get install python3-rpi.gpio

Créez un fichier de script Python gas_sensor.py et ajoutez le code suivant :

# Ce code Raspberry Pi a été développé par newbiely.fr # Ce code Raspberry Pi est mis à disposition du public sans aucune restriction. # Pour des instructions complètes et des schémas de câblage, veuillez visiter: # https://newbiely.fr/tutorials/raspberry-pi/raspberry-pi-gas-sensor import RPi.GPIO as GPIO import time # Set up the GPIO mode GPIO.setmode(GPIO.BCM) # Set up the GPIO pin for reading the DO output DO_PIN = 7 # Replace with the actual GPIO pin number GPIO.setup(DO_PIN, GPIO.IN) try: while True: # Read the state of the DO pin gas_present = GPIO.input(DO_PIN) # Determine if gas is present or not if gas_present == GPIO.LOW: gas_state = "Gas Present" else: gas_state = "No Gas" # Print the gas state print(f"Gas State: {gas_state}") time.sleep(0.5) # Wait for a short period before reading again except KeyboardInterrupt: print("Gas detection stopped by user") finally: # Clean up GPIO settings GPIO.cleanup()

Enregistrez le fichier et exécutez le script Python en entrant la commande suivante dans le terminal :

python3 gas_sensor.py

Placez le capteur de gaz MQ2 près de la fumée/gaz que vous souhaitez détecter.
Voyez le résultat dans le terminal.

PuTTY - Raspberry Pi

No Gas No Gas No Gas No Gas Gas Present Gas Present Gas Present Gas Present

Le script s'exécute en boucle infinie jusqu'à ce que vous appuyiez sur Ctrl + C dans le terminal.

Veuillez garder à l'esprit que si vous remarquez que le voyant LED reste allumé en permanence ou éteint, vous pouvez ajuster le potentiomètre pour affiner la sensibilité du capteur.

Code Raspberry Pi - Lire la valeur depuis la broche AO

Pour lire la valeur de la broche AO, vous devez utiliser le module ADC ADS1115 puisque le Raspberry Pi n'a pas de broche ADC. Voir comment utiliser le module ADC ADS1115 avec Raspberry Pi

Vidéo

Références de Fonction

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