【STM32-HAL库】MQ2烟雾传感器使用（STM32F407ZET6）

news2024/9/29 14:02:24

MQ2可燃气体传感器介绍

MQ2是一种广谱气体传感器，能够检测多种可燃气体和烟雾。它是一种低成本、高灵敏度的传感器，广泛应用于家庭和工业环境中的气体监测。

原理

MQ2传感器的工作原理基于金属氧化物半导体（MOX）技术。当传感器暴露于目标气体中时，这些气体会与传感器上的氧化物发生化学反应，导致传感器的电阻发生变化。

加热过程：传感器内置加热元件，用于加热氧化物。
吸附与反应：可燃气体被氧化物吸附，并与之发生化学反应。
电阻变化：反应导致传感器的电阻发生变化，变化的程度与气体浓度成正比。

特点

广谱检测：能够检测多种可燃气体，如LPG、丙烷、丁烷、甲烷、酒精、烟雾等。
高灵敏度：对低浓度的可燃气体有较好的响应。
简单的驱动电路：只需要一个比较简单的电路即可驱动。
长寿命：在正常条件下，传感器的使用寿命较长。
低成本：相对于其他类型的气体传感器，MQ2的成本较低。

注意事项

预热时间：使用前需要预热一段时间，通常为20分钟，以确保传感器稳定工作。
环境因素：避免高湿度、高浓度的硫化氢和氯化氢环境，这些可能会影响传感器的性能和寿命。
校准：为了获得准确的读数，需要定期校准传感器。
使用寿命：传感器的灵敏度会随时间降低，需要定期更换。
清洁：保持传感器的清洁，避免灰尘和污染物的积累。
温度影响：避免将传感器暴露在极端温度下，这可能会损害传感器或影响其性能。

ADC介绍

STM32微控制器系列包含多种型号，大多数型号都配备了模拟数字转换器（Analog-to-Digital Converter，简称ADC）。ADC是微控制器中用于将模拟信号转换为数字信号的核心组件，这对于处理来自外部世界的模拟信号（如温度、压力、声音等）至关重要。

作用

信号转换：将连续的模拟信号转换为离散的数字信号，以便微控制器可以处理。
数据采集：用于读取模拟传感器的数据，如温度传感器、光敏电阻、电位计等。
模拟输入：可以读取外部模拟信号或者内部信号，如微控制器的内部温度传感器。
电压测量：测量电源电压或者电路中某点的电压。

注意事项

分辨率和精度：STM32的ADC分辨率通常为12位或更多，选择合适的ADC模式和配置对于获得所需的精度至关重要。
采样时间：设置合适的采样时间以保证ADC能够准确地读取模拟信号。采样时间太短可能导致精度下降，太长则会影响转换速度。
参考电压：ADC的转换结果是基于参考电压的，确保参考电压的稳定性和准确性对于获得准确的转换结果非常重要。
通道配置：正确配置ADC通道，确保所选通道与实际连接的模拟信号相对应。
触发源：可以选择软件触发或硬件触发（如定时器）来启动ADC转换，根据应用需求选择合适的触发方式。
中断和DMA：使用中断服务程序（ISR）或直接内存访问（DMA）来处理ADC转换完成后的数据，可以减少CPU的负担，提高系统效率。
电源和噪声：确保ADC的电源干净且稳定，避免噪声干扰，可能需要滤波电路来提高测量精度。
校准：STM32微控制器通常支持ADC校准功能，通过校准可以改善ADC的线性度和精度。
温度影响：温度变化可能会影响ADC的性能，特别是在高精度应用中，需要注意环境温度对ADC的影响。
连续转换与单次转换：根据应用需求选择连续转换模式或单次转换模式，连续转换模式适用于需要连续监测模拟信号的场景。

本教程只使用简单的ADC读取MQ2烟雾传感器的模拟信号

一、新建工程

不会新建工程可以参考我的新建工程系列教程

stm32-HAL库+cubeMX新建工程教程（以F103C8T6为例）https://blog.csdn.net/qq_39150957/article/details/136637881?fromshare=blogdetail&sharetype=blogdetail&sharerId=136637881&sharerefer=PC&sharesource=qq_39150957&sharefrom=from_link【STM32-HAL库】立创梁山派新建工程并点灯（GD32F470ZGT6）cubeMX+HAL库+keil5https://blog.csdn.net/qq_39150957/article/details/136637881?fromshare=blogdetail&sharetype=blogdetail&sharerId=136637881&sharerefer=PC&sharesource=qq_39150957&sharefrom=from_link【STM32-HAL库】立创梁山派天空星版新建工程并点灯（GD32F407VET6）https://blog.csdn.net/qq_39150957/article/details/137161558?fromshare=blogdetail&sharetype=blogdetail&sharerId=137161558&sharerefer=PC&sharesource=qq_39150957&sharefrom=from_link

二、ADC配置

如图配置ADC，本教程所使用的是ADC1的通道1，可以根据自己需求配置

查看引脚，由此可知，ADC1的通道1所使用的是PA1引脚，请记住这个引脚

三、开启串口

可以参考我的文章，配置串口教程以及如何重定向串口。重定向串口之后即可直接使用【printf】函数直接向串口发送数据

【STM32-HAL库】串口配置、printf函数重定向https://blog.csdn.net/qq_39150957/article/details/136638229?fromshare=blogdetail&sharetype=blogdetail&sharerId=136638229&sharerefer=PC&sharesource=qq_39150957&sharefrom=from_link

四、编写代码

在main函数中声明一个局部变量，用于存放读取的传感器数值



  /* USER CODE BEGIN 1 */
    
    //声明变量
    uint32_t ADC_Value;
	
  /* USER CODE END 1 */

在主循环中放入以下代码


  while (1)
  {
    /* USER CODE END WHILE */

    /* USER CODE BEGIN 3 */
		
		
		

		
        HAL_ADC_Start(&hadc1);    
        HAL_ADC_PollForConversion(&hadc1,1);
        ADC_Value = HAL_ADC_GetValue(&hadc1);
        printf("value = %1.3f%% \r\n",ADC_Value*100.0f/4096);


  }