MQ-2烟雾传感器气体浓度测试实验

一：传感器介绍

烟雾传感器模块原理图

二：硬件连接

第1步接线：在本实验中，PCF8591模块的AIN0（作为模拟输入）连接到传感器的AO模拟量引脚

第2步：PCF8591模块采用的是I2C（IIC）总线进行通信的，但是在树莓派的镜像中默认是关闭的，在使用该传感器的时候，我们必须首先允许IIC总线通信，在树莓派系统设置里开启I2C功能即可。

第3步：开始编程。这里先编写一个PCF8591.py库文件，后面再编写一个python程序引入这个库文件。

  PCF8591.py库文件就是PCF8591模块的程序，单独编写是为了便于重用。在这个脚本中，我们使用了一个放大器用于模拟输入和一个LED灯用于模拟输出，模拟输入不能超过3.3V！

  该程序也可以单独运行，用于测试3个电阻模块的功能。需用短路帽连接AIN0和INPUT0（电位计模块），连接AIN1和INPUT1（光敏电阻模块），以及连接AIN2和INPUT2（热敏电阻模块）。

  连接LED灯，AIN0（模拟输入0）端口用于接收来自电位计模块的模拟信号，AOUT（模拟输出）用于将模拟信号输出到双色LED模块，以便改变LED的亮度。

#!/usr/bin/env python
#------------------------------------------------------
#
#       您可以使用下面语句将此脚本导入另一个脚本：
#           “import PCF8591 as ADC”                
#   
#   ADC.Setup(Address)  # 查询PCF8591的地址：“sudo i2cdetect -y 1”
# i2cdetect  is  a  userspace  program to scan an I2C bus for devices.
# It outputs a table with the list of detected devices on the specified bus.
#   ADC.read(channal)   # Channal范围从0到3 
#   ADC.write(Value)    # Value范围从0到255
#
#------------------------------------------------------
#SMBus (System Management Bus,系统管理总线) 
import smbus   #在程序中导入“smbus”模块
import time
 
# for RPI version 1, use "bus = smbus.SMBus(1)"
# 0 代表 /dev/i2c-0， 1 代表 /dev/i2c-1 ,具体看使用的树莓派那个I2C来决定
bus = smbus.SMBus(1)         #创建一个smbus实例
 
#在树莓派上查询PCF8591的地址：“sudo i2cdetect -y 1”
def setup(Addr):
    global address
    address = Addr
 
def read(chn): #channel
    if chn == 0:
        bus.write_byte(address,0x40)   #发送一个控制字节到设备
    if chn == 1:
        bus.write_byte(address,0x41)
    if chn == 2:
        bus.write_byte(address,0x42)
    if chn == 3:
        bus.write_byte(address,0x43)
    bus.read_byte(address)         # 从设备读取单个字节，而不指定设备寄存器。
    return bus.read_byte(address)  #返回某通道输入的模拟值A/D转换后的数字值
 
def write(val):
    temp = val  # 将字符串值移动到temp
    temp = int(temp) # 将字符串改为整数类型
    # print temp to see on terminal else comment out
    bus.write_byte_data(address, 0x40, temp) 
    #写入字节数据，将数字值转化成模拟值从AOUT输出
 
if __name__ == "__main__":
    setup(0x48) 
 #在树莓派终端上使用命令“sudo i2cdetect -y 1”，查询出PCF8591的地址为0x48
    while True:
        print '电位计   AIN0 = ', read(0)   #电位计模拟信号转化的数字值
        print '光敏电阻 AIN1 = ', read(1)   #光敏电阻模拟信号转化的数字
        print '热敏电阻 AIN2 = ', read(2)   #热敏电阻模拟信号转化的数字值
        tmp = read(0)
        tmp = tmp*(255-125)/255+125 
# 125以下LED不会亮，所以将“0-255”转换为“125-255”，调节亮度时灯不会熄灭
        write(tmp)
        time.sleep(2)

显示结果：

第4步：编写控制程序。

接入蜂鸣器：

测试：我们通过点烟的方式产生可燃性气体靠近MQ-2气体传感器的位置。屏幕上将显示0到255之间的值。如果有害气体达到一定浓度，蜂鸣器会发出断续蜂鸣声，并且屏幕上会印有“Danger Gas”。

  你可以转动模块上电位器的轴来提高或降低浓度阈值。

  MQ-2气体传感器需要加热一段时间。等到屏幕上打印的值保持稳定并且传感器变热，这意味着它可以正常且敏感的工作。注意：气体传感器发热是正常的，实际上，温度越高传感器就越敏感。

#!/usr/bin/env python
import PCF8591 as ADC
import RPi.GPIO as GPIO
import time
import math
 
DO = 17
Buzz = 18
GPIO.setmode(GPIO.BCM)
 
def setup():
    ADC.setup(0x48)
    GPIO.setup  (DO,    GPIO.IN)
    GPIO.setup  (Buzz,  GPIO.OUT)
    GPIO.output (Buzz,  1)  #高电平不响，低电平触发报警蜂鸣
 
def Print(x):
    if x == 1:
        print ''
        print '   *********'
        print '   * Safe~ *'
        print '   *********'
        print ''
    if x == 0:
        print ''
        print '   ***************'
        print '   * Danger Gas! *'
        print '   ***************'
        print ''
 
def loop():
    status = 1
    count = 0
    while True:
        print 'ADC.read(0)==' , ADC.read(0)  #有烟雾时，该值增大
        
        tmp = GPIO.input(DO);
        print 'tmp==' ,tmp    
#无烟雾时为高电平，tmp=1,打印safe，有烟雾时为低电平，打印Danger Gas！
        if tmp != status:
            Print(tmp)
            status = tmp
        if status == 0:
            count += 1
            if count % 2 == 0:
                GPIO.output(Buzz, 0)  #检测到烟雾后，报警声为断续蜂鸣声，低电平为响
            else:
                GPIO.output(Buzz, 1)  #高电平不响
        else:
            GPIO.output(Buzz, 1)
            count = 0
                
        time.sleep(0.2)
 
def destroy():
    GPIO.output(Buzz, 1)
    GPIO.cleanup()
 
if __name__ == '__main__':
    try:
        setup()
        loop()
    except KeyboardInterrupt: 
        destroy()