Главная » Форумы » Программирование

MQ-3 Alcohol Gas Sensor вывод показаний

9 ответов [Последнее сообщение]
Ср, 07/08/2013 - 13:03
CityCat
CityCat аватар
Offline
Зарегистрирован: 13.06.2013

Купил такой датчик: http://www.ebay.com/itm/310540259827

Даташит: http://nootropicdesign.com/projectlab/downloads/mq-3.pdf

Пишется об аналоговом выходе (у меня есть два DO и AO) - цифр. и аналог

Говорят, что данноый датчик способен измерять в диапазоне 0.05mg/L—10mg/L В переводе на промилле, я так понимаю 0,1‰ - 20‰ (может что-то неправильно рассчитал, но вроде как 0,1‰ - 0,045мг/л.). Также пишется о том, что при первом запуске датчика необходимо дать ему прогреться около 48 часов.

Я пока не экспериментировал с датчиком (лежит, греется), но хотелось бы видеть данные не 0 - 1023, а нечно приближенное к промиллям (вообще, возможно ли это?). Посему хотел спросить у уважаемого сообщества, а кто-нибудь щупал данный датчик? Может кто-то писал уже скетчи для него?

Для себя вижу скетч в таком (примерно) виде:

const int MQ3PIN = 0;

int _baseline = 0;

void setup() {
  Serial.begin(9600);
  pinMode(MQ3PIN, INPUT);
  
  // Берем 20 проб воздуха прежде чем приступить к работе
  Serial.println("Calibrating...");
  autoCalibrate(20);
  
  Serial.print("Baseline is:");
  Serial.println(_baseline);
}

void loop() 
{
  int val = getReading();
  Serial.print("VAL = ");
  Serial.println(val);
    
  // Изменяет значения от 0,05 мг./л (0,1‰) до 10 мг/л. (20‰)
  float val1 = map(val, _baseline, 1023, 0, 200);  
  Serial.print("VAL_mapping = ");
  Serial.print(val1);
  Serial.println("‰ / 10");
    
  // Находим кол-во аналог инпут в 0,1‰
  float prom_0_1 = 1024/200; // делим максимум аналог инпут на максимум - 20 промилле (умноженное на 10)
  float prom = 0.1 * val / prom_0_1;
  Serial.print("VAL_BEZ_mapping = ");
  Serial.print(prom);
  Serial.println("‰ (without baseline)");

  delay(1000);
}

// Автокалибровка
void autoCalibrate(int samples)
{
  int val, i, lastnum;
  boolean firstcal = true;
  for(i = 0; i < samples; i++) 
  {
    val = analogRead(MQ3PIN);
    if(firstcal) 
    {
      !firstcal;
      lastnum = val;
    }
    else
      lastnum = (lastnum + val) / 2;
      
    delay(100);
  }
  _baseline = lastnum + 20;
}

// Чтение показаний с поправками после автокалибровки
int getReading() 
{
  int val = analogRead(MQ3PIN);
  val -= _baseline;
  if(val > 0)
    return val;
  return 0;
}

P.S. В интернете ничего внятного не нашёл. Все как правило читают AnalogRead и на этом все заканчивается.

И ещё один вопрос - я так понимаю, резистор посдстроечник на плате для изменения digital-сигнала (LOW, HIGH)? Или что-то недочитал в даташите?

Верх
Ср, 07/08/2013 - 13:25
#1
NeiroN
NeiroN аватар
Offline
Зарегистрирован: 15.06.2013

У вас аналоговый датчик, который нужно калибровать на этих параметрах: 

Ro: sensor resistance at 0.4mg/L of Alcohol in air at 33%RH and 20 ℃ 

В мануале ясно что зависимость линейная. Поэтому вам нужно снять 2 паказания с заведомо известными параметрами - расположенными в середине рабочего диапазона с достаточным различием. А дальше всего лишь математика.

Чтобы получать точные показания в цифровом виде нужно было брать более дорогой датчик, который проходит процедуры калибровки при производстве.

Верх
Ср, 07/08/2013 - 14:49
#2
CityCat
CityCat аватар
Offline
Зарегистрирован: 13.06.2013

Я понимаю, что датчик аналоговый.

Я спросил совета, потому как не представляю, как его откалибровать. Поэтому и подумал, может есть какая-то другая "математика", пусть даже в попугаях ))))

Верх
Чт, 08/08/2013 - 14:16
#3
Araris
Offline
Зарегистрирован: 09.11.2012

Калибровать ? Боюсь, Вы хотите невозможного от простейшего датчика стоимостью около доллара.

Посмотрите в даташите "Fig.3 is shows the typical sensitivity characteristics of the MQ-3 for several gases.", а также "Fig.4 is shows the typical dependence of the MQ-3 on temperature and humidity.". Датчик откликается на множество газов, температурные и влажностные зависимости, все это в совокупности ОЧЕНЬ усложняет калибровку.

Я немного занимался с датчиками серии MQ, на мой взгляд, показания их имеют смысл разве что для некой приблизительной оценки качества воздуха. Что-то типа " if (CurAirLevel > MaxAirLevel) { RelayAlarmState = true; } "

NeiroN пишет:

Чтобы получать точные показания в цифровом виде нужно было брать более дорогой датчик, который проходит процедуры калибровки при производстве.

Верх
Чт, 08/08/2013 - 14:56
#4
leshak
Offline
Зарегистрирован: 29.09.2011

CityCat пишет:

Я понимаю, что датчик аналоговый.

Я спросил совета, потому как не представляю, как его откалибровать. Поэтому и подумал, может есть какая-то другая "математика", пусть даже в попугаях ))))

Открыть учебник школы. Где-то 6-7-мой класс :)

Вообщем смотрите. Датчик это у нас какая-то линейная функция (в идеале). То есть функция вида:

y(x)=K*x+B, где y - это "загрязнения воздуха" (в попугаях, промялих и т.п.), а x - это то что возвращает analogRead()

"откалибровать", означает узнать вот эти коэфициенты K и B. Когда мы будем их знать, предположим K=2, B=3, то мы сможем пересчитать любое значение analogRead() в "попугаи"

float getParrots(){
   return 2*analogRead(A0)+3;
}

Все. Эта функция у нас будет возвращать показания датчика "в попугаях".

Но эти цифры 2 и 3 - я взял "с потолка". А нужно "настоящие" - то есть откалибровать. Как?  Вспоминаем, из школы, что для того что-бы однозначно провести прямую нам нужно знать как минимум две точки. То есть для калибровки датчика нужно где-то на стороне получить две пары соотвествующих друг другу значений Попугаи1=Значение1 и Попугаи2=Значение2

Где вы возмете эти две "известные точки" - зависит уже от вашей фантазии. Либо сами намеряете, скажем загоните датчик в атмосферу чистого кислорода, а потом чистого метана и помереяте analogRead , либо отдолжите где-то лабораторный измеритель замеряете им и сопоставите с показаниями analogRead, либо.... в даташите на датчик найдете эту информацию - вообщем тут уже от вас зависит.

Когда у вас есть эти две известные точки (любую функцию можно представить себе как "график"), скажем вы "намеряли/выяснили" такие две точки  (145,0.5) и (200, 0.8)  , первые цифры это "analogRead", а вторые это "попугаии". Подставляем эти две точки в нашу функцию и получаю систему двух линейных уравнений с двумя неизвестынми

0.5=K*145+B
0.8=K*200+B

Решаем эту систему: K = 3/550 ~~ 0.0054545 и B = -16/55 ~~ -0.29091

Апдейтим нашу "попугайную функцию":

float getParrots(){
   return  0.0054545*analogRead(A0)-0.29091 ;
}

И все. Мы получили функцию откалиброванную по двум точкам (145,0.5) и (200, 0.8)

Верх
Чт, 08/08/2013 - 15:07
#5
leshak
Offline
Зарегистрирован: 29.09.2011

Мы сняли несколько показаний датчика. Получили несколько точек. То есть получили "дискретную" (табличную) функцию. Но, так как нам нужно получать значения это функции не только в точках которые намеряли, но и между ними. Нам нужно подобрать "аналоговую функцию" (которую не трудно расчитывать) проходящую через эти же точки. И в дальнейшем пользоватся уже ей. Вот этот "подбор функции проходящей через известные точки" и называется "апроксимация".

В простейшем случае - это линейная функция. Вида f(x)=K*x+b, для ее подбора достаточно знать две точки. Но если датчик "плохой" и его карактеристики не линейны (проверить это можно подобрав функцию по двум точкам, потом померять еще третью, контрольную и посмотреть "попала" она в нее или нет), то прийдется подбирать какие-то более "хитрые функции". С загибонами :)  (полиномами, тригонометрическими и т.д.) Но там уже, для приемлимой точности потребуется иметь больше "калибровочных точек" (чем больше - тем точнее :) 

Верх
Ср, 24/08/2016 - 20:01
#6
sair74@mail.ru
Offline
Зарегистрирован: 24.08.2016

Дорогие друзья. Я по поводу калибровки датчика MQ3. Есть замечательная книжка товарища Г. Виглеба называется "Датчики". 1989 года. Издательство "Мир". Там датчик MQ3  и ему подобные из современной серии MQ описан как изделие японской фирмы FLP. Очень полезный материал. Подробнейшим образом даны описанеия, характеристики, схемы включения. Кое какие практические схемки. В том числе и методика калибровки датчика MQ3.

Верх
Ср, 24/08/2016 - 21:58
#7
negavoid
Offline
Зарегистрирован: 09.07.2016

У меня тоже есть такой датчик, однажды поигрался с ним да и забросил из-за отсутствия смысла привязки к промилле и дикого жора спирали нагрева (но порт +5 на ардуине выдержал). Вот показания AnalogRead( MQ3 ):

stand by, трезвое дыхание - 130-140

литр пива 4.5% ~ 240

два литра - 290

три с половиной литра - 429

ну а дальше мне уже стало пофигу на датчик :) но как какой-то показометр за бакс - использовать можно :)

Верх
Ср, 24/08/2016 - 23:21
#8
Logik
Offline
Зарегистрирован: 05.08.2014

//ну а дальше мне уже стало пофигу на датчик

а зря. после 7 литров он практически линейный ;)

Верх
Чт, 25/08/2016 - 18:48
#9
sair74@mail.ru
Offline
Зарегистрирован: 24.08.2016

Вот, ребята, мой датчик:

На свежем воздухе - выход 0,05 вольта.

Дальше, кунаю спичку в спирт и мажу язык - дышу - 0,95 вольта.

Потом - накрываю пробкой, смоченной спиртом - 2,6 вольта. (питание датчика - 4,6 в)

По той книжке я еще не пробовал калибровать. Самому недавно в руки попала. Там смысл в чем... Берется человек массой 75 килограмм, перед ним ставятся 8 рюмок водки 40%. В каждую наливают по 20 грамм. На тощак жертва выпивает первую рюмку. Ждем 15 минут. Потом еще 20 грамм - ждем 15 минут и дуем на датчик. Алкотестер в этом состоянии должен показать 0,2 промилле. после 8-й дозы показания должны быть 1,0 промилле. Ну как привязать выход датчика к шкале алкотестера, я думаю никому объяснять не надо. Да, пацаны, это не шутка. Это реальная методика калибровки.

Верх