基于鴻蒙系統(tǒng)的家庭燃?xì)鈭?bào)警器

應(yīng)用場(chǎng)景

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應(yīng)用于家庭和工廠的氣體泄漏監(jiān)測(cè)裝置， 適宜于液化氣、丁烷、丙烷、甲烷、酒精、氫氣、人工煤氣、煙霧等的探測(cè)。

產(chǎn)品說明：

特點(diǎn)

• 廣泛的探測(cè)范圍高靈敏度快速響應(yīng)恢復(fù)優(yōu)異的穩(wěn)定性壽命長(zhǎng)簡(jiǎn)單的驅(qū)動(dòng)電路

適用氣體

液化氣、甲烷、煤氣

基本參數(shù)

MQ-2 可燃?xì)怏w傳感器

A0 和 A1 之間是短接；B0 和 B1 之間是短接；

H0 和 H1 之間的電阻為加熱電阻，MQ-2 的加熱阻值為：31Ω±3Ω ；

A 和 B 之間的電阻為敏感體電阻，在空氣中，未上電時(shí)，其阻值為 1 KΩ；

加熱電壓：5.0V±0.2V

加熱電流：≤180mA

加熱功率：≤900mW

檢測(cè)原理

MQ-2 型可燃?xì)怏w傳感器，它是由二氧化錫半導(dǎo)體氣敏材料構(gòu)成，屬于表面離子式 N 型半導(dǎo)體。當(dāng)處于 200～300℃溫度時(shí)，二氧化錫吸附空氣中的氧，形成氧的負(fù)離子吸附，使半導(dǎo)體中的電子密度減少，從而使其電阻值增加。當(dāng)與可燃?xì)怏w接觸時(shí)，如果晶粒間界處的勢(shì)壘受到該可燃?xì)怏w的調(diào)制而變化，就會(huì)引起表面電導(dǎo)率的變化。利用這一點(diǎn)就可以獲得這種可燃?xì)怏w存在的信息。

MQ-2 可燃?xì)怏w傳感器在一定工作條件下，接觸同一種可燃?xì)怏w，其電阻值 Rs 隨氣體濃度變化的特性稱之為靈敏度特性，用 K 表示。

K=Rs/Ro，其中 Ro 為可燃?xì)怏w傳感器在潔凈空氣條件下的電阻值，Rs 為可燃?xì)怏w傳感器在一定濃度的可燃?xì)怏w中的電阻值。

我們觀察上圖，可以看出，當(dāng)處于一種氣體中時(shí)，隨著氣體濃度的升高 K 值降低，由于 Ro 為常量，所以隨著氣體濃度的升高 --K 值降低即 Rs 降低，即其電阻降低。

原理圖

圖中電阻 Rh 為加熱電阻，電阻 Rs 為傳感器的阻值，其阻值隨著周圍氣體的濃度變化而變化；

電阻 Rs 和電阻 R2 串聯(lián)到一起，ADC 求得的就是兩個(gè)電阻分壓后的電壓值。

R2 的電阻值固定不變，Rs 隨濃度變高而變小，根據(jù)分壓原理，那么 ADC 處測(cè)得的電壓將升高，我們只需要根據(jù)實(shí)際情況，設(shè)定一定值為報(bào)警閾值，當(dāng) ADC 處的電壓高于閾值時(shí)，蜂鳴器響，這樣使用 MQ-2 制作的燃?xì)鈭?bào)警器就做出來了。

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代碼實(shí)現(xiàn)

本實(shí)例主要用到了兩個(gè)知識(shí)點(diǎn)，一個(gè)是使用 Hi3861 自帶的 ADC 功能獲取 MQ-2 模塊的輸出電壓，另一個(gè)是當(dāng) MQ-2 輸出電壓大于閾值之后，使用 PWM 功能驅(qū)動(dòng)蜂鳴器響。

本實(shí)例的實(shí)現(xiàn)過程大致如下：

1. 本實(shí)例的入口函數(shù)為MQ2ExampleEntry() ，該函數(shù)主要完成了本實(shí)例使用的 ADC 和 PWM 功能的初始化，并在最后創(chuàng)建了一個(gè)新的線程MQ2_Task() ?，該線程主要用于循環(huán)獲取 ADC 的值，當(dāng) ADC 的值超過閾值時(shí)，啟動(dòng) PWM 使蜂鳴器響，用于對(duì)身邊的人進(jìn)行預(yù)警。

static?void?MQ2ExampleEntry(void)
{
????unsigned?int?ret?=?0;
????GpioInit();
????// 蜂鳴器初始化
????hi_pwm_set_clock(PWM_CLK_XTAL);?// 設(shè)置時(shí)鐘源為晶體時(shí)鐘；
????IoSetFunc(WIFI_IOT_IO_NAME_GPIO_9,?WIFI_IOT_IO_FUNC_GPIO_9_PWM0_OUT);//IO 復(fù)用為 PWM 功能
????ret?=?GpioSetDir(WIFI_IOT_IO_NAME_GPIO_9,?WIFI_IOT_GPIO_DIR_OUT);// 設(shè)置為輸出
????if?(ret?!=?WIFI_IOT_SUCCESS)?{
????????printf("=====?ERROR?======gpio?->?GpioSetDir?ret:%d?rn",?ret);
????????return;
????}
????hi_pwm_init(HI_PWM_PORT_PWM0);// 初始化 PWM
????hi_io_set_func(HI_IO_NAME_GPIO_11,?HI_IO_FUNC_GPIO_11_GPIO);?/*?GPIO11?ADC5?*/
????ret?=?hi_gpio_set_dir(HI_GPIO_IDX_11,?HI_GPIO_DIR_IN);
????if?(ret?!=?HI_ERR_SUCCESS)?{
????????printf("=====?ERROR?======gpio?->?hi_gpio_set_dir1?ret:%drn",?ret);
????????return;
????}
????
????osThreadAttr_t?attr?=?{0};
????
????attr.name?=?"MQ2_Task";
????attr.attr_bits?=?0U;
????attr.cb_mem?=?NULL;
????attr.cb_size?=?0U;
????attr.stack_mem?=?NULL;
????attr.stack_size?=?1024;
????attr.priority?=?osPriorityNormal;????
????if(osThreadNew((osThreadFunc_t)MQ2_Task,NULL,&attr)?==?NULL)
????{
????????printf("Failed?to?create?MQ2_Task?!?rn");
????}???
}

SYS_RUN(MQ2ExampleEntry);

1. 新線程中，循環(huán)判斷 MQ-2 模塊輸出的電壓是否超過閾值，超過閾值將觸發(fā)蜂鳴器工作。
2. ?

本實(shí)例使用的兩個(gè)知識(shí)點(diǎn)，具體的使用方法參見之前咱們分享的網(wǎng)文：

Hi3861 開發(fā)板上的 ADC 功能如何使用，請(qǐng)參考下文：

一個(gè) ADC 實(shí)現(xiàn)多個(gè)按鍵檢測(cè)

如何使用 PWM 輸出驅(qū)動(dòng)無源蜂鳴器工作，請(qǐng)參考下文：

基于鴻蒙操作系統(tǒng)的《愛若琉璃》（蜂鳴器版本）

結(jié)果展示

結(jié)果展示過程現(xiàn)象描述： 整個(gè)板子剛上電的時(shí)候，輸出電壓為 0.21V 左右，然后輸出電壓逐漸升高至 2.39V（超過閾值），然后隨著系統(tǒng)預(yù)熱，輸出電壓逐漸降低，2 分鐘以后大約降到 0.45V 左右，此后 MQ-2 模塊的輸出電壓持續(xù)降低，大約十分鐘時(shí)間，電壓穩(wěn)定到 0.305V，20 分鐘穩(wěn)定到 0.290V（所以最開始有可能會(huì)出現(xiàn)誤報(bào)的情況）。

此時(shí)用手摸 MQ-2 模塊有微微發(fā)熱的感覺。

觸發(fā)一次蜂鳴器報(bào)警，一分鐘后降至 0.45V，大約三分鐘，MQ-2 的輸出電壓可以恢復(fù)至 0.31V。

所以如果系統(tǒng)尚未穩(wěn)定就開始判斷，可能會(huì)出現(xiàn)誤報(bào)的情況。

斷電，隔 20 分鐘冷卻后，再次上電，初始輸出電壓仍為 0.27V 左右，然后輸出電壓升至 0.74V，隨后五分鐘內(nèi)降至 0.290V，應(yīng)該算是穩(wěn)定了。

上述測(cè)試過程沒有完全重現(xiàn)，此過程僅供參考。