【HarmonyOS HiSpark Wi-Fi IoT 套件試用連載】基于鴻蒙系統(tǒng)的家庭燃?xì)鈭?bào)警器
本文來源電子發(fā)燒友社區(qū)，作者：juby， 帖子地址：https://bbs.elecfans.com/jishu_2013894_1_1.html
家庭燃?xì)鈭?bào)警器DIY
應(yīng)用于家庭和工廠的氣體泄漏監(jiān)測裝置， 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。
產(chǎn)品說明：特點(diǎn)
- 廣泛的探測范圍
- 高靈敏度
- 快速響應(yīng)恢復(fù)
- 優(yōu)異的穩(wěn)定性
- 壽命長
- 簡單的驅(qū)動(dòng)電路
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：加熱電阻:31Ω±3Ω ；在空氣中，A 和 B 之間的電阻為敏感體電阻，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檢測可燃?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制作燃?xì)鈭?bào)警器就做出來了。
[td]
| 引腳 | 描述 |
| A11 | ADC對(duì)應(yīng)的引腳，GPIO11/UART2_TXD/SPI0_RXD/ADC5/PWM2_OUT |
| A9 | 蜂鳴器對(duì)應(yīng)的引腳，GPIO9/UART2_RTS/SPI0_TXD/ADC4/PWM0_OUT/I2C0_SCL |
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：
- 本實(shí)例的入口函數(shù)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);
- 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。
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：
如何使用PWM輸出驅(qū)動(dòng)無源蜂鳴器工作，請(qǐng)參考下文：
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）
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0.54V，隨后五分鐘內(nèi)降至0.290V，應(yīng)該算是穩(wěn)定了。
上述測試過程沒有完全重現(xiàn)，此過程僅供參考。
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