คุณเคยสงสัยไหมว่าคุณจะสร้างเครื่องตรวจจับก๊าซรั่วสำหรับบ้านหรือโรงงานของคุณเองได้หรือไม่ หากคุณสนใจงานอิเล็กทรอนิกส์แบบ DIY และเพิ่งเริ่มใช้ Arduino โปรเจ็กต์นี้เหมาะสำหรับคุณ ในบทช่วยสอนนี้ คุณจะได้เรียนรู้วิธีสร้างเครื่องตรวจจับก๊าซรั่วแบบง่ายๆ โดยใช้ เซ็นเซอร์ก๊าซ MQ-2 , Arduino , บั ซเซอร์และ LED

เราจะใช้ เอาท์พุตอะนาล็อก ของเซ็นเซอร์เพื่อตรวจจับระดับก๊าซที่แตกต่างกัน และจะส่งสัญญาณเตือนเมื่อตรวจพบความเข้มข้นที่เป็นอันตราย

เซ็นเซอร์แก๊ส MQ-2 คืออะไร และทำงานอย่างไร?

เซ็นเซอร์ แก๊ส MQ-2หรือที่เรียกว่า FC-22เป็นโมดูลยอดนิยมที่ใช้ตรวจจับแก๊ส เช่น:

• ก๊าซปิโตรเลียมเหลว
• โพรเพน
• มีเทน
• แอลกอฮอล์
• ไฮโดรเจน
• ควัน

อุปกรณ์นี้ทำงานโดยใช้ชั้นตรวจจับดีบุกไดออกไซด์ (SnO₂) เมื่อมีก๊าซที่ติดไฟได้ ความต้านทานภายในของเซ็นเซอร์จะเปลี่ยนไป การเปลี่ยนแปลงนี้จะถูกแปลงเป็นแรงดันไฟฟ้าอนาล็อก ซึ่งเราสามารถอ่านค่าได้ด้วย analogRead() ฟังก์ชัน ของ Arduino

คุณสมบัติเซ็นเซอร์:

• มี  พินเอาท์พุตแบบอะนาล็อกและแบบดิจิตอล
• ความไวสามารถปรับได้ด้วย โพเทนชิออมิเตอร์
• ต้องใช้ เวลาอุ่นเครื่อง 2–3 นาที
• ทำงานบน แหล่งจ่ายไฟ 5V

ไดอะแกรมพินเอาต์นี้แสดงตำแหน่งที่จะเชื่อมต่อพินแต่ละพินของโมดูลเซ็นเซอร์ MQ-2 สิ่งสำคัญคือต้องจับคู่พินเหล่านี้ให้ถูกต้องเพื่อหลีกเลี่ยงข้อผิดพลาดในการเดินสาย

หากคุณเพิ่งเริ่มต้น ให้ใช้พินอะนาล็อก (A0) เพื่อให้เข้าใจได้ดีขึ้นว่าเซ็นเซอร์ตอบสนองต่อก๊าซในระดับต่างๆ อย่างไร ในภายหลัง คุณสามารถใช้พินดิจิทัล (D0) เพื่อสั่งเปิด/ปิดอย่างรวดเร็วเมื่อคุณพบเกณฑ์ที่เหมาะสม

เวลาอุ่นเครื่องเซ็นเซอร์แก๊ส MQ-2: ต้องอุ่นเครื่องนานแค่ไหนจึงจะได้ค่าที่แม่นยำ

หากคุณใช้ เซ็นเซอร์แก๊ส MQ-2 เป็นครั้งแรกเวลา ในการอุ่นเครื่องที่แนะนำคือ 24 ถึง 48 ชั่วโมงของพลังงานต่อเนื่อง เพื่อให้เซ็นเซอร์มีเสถียรภาพและเผาสิ่งสกปรกภายในออกไป กระบวนการนี้เรียกว่า เฟส "อุ่นเครื่องล่วงหน้า" และมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการให้ค่าการอ่านที่สม่ำเสมอและแม่นยำยิ่งขึ้นในระยะยาว

การใช้งานครั้งแรก (การเบิร์นอินครั้งแรก):

• ใช้งานต่อเนื่องได้24 ถึง 48 ชั่วโมง
• ทำได้เพียง ครั้งเดียว หลังจากซื้อ

การใช้งานปกติ (หลังการเบิร์นอินครั้งแรก):

• ต้อง อุ่นเครื่องประมาณ 2–5 นาที ทุกครั้งที่เปิดเครื่อง
• เซ็นเซอร์จะมีความแม่นยำสูงสุดในช่วงนี้

ทำไมการวอร์มอัพจึงมีความจำเป็น?

เซ็นเซอร์ใช้ ชั้นดีบุกไดออกไซด์ที่ได้รับความร้อน ซึ่งทำปฏิกิริยากับก๊าซ ในระหว่างการใช้งานครั้งแรก ต้องใช้เวลาเพื่อ:

• เผาเศษวัสดุเหลือใช้จากการผลิต
• ทำให้ความต้านทานภายในมีเสถียรภาพ
• ถึงระดับพื้นฐานเพื่อการตรวจจับที่แม่นยำ

เคล็ดลับสำคัญ: แม้ว่าคุณจะอ่านค่าได้ทันที แต่ไม่ควรพึ่งค่าเหล่านี้จนกว่าเซ็นเซอร์จะอุ่นเครื่องเสร็จ สำหรับระบบความปลอดภัยที่สำคัญ ควรปรับเทียบและทดสอบอย่างละเอียดถี่ถ้วนเสมอหลังจากเบิร์นอิน

ส่วนต่างๆ ของโมดูลเซนเซอร์แก๊ส MQ-2 (FC-22)

หากต้องการเข้าใจการทำงานของ MQ-2 และวิธีใช้ให้มีประสิทธิภาพมากขึ้น จำเป็นต้องทราบส่วนต่างๆ ของโมดูลเสียก่อน โมดูลเซนเซอร์ MQ-2 ของ FC-22 ไม่ใช่แค่เซนเซอร์แก๊สเท่านั้น แต่ยังเป็นบอร์ดแยกที่ออกแบบมาให้ทำงานร่วมกับไมโครคอนโทรลเลอร์อย่าง Arduino ได้อย่างง่ายดาย

นี่คือหัวเซนเซอร์ MQ-2 ที่ฉันสร้างเอง ภายในกระป๋องโลหะนี้ ชั้นเซนเซอร์ของดีบุกไดออกไซด์จะเปลี่ยนความต้านทานเมื่อสัมผัสกับก๊าซที่ติดไฟได้ ดูเหมือนตะแกรงย่างขนาดเล็ก แต่จริงๆ แล้วมันคือห้องแล็ปเคมีที่ทำปฏิกิริยากับก๊าซและบอก Arduino ของฉันว่าอะไรกำลังปรุงอยู่

1. หัวเซนเซอร์ MQ-2 (เซนเซอร์ดีบุกไดออกไซด์)

• นี่คือกระป๋องสีเงินทรงกระบอกที่มีรู วางอยู่ตรงกลางกระดาน
• ภายในเป็น ชั้น SnO₂ (ดีบุกไดออกไซด์) และ ขดลวดทำความร้อน
• เมื่อก๊าซผ่านตาข่าย ความต้านทานของดีบุกไดออกไซด์จะเปลี่ยนไป ส่งผลให้เกิดแรงดันไฟฟ้าที่แปรผัน

2. คอยล์ทำความร้อน

• ฝังอยู่ภายในหัวเซนเซอร์
• ให้ความร้อนแก่องค์ประกอบการตรวจจับที่ประมาณ 300–400°C เพื่อให้มีปฏิสัมพันธ์กับก๊าซอย่างเหมาะสม
• ดึงกระแสไฟฟ้าที่สังเกตเห็นได้ระหว่างการทำงาน (สูงถึง 150mA) ดังนั้นตรวจสอบให้แน่ใจว่าแหล่งจ่ายไฟของคุณเพียงพอ

3. โพเทนชิออมิเตอร์แบบปรับได้

• ปุ่มสีฟ้าบนบอร์ด
• ช่วยให้คุณ ตั้งค่าเกณฑ์ความเข้มข้นของก๊าซ สำหรับ เอาท์พุตดิจิตอล (D0 )
• ไม่มีผลเมื่อใช้เอาท์พุตอะนาล็อก (A0-A5)
• หากคุณใช้ analogRead()คุณ ไม่จำเป็นต้องสัมผัสโพเทนชิออมิเตอร์

ฉันใช้ปุ่มสีฟ้าเล็กๆ นี้เพื่อควบคุมความไวของเซ็นเซอร์แก๊ส การหมุนปุ่มจะเปลี่ยนไปเมื่อพิน D0 เปลี่ยนเป็นระดับสูงก่อนจะส่งเสียงเตือน

4. LM393 ไอซีเปรียบเทียบ

ชิปสีดำขนาดเล็กนี้คือ "สมอง" ของระบบเอาต์พุตดิจิทัลโดยจะเปรียบเทียบแรงดันเอาต์พุตของเซ็นเซอร์กับแรงดันอ้างอิงที่ตั้งค่าโดยโพเทนชิออมิเตอร์

สิ่งที่มันทำ:

• ใช้อินพุตสองรายการ: หนึ่งรายการจากเซ็นเซอร์และหนึ่งรายการจากโพเทนชิออมิเตอร์
• หากแรงดันแก๊ส เกิน เกณฑ์ที่ตั้งไว้ เอาต์พุตดิจิทัล (D0) จะเป็น HIGH
• ไม่เช่นนั้นมันจะอยู่ที่ต่ำ

การเดินสายเซ็นเซอร์แก๊ส MQ-2 เข้ากับ Arduino (โหมดแอนะล็อก)

ส่วนประกอบที่จำเป็น:

• อาร์ดูโน่ ยูโน่
• เซ็นเซอร์แก๊ส MQ-2 (FC-22)
• นำ
• ตัวต้านทาน 220Ω
• บัซเซอร์เพียโซ
• สายจั๊มเปอร์
• แผงวงจร

แผงวงจรทดลองของฉันเชื่อมต่อกับเซ็นเซอร์ MQ-2, LED แจ้งเตือน และบัซเซอร์ ซึ่งควบคุมทั้งหมดด้วย Arduino การตั้งค่านี้ช่วยให้ฉันตรวจสอบระดับก๊าซได้ด้วยภาพและเสียง

เหตุใดจึงต้องใช้ AnalogRead กับเซ็นเซอร์แก๊ส MQ-2

เซ็นเซอร์ MQ-2 มีเอาต์พุต 2 แบบ:

• ดิจิตอล (บอกให้คุณทราบเฉพาะเมื่อระดับน้ำมันเกินเกณฑ์)
• อะนาล็อก (ให้ช่วงค่าตามความเข้มข้นของก๊าซ)

การใช้ analogRead() จะทำให้คุณ ควบคุมและยืดหยุ่นมากขึ้นโดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อปรับแต่งระบบการแจ้งเตือนของคุณ

นี่คือชุดแผงเซ็นเซอร์แก๊ส MQ-2 ของฉัน ฉันใช้สายจัมเปอร์แบบตัวเมีย-ตัวผู้เพื่อขยายระยะการทำงานของเซ็นเซอร์

รหัส Arduino สำหรับเซ็นเซอร์แก๊ส MQ-2 (ใช้ analogRead)

// MQ-2 Gas Sensor DIY Alarm using analogRead()

int gasSensorPin = A0;
int ledPin = 13;
int buzzerPin = 9;

int threshold = 400; // Set your gas detection threshold here

void setup() {
  pinMode(ledPin, OUTPUT);
  pinMode(buzzerPin, OUTPUT);
  Serial.begin(9600);
  delay(1000); // Allow time for sensor to warm up
  Serial.println("MQ-2 Gas Detector Ready!");
}

void loop() {
  int gasLevel = analogRead(gasSensorPin);
  Serial.print("Gas Level: ");
  Serial.println(gasLevel);

  if (gasLevel > threshold) {
    digitalWrite(ledPin, HIGH);
    digitalWrite(buzzerPin, HIGH);
  } else {
    digitalWrite(ledPin, LOW);
    digitalWrite(buzzerPin, LOW);
  }

  delay(500); // Check every 0.5 seconds
}

คำอธิบายโค้ดทีละขั้นตอน

const int gasSensorPin = A0;

ประกาศพินอะนาล็อกที่เชื่อมต่อกับเอาต์พุต A0 ของ MQ-2

threshold = 400;

ค่าแก๊สที่สูงกว่าที่เสียงสัญญาณเตือนและไฟ LED จะเปิดใช้งาน คุณสามารถปรับค่านี้ได้ตามผลการทดสอบ

analogRead(gasSensorPin)

อ่านค่าแรงดันไฟฟ้าอนาล็อกจากเซ็นเซอร์ โดยคืนค่าตั้งแต่ 0 ถึง 1023 ขึ้นอยู่กับความเข้มข้นของก๊าซ

digitalWrite(buzzerPin, HIGH);

เปิดเสียงสัญญาณเตือนและไฟ LED หากระดับน้ำมันเชื้อเพลิงเกินเกณฑ์

การทดสอบ การปรับแต่ง และเคล็ดลับด้านความปลอดภัย

วิธีทดสอบเซ็นเซอร์:

คุณสามารถใช้ ไฟแช็ก (แบบไม่มีเปลวไฟ) ใกล้ๆ เซ็นเซอร์เพื่อปล่อยก๊าซบิวเทนเพื่อใช้ในการทดสอบ

การปรับเทียบเกณฑ์:

ตรวจสอบค่าการอ่านของ Serial Monitor ในห้องปลอดเชื้อ ใช้ค่าพื้นฐานนั้นเพื่อกำหนดเกณฑ์ที่สมเหตุสมผล (เช่น 400–600)

ช่วงวอร์มอัพ:

ปล่อยให้เซ็นเซอร์อุ่นเครื่องอย่างน้อย 2-3 นาที ก่อนที่จะเชื่อถือค่าที่อ่านได้

เซ็นเซอร์แก๊สของฉันใช้งานจริง! หากต้องการดูผลลัพธ์ ให้ไปที่เครื่องมือ -> ตัวตรวจสอบแบบอนุกรม

การประยุกต์ใช้งานจริงและแนวคิดโครงการ

โครงการนี้เป็นรากฐานที่มั่นคงสำหรับความปลอดภัยในชีวิตจริงและการใช้งานงานอดิเรก เช่น:

• สัญญาณเตือนการรั่วไหลของก๊าซใน ห้องครัวหรือโรงรถ
• เครื่องตรวจจับควันแบบ DIY
• ระบบตรวจจับแอลกอฮอล์
• ระบบความปลอดภัยบ้านอัจฉริยะพร้อม IoT (เชื่อมต่อกับ ESP8266/NodeMCU ในภายหลัง)

เคล็ดลับ : คุณสามารถขยายสิ่งนี้ได้โดยการเพิ่มโมดูลรีเลย์เพื่อสั่งการพัดลมระบายอากาศหรือส่งการแจ้งเตือนผ่านโมดูล WiFi

ข้อดีและข้อจำกัดของเซ็นเซอร์แก๊ส MQ-2

ข้อดี

• ต้นทุนต่ำ
• ใช้งานง่ายด้วย Arduino
• สามารถตรวจจับก๊าซหลายชนิดได้
• ความไวที่ปรับได้

ข้อจำกัด

• ไม่เลือกปฏิบัติ (ทำปฏิกิริยากับก๊าซหลายชนิดพร้อมกัน)
• ต้องใช้เวลาอุ่นเครื่องเพื่อให้คงที่
• ได้รับผลกระทบจากอุณหภูมิและความชื้น
• ไม่ใช่สำหรับการวัดที่แม่นยำ (เพียงการตรวจจับการมีอยู่)

คำถามที่พบบ่อย

MQ-2 สามารถตรวจจับก๊าซอะไรได้บ้าง?

สามารถตรวจจับ ก๊าซมีเทน บิวเทน LPG ควัน โพรเพน ไฮโดรเจน และไอแอลกอฮอล์ ได้

เซ็นเซอร์แก๊ส MQ-2 แม่นยำขนาดไหน?

เหมาะสำหรับ การตรวจจับการมีอยู่ไม่ใช่สำหรับการวัดความเข้มข้นของก๊าซที่แม่นยำ

สามารถใช้เป็นเครื่องตรวจจับควันอย่างเดียวได้ไหม?

ใช่ มันสามารถตรวจจับควันจากวัสดุที่ติดไฟได้ ถึงแม้ว่ามันจะ ไม่ได้รับการรับรองว่าเป็นเครื่องตรวจจับควันก็ตาม

ความคิดสุดท้าย: สิ่งที่คุณได้เรียนรู้และสิ่งที่ควรลองต่อไป

ตอนนี้คุณได้สร้าง ระบบตรวจจับการรั่วไหลของก๊าซของคุณเอง  โดยใช้ เซ็นเซอร์ MQ-2 , การอ่านแบบอะนาล็อก , บัซเซอร์และ LED ด้วย Arduinoแล้ว นอกจากนี้ คุณยังได้เรียนรู้เกี่ยวกับการทำงานของเซ็นเซอร์ ข้อดีและข้อจำกัด และวิธีปรับแต่งระบบของคุณเพื่อให้มีประสิทธิภาพที่ดีขึ้น

ต้องการก้าวต่อไปหรือไม่? ลองขั้นตอนต่อไปนี้:

• เพิ่ม จอ LCD เพื่อแสดงระดับก๊าซ
• ใช้ NodeMCU หรือ ESP32 เพื่อส่งการแจ้งเตือนผ่าน Wi-Fi
• เชื่อมต่อกับ IFTTT เพื่อเปิดใช้งานการแจ้งเตือนทาง SMS หรืออีเมล