【智能家居挑战赛】+智能远程烟雾监测系统之MQ135空气质量

胤幻1988 · 发表于 2021-3-24 14:38:27

下面我们来测试下MQ135空气质量传感器。本身这个传感器电路并没有什么可讲的，就是个分压电路。
但是对于测得的电压转浓度这一块，确实比较麻烦，因为规格书未提供任何公式，仅提供了产品的曲线。
我们先来看下MQ135的工作电路：

其中红框部分为正在的工作电路,RL为负载分压电阻，我们测试的就是它两端的电压。
蓝框为电阻丝加入电路，对于我们计时气体没有管理。
模块真实电路，在上面电路上，还加了比较电路，以便超出阀值，便输出TTL报警信号。

我们本次，不使用DOut(比较输出功能)，仅连接VCC GND 及Aout(分压电压)。
我们选择P1.31 (ADC的5通道)为Aout的连接引脚。
我们看下规格书给出的浓度曲线：

纵坐标是Rs/Ro,横坐标就是气体浓度。
理论上，我们获取了Rs的值(可通过测试的ADC电压然后通过分压计算出：Rs=(Vc/VRL-1)×RL，VRL为ADC测试的电压，RL根据模块电路为1K)
Ro值表示传感器在100ppm 氨气中的电阻值(根本没有条件测试)。
然后取出对应的几点，然后拟合成曲线方程。
以下来自推算方法，直接参考CSDN博客：
https://blog.csdn.net/weixin_38075894/article/details/111589375?utm_medium=distribute.pc_relevant.none-task-blog-BlogCommendFromMachineLearnPai2-1.control&dist_request_id=&depth_1-utm_source=distribute.pc_relevant.none-task-blog-BlogCommendFromMachineLearnPai2-1.control

模拟方程网站：
http://www.qinms.com/webapp/curvefit/cf.aspx

我直接用了它的结果：
这样我们得到相关的浓度公式：

将Ro，RL，Vcc，Vout代入使用C语言计算得到：
Vout为ADC测得的分压值。RL为1K,VCC为5V。
ppm = pow((3.4880*Ro*Vout)/(5-Vout),(1.0/0.3203));
我们知道Ro是Rs的一个特殊的分值(表示在含100ppm 氨气、20℃/65%RH下的Rs电
阻值)。

既然不确定Ro，为了继续做下去。我们假设当前空气的环境就是Ro的环境。
下面我们写ADC相关代码，测试当前的Rs值，用作Ro：

#include "adc.h"
#include "chip.h"
#include "sys.h"
#include "delay.h"
/*********************************************************************************************************
** 函数名称: void INT_CHAR(uint32_t s)
** 函数功能: 将4位整型数据转变成字符型，便于显示。
** 输入参数: 要转换的整型数据：uint32_t s
** 输出参数: 转换后的字符型数据存储的在dis[]数组中
** 返回值: 无
*********************************************************************************************************/
unsigned char dis[7];
void INT_CHAR(uint32_t s)
{
dis[0] = s/1000%10 +0x30;
dis[1] = '.';
dis[2] = s/100%10 +0x30;
dis[3] = s/10%10 +0x30;
dis[4] = s/1%10 +0x30;
dis[5] = 'V';
dis[6] = '\0';
}
/*********************************************************************************************************
** 函数名: ADC_Init (void)
** 函数功能: ADC初始化
** 输入参数: 无
** 输出参数: 无
** 返回值: 无
*********************************************************************************************************/
void ADC_Init (void) {
static ADC_CLOCK_SETUP_T ADCSetup;
ADCSetup.adcRate=4;//ADC时钟分配系数5 4+1
ADCSetup.burstMode=0;
Chip_ADC_Init(LPC_ADC,&ADCSetup);//使能ADC时钟
Chip_IOCON_PinMux(LPC_IOCON, 1, 31, IOCON_MODE_INACT, IOCON_FUNC3);//设置P1.31 为ADC的5通道
Chip_ADC_EnableChannel(LPC_ADC,ADC_CH5,ENABLE);//使能通道5
Chip_ADC_SetStartMode(LPC_ADC,ADC_START_NOW,ADC_TRIGGERMODE_RISING);//ADC正常工作模式
}
/*********************************************************************************************************
** 函数名: void ADC_StartCnv (void)
** 函数功能: 启动转换
** 输入参数: 无
** 输出参数: 无
** 返回值: 无
*********************************************************************************************************/
void ADC_StartCnv (void) {
Chip_ADC_SetStartMode(LPC_ADC,ADC_START_NOW,ADC_TRIGGERMODE_RISING);//启动转换
}
/*********************************************************************************************************
** 函数名: void ADC_StopCnv (void)
** 函数功能: 停止转换
** 输入参数: 无
** 输出参数: 无
** 返回值: 无
*********************************************************************************************************/
void ADC_StopCnv (void) {
Chip_ADC_SetStartMode(LPC_ADC,ADC_NO_START,ADC_TRIGGERMODE_RISING);// 停止转换
}
/*********************************************************************************************************
** 函数名: uint16_t ADC_Get (void)
** 函数功能: 获取转换值
** 输入参数: 无
** 输出参数: 无
** 返回值: ADC值
*********************************************************************************************************/
uint16_t ADC_Get (void) {
uint16_t val;
ADC_StartCnv(); //启动转换
ADC_GetCnv(&val); //获取AD值
ADC_StopCnv();
return (val);
}
/*********************************************************************************************************
** 函数名: uint32_t ADC_GetCnv (void)
** 函数功能: 获取转换值
** 输入参数: 无
** 输出参数: 无
** 返回值: ADC值
*********************************************************************************************************/
void ADC_GetCnv (uint16_t *adGdr) {
Chip_ADC_ReadValue(LPC_ADC,5,adGdr);
}
//多次采样，并获取平均值
u16 Get_Adc_Average(u8 times)
{
u32 temp_val=0;
u8 t;
for(t=0;t<times;t++)
{
temp_val+=ADC_Get();
delay_ms(5);
}
return temp_val/times;
}

复制代码

我们在main函数里面，一直输出当前测的的电压(理论上要等48小时以上，我们做实验，直接忽略)：

ADC_Data=Get_Adc_Average(8);
ADC_Data = (ADC_Data * 3300)/4095;
INT_CHAR(ADC_Data); // 整型数据转换成字符型
LCD_DisplayAsciiString (30,60,dis,16,Black,White);
printf("adc=%s\r\n",dis);

复制代码

我们查看串口输出，在0.78V左右。我们算出此时的Rs,Rs=(5/0.78-1)×1K=5.41K。我们把这个值当作Ro,即Ro=5.41K
我们带入公式：
ppm = pow((3.4880*Ro*Vout)/(5-Vout),(1.0/0.3203));
ppm = pow((3.4880*5.41*Vout)/(5-Vout),(1.0/0.3203));
我们把它加到while循环里，查看输出：

//tmp1=(3.4880*Ro*ADC_Data/1000.0)/(5.0-ADC_Data/1000.0);
tmp1=(3.4880*5.41*ADC_Data/1000.0)/(5.0-ADC_Data/1000.0);
tmp2=(1.0/0.3203);
ppm = pow(tmp1,tmp2);
sprintf(tmp, "%.4f", ppm);
printf("ppm=%s\r\n",tmp);
delay_ms(5000);

复制代码

下载，查看：

好了，MQ135空气质量检测就到这了。其中Ro取值仅是实验，不准，仅供参考！
水了一篇，谢谢观看~

阅读全文

jobszheng5 · 发表于 2021-3-24 16:45:31

这种传感器还需要做数值模拟啊
我一直以为这些只是简单的映射关系呢！
以后在此类项目的时候要注意了。
谢谢分享

qwz1994 · 发表于 2021-4-10 20:08:08

好像没看到远程，本来点进来是很期待的，然后只发现在分析传感器，，，期待能早点看到标题中的远程的功能。

zhangt0713 · 发表于 2021-5-9 00:35:08

不知你的远程控制采用的通讯方式是什么，在帖子中没有看到啊

scenely · 发表于 2021-5-12 17:30:20

好像没看到远程，本来点进来是很期待的，然后只发现在分析传感器，，，期待能早点看到标题中的远程的功能。

zhang7309 · 发表于 2021-5-13 22:24:12

看看

delei · 发表于 2021-5-14 16:23:00

没看到远程部分。。。

thinkking1985 · 发表于 2021-5-15 10:40:41

怎么样可以获取demo code.

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