ماژول سنسور تشخیص مونوکسید کربن MQ-7

ماژول MQ-7 یکی از پرکاربردترین و شناخته‌شده‌ترین سنسورهای تشخیص گاز مونوکسید کربن (CO) در حوزه الکترونیک، اینترنت اشیا و سیستم‌های ایمنی است. این ماژول بر پایه سنسور MQ-7 ساخت شرکت معتبر Hanwei طراحی شده و از عنصر حساس نیمه‌هادی SnO₂ بهره می‌برد. تغییر مقاومت این عنصر در حضور گاز مونوکسید کربن، مبنای عملکرد سنسور بوده و امکان اندازه‌گیری دقیق غلظت CO را در بازه‌های پایین تا متوسط فراهم می‌کند.

ساختار و نحوه عملکرد

عنصر حساس SnO₂ در حالت عادی و در حضور هوای تمیز دارای مقاومت الکتریکی بالایی است. با ورود گاز مونوکسید کربن به محیط، واکنش شیمیایی سطحی باعث کاهش مقاومت سنسور می‌شود. این تغییر مقاومت به‌صورت سیگنال ولتاژ در خروجی آنالوگ (AOUT) ظاهر شده و امکان تحلیل دقیق توسط مبدل ADC میکروکنترلر را فراهم می‌سازد.

ماژول MQ-7 علاوه بر خروجی آنالوگ، دارای خروجی دیجیتال (DOUT) نیز می‌باشد. این خروجی توسط یک مقایسه‌گر ولتاژی داخلی کنترل می‌شود که آستانه آن از طریق پتانسیومتر تعبیه‌شده روی برد قابل تنظیم است. به این ترتیب کاربر می‌تواند سطح هشدار دلخواه را برای فعال‌سازی خروجی دیجیتال مشخص کند.

چرخه حرارتی ویژه MQ-7

یکی از مهم‌ترین ویژگی‌های سنسور MQ-7، نیاز آن به چرخه حرارتی خاص برای عملکرد صحیح و دقیق است. برخلاف بسیاری از سنسورهای گاز، MQ-7 باید به‌صورت متناوب بین دو سطح ولتاژ گرم‌کننده کار کند:

• 60 ثانیه گرم‌کن با ولتاژ 5 ولت (مرحله پاکسازی)
• 90 ثانیه گرم‌کن با ولتاژ 1.5 ولت (مرحله اندازه‌گیری)

این الگوی حرارتی باعث می‌شود سنسور بتواند گاز مونوکسید کربن را با دقت بالاتری تشخیص دهد و تأثیر سایر گازهای مزاحم به حداقل برسد. رعایت این چرخه در طراحی نرم‌افزار و سخت‌افزار پروژه، نقش کلیدی در دستیابی به نتایج قابل اعتماد دارد.

مشخصات فنی

• ولتاژ کاری: 5V DC
• نوع خروجی: آنالوگ (AOUT) و دیجیتال (DOUT)
• رنج تشخیص گاز CO: از 20ppm تا 2000ppm
• زمان پاسخ‌دهی: کمتر از 60 ثانیه
• نوع سنسور: نیمه‌هادی SnO₂
• الگوی حرارتی: 60 ثانیه 5V، سپس 90 ثانیه 1.5V
• دمای کاری: از 20- تا 50+ درجه سانتی‌گراد
• رطوبت کاری: 5٪ تا 95٪ RH (غیر متراکم)
• پایه‌ها: VCC، GND، DOUT، AOUT

کاربردها

به‌دلیل حساسیت بالا، قیمت مناسب و سازگاری عالی با میکروکنترلرهای رایج، ماژول MQ-7 در طیف وسیعی از پروژه‌ها و محصولات مورد استفاده قرار می‌گیرد:

• سیستم‌های اعلام خطر نشت مونوکسید کربن
• اندازه‌گیری کیفیت هوا در فضاهای بسته
• خانه‌های هوشمند و ساختمان‌های هوشمند
• سنسورهای قابل‌حمل برای محیط‌های صنعتی
• دستگاه‌های پایش سلامت محیطی
• پروژه‌های آردوینو و رزبری پای
• آزمایشگاه‌های آموزشی و تحقیقاتی
• سیستم‌های تهویه مطبوع هوشمند
• خودروهای هوشمند و الکتریکی
• سرویس‌های ایمنی و امنیت شهری

نکات مهم استفاده

• برای رسیدن به دقت پایدار، سنسور نیاز به زمان گرم شدن اولیه دارد.
• چرخه حرارتی باید حتماً در طراحی لحاظ شود.
• کالیبراسیون اولیه در محیط کنترل‌شده توصیه می‌شود.
• خروجی آنالوگ برای اندازه‌گیری دقیق‌تر مناسب‌تر از خروجی دیجیتال است.

ماژول سنسور MQ-7 انتخابی ایده‌آل برای مهندسان، دانشجویان و توسعه‌دهندگان سیستم‌های ایمنی و هوشمند است که به‌دنبال راهکاری قابل اعتماد برای تشخیص گاز مونوکسید کربن می‌باشند.