Capteurs - Gaz

[Mise à jour le 31/1/2020]

Le monoxyde de carbone (CO) est un gaz très dangereux qui est inodore, incolore et sans goût. Les symptômes les plus courants de l'intoxication au CO sont les maux de tête, les nausées, les vomissements, les vertiges, la fatigue et une sensation de faiblesse. Les signes neurologiques comprennent la confusion, la désorientation, les troubles visuels, la syncope et les convulsions. Le monoxyde de carbone est produit par l'oxydation partielle de composés contenant du carbone; il se forme lors du fonctionnement d'un poêle ou d'un moteur à combustion interne dans un espace clos. Wikipédia

Ordres de grandeur

• Source : wiki

Module basé sur le capteur MQ7 permettant de détecter la présence de monoxyde de carbone CO de 20 à 2000 ppm. Haute sensibilité et temps de réponse rapide. La sensibilité est réglable par potentiomètre.

• Distributeur : Gotronic

• Caractéristiques
  • Alimentation: 5 Vcc
  • Sortie analogique
  • Temps de réponse rapide et haute sensibilité
  • Longue durée de vie et bonne stabilité
  • Dimensions: 37 x 27 x 14 mm

• Documentation
  • Fichier Acrobat Reader à télécharger ici
  • Schéma du module
• Modèle

• Aide pour la simulation de la chaîne de mesure
  • Les équations de la chaîne de mesure sont téléchargeables ici
  • Le modèle à simuler est téléchargeable ici

• Programmation d'une carte Arduino Uno R3
  • Bibliothèques à installer dans l'IDE : aucune
  • Connexion à un shield Tinkerkit v2.
  • Traitement à réaliser : ici
  • Un premier exemple

//Arduino Sample Code
// Non conforme : A modifier
void setup()
{
  Serial.begin(9600); //Set serial baud rate to 9600 bps
}
void loop()
{
int val;
val=analogRead(0);//Read Gas value from analog 0
Serial.println(val,DEC);//Print the value to serial port
delay(100);
}

Le projet pour l'IDE VSCode de l'exemple ci-dessus est téléchargeable A venir

• Programmation d'une carte FEZ avec l'IDE Visual Studio Community

A venir

Le dioxyde de carbone, aussi appelé gaz carbonique ou anhydride carbonique, est un composé inorganique dont la formule chimique est CO2, la molécule ayant une structure linéaire de la forme O=C=O. Il se présente, sous les conditions normales de température et de pression, comme un gaz incolore, inodore, à la saveur piquante. Le CO2 est utilisé par l'anabolisme des végétaux pour produire de la biomasse à travers la photosynthèse, processus qui consiste à réduire le dioxyde de carbone par l'eau, grâce à l'énergie lumineuse reçue du soleil et captée par la chlorophylle, en libérant de l'oxygène pour produire des oses, et en premier lieu du glucose par le cycle de Calvin.

À partir d'une certaine concentration dans l'air, ce gaz s'avère dangereux, voire mortel. La valeur limite d'exposition est de 3 % sur une durée de 15 minutes. Cette valeur ne doit jamais être dépassée. Au-delà, les effets sur la santé sont d'autant plus graves que la teneur en CO2 augmente.

Près de 87% des émissions de dioxyde de carbone attribuables à l'homme proviennent de la combustion de combustibles fossiles, tels que le charbon, le gaz naturel et le pétrole. Wikipédia

• Source : wiki

Module basé sur le capteur de gaz MG-811 permettant de détecter la présence de CO2. Un booster 6V met le capteur à température permettant une mesure précise. Haute sensibilité et temps de réponse rapide. Le module possède une sortie analogique et une sortie digitale ON/OFF (seuil réglable par potentiomètre).

• Distributeur : Gotronic

• Caractéristiques
  • Alimentation: 5 Vcc
  • Sorties: une analogique et une digitale
  • Dimensions: 42 x 32 x 30 mm

• Documentation
  • Fichier Acrobat Reader à télécharger ici
  • schéma du module

• Modèle

• Aide pour la simulation de la chaîne de mesure
  • Les équations de la chaîne de mesure sont téléchargeables ici
  • Le modèle à simuler est téléchargeable ici

• Programmation d'une carte Arduino Uno R3
  • Bibliothèques à installer dans l'IDE : aucune
  • Connexion à un shield Tinkerkit v2.
  • Traitement à réaliser : ici
  • Un premier exemple

/*******************Demo for MG-811 Gas Sensor Module V1.1*****************************
Author:  Tiequan Shao: tiequan.shao@sandboxelectronics.com
         Peng Wei:     peng.wei@sandboxelectronics.com
 
Lisence: Attribution-NonCommercial-ShareAlike 3.0 Unported (CC BY-NC-SA 3.0)
 
Note:    This piece of source code is supposed to be used as a demostration ONLY. More
         sophisticated calibration is required for industrial field application. 
 
                                                    Sandbox Electronics    2012-05-31
************************************************************************************/
 
/************************Hardware Related Macros************************************/
#define         MG_PIN                       (A0)     //define which analog input channel you are going to use
#define         BOOL_PIN                     (2)
#define         DC_GAIN                      (8.5)   //define the DC gain of amplifier
 
/***********************Software Related Macros************************************/
#define         READ_SAMPLE_INTERVAL         (50)    //define how many samples you are going to take in normal operation
#define         READ_SAMPLE_TIMES            (5)     //define the time interval(in milisecond) between each samples in 
                                                     //normal operation
 
/**********************Application Related Macros**********************************/
//These two values differ from sensor to sensor. user should derermine this value.
#define         ZERO_POINT_VOLTAGE           (0.220) //define the output of the sensor in volts when the concentration of CO2 is 400PPM
#define         REACTION_VOLTGAE             (0.030) //define the voltage drop of the sensor when move the sensor from air into 1000ppm CO2
 
/*****************************Globals***********************************************/
float           CO2Curve[3]  =  {2.602,ZERO_POINT_VOLTAGE,(REACTION_VOLTGAE/(2.602-3))};   
                                                     //two points are taken from the curve. 
                                                     //with these two points, a line is formed which is
                                                     //"approximately equivalent" to the original curve.
                                                     //data format:{ x, y, slope}; point1: (lg400, 0.324), point2: (lg4000, 0.280) 
                                                     //slope = ( reaction voltage ) / (log400 –log1000) 
 
void setup()
{
    Serial.begin(9600);                              //UART setup, baudrate = 9600bps
    pinMode(BOOL_PIN, INPUT);                        //set pin to input
    digitalWrite(BOOL_PIN, HIGH);                    //turn on pullup resistors
 
   Serial.print("MG-811 Demostration\n");                
}
 
void loop()
{
    int percentage;
    float volts;
 
    volts = MGRead(MG_PIN);
    Serial.print( "SEN0159:" );
    Serial.print(volts); 
    Serial.print( "V           " );
 
    percentage = MGGetPercentage(volts,CO2Curve);
    Serial.print("CO2:");
    if (percentage == -1) {
        Serial.print( "<400" );
    } else {
        Serial.print(percentage);
    }
 
    Serial.print( "ppm" );  
    Serial.print("\n");
 
    if (digitalRead(BOOL_PIN) ){
        Serial.print( "=====BOOL is HIGH======" );
    } else {
        Serial.print( "=====BOOL is LOW======" );
    }
 
    Serial.print("\n");
 
    delay(500);
}
 
/*****************************  MGRead *********************************************
Input:   mg_pin - analog channel
Output:  output of SEN-000007
Remarks: This function reads the output of SEN-000007
************************************************************************************/ 
float MGRead(int mg_pin)
{
    int i;
    float v=0;
 
    for (i=0;i<READ_SAMPLE_TIMES;i++) {
        v += analogRead(mg_pin);
        delay(READ_SAMPLE_INTERVAL);
    }
    v = (v/READ_SAMPLE_TIMES) *5/1024 ;
    return v;  
}
 
/*****************************  MQGetPercentage **********************************
Input:   volts   - SEN-000007 output measured in volts
         pcurve  - pointer to the curve of the target gas
Output:  ppm of the target gas
Remarks: By using the slope and a point of the line. The x(logarithmic value of ppm) 
         of the line could be derived if y(MG-811 output) is provided. As it is a 
         logarithmic coordinate, power of 10 is used to convert the result to non-logarithmic 
         value.
************************************************************************************/ 
int  MGGetPercentage(float volts, float *pcurve)
{
   if ((volts/DC_GAIN )>=ZERO_POINT_VOLTAGE) {
      return -1;
   } else { 
      return pow(10, ((volts/DC_GAIN)-pcurve[1])/pcurve[2]+pcurve[0]);
   }
}

Le projet pour l'IDE VSCode de l'exemple ci-dessus est téléchargeable ici

• Programmation d'une carte FEZ avec l'IDE Visual Studio Community

A venir