Lerne, wie du den MQ-5 Gassensor in Kombination mit dem Raspberry Pi Pico einsetzen kannst, um präzise Gaskonzentrationen zu messen. Dieser vielseitige Sensor eignet sich ideal für Anwendungen wie die Überwachung der Luftqualität oder die Detektion gefährlicher Gase wie Methan und Kohlenmonoxid.
Was brauchst du?
Die verschiedenen MQ-Gassensoren
Die MQ-Gassensoren sind eine weit verbreitete Sensorreihe zur Messung verschiedener Gase. Obwohl sie unterschiedliche Gase erkennen, basiert ihre grundlegende Funktionsweise auf dem gleichen Prinzip. Doch worin unterscheiden sich die einzelnen Modelle, und welcher Sensor ist für welchen Einsatzzweck geeignet?
Wie funktionieren die MQ-Sensoren?
Alle MQ-Sensoren messen Gaskonzentrationen, indem sie deren Einfluss auf den elektrischen Widerstand einer Metalloxid-Schicht nutzen. Ein Heizelement bringt den Sensor auf Betriebstemperatur, während die Sensorschicht (z. B. Zinnoxid) mit den Gasmolekülen reagiert und dabei eine analoge Spannung erzeugt. Zusätzlich liefert ein digitaler Ausgang (DO) ein Ja/Nein-Signal, wenn ein einstellbarer Schwellenwert überschritten wird.
Die Unterschiede zwischen den MQ-Sensoren
Der Hauptunterschied zwischen den MQ-Sensoren liegt in den Gasen, auf die sie empfindlich reagieren. Hier eine Übersicht:
- MQ-2: LPG, Methan, Wasserstoff, Rauch
- MQ-3: Alkohol (Ethanol), Benzindämpfe
- MQ-4: Methan, Erdgas
- MQ-5: Erdgas, LPG, Kohlenwasserstoffe
- MQ-6: LPG, Butan, Propan
- MQ-7: Kohlenmonoxid (CO)
- MQ-8: Wasserstoff (H₂)
- MQ-9: Kohlenmonoxid (CO), brennbare Gase
- MQ-135: CO₂, Ammoniak, Alkohole, Luftqualität (VOCs)
Schritt 1: MQ5 mit dem Pi Pico verbinden
Um den MQ-5-Gassensor mit dem Raspberry Pi Pico zu verbinden, gehst du folgendermaßen vor:
- VCC: Verbinde den VCC-Pin des MQ-5 mit dem 3.3V-Pin des Raspberry Pi Pico.
- GND: Verbinde den GND-Pin des MQ-5 mit einem GND-Pin des Pico.
- AO (Analog Output): Verbinde den AO-Pin des MQ-5 mit einem der ADC-Pins des Pico (z. B. GP26/ADC0).
- DO (Digital Output): Verbinde den DO-Pin des MQ-5 mit einem digitalen Pin des Pico (z. B. GP15).
Mit dieser Verbindung kannst du die Gaskonzentration sowohl als analoge Spannung (über den ADC-Pin) als auch als digitales Signal (über den DO-Pin) auslesen.
Hinweis: Achte darauf, dass der MQ-5 korrekt mit Strom versorgt wird. Obwohl der Sensor mit 5V betrieben werden kann, sollte der Raspberry Pi Pico mit 3.3V arbeiten, da dies die Spannung des ADC-Pins ist.
Schritt 2: Auslesen von Analog- und Digitalwert des MQ5
Um eine Aussage zur Gaskonzentration mit dem MQ-5 Gassensor zu treffen, kannst du sowohl den analogen Ausgang (AO) als auch den digitalen Ausgang (DO) nutzen. Hier zeigen wir dir, wie du beide Werte mit dem Raspberry Pi Pico und MicroPython auslesen kannst.
from machine import Pin, ADC
from utime import sleep
# Initialisiere den Analog-Pin (AO) und Digital-Pin (DO)
analog_pin = ADC(Pin(26))
digital_pin = Pin(2, Pin.IN)
# Funktion zum Auslesen des analogen Werts
def read_analog():
analog_value = analog_pin.read_u16()
analog_value = round((analog_value / 65535) * 100, 1)
return analog_value
# Funktion zum Auslesen des digitalen Werts
def read_digital():
digital_value = digital_pin.value()
return digital_value
# Endlosschleife zum ständigen Auslesen der Werte
while True:
analog_value = read_analog()
print("\nAnalogwert (AO):", analog_value)
digital_value = read_digital()
print("Digitalwert (DO):", digital_value)
sleep(1)
Erklärung des Codes:
read_analog(): Liest den analogen Wert des Sensors und skaliert ihn auf eine 0-100 Skala, dabei wird der Wert auf 1 Dezimalstelle gerundet.read_digital(): Liest den digitalen Wert des Sensors, der 0 oder 1 zurückgibt, je nachdem, ob der Schwellwert überschritten wurde.- Schleife: In der Endlosschleife werden jede Sekunde die aktuellen Werte vom Sensor ausgelesen und auf der Konsole ausgegeben.
Hinweis: Der Digitalwert liefert eine binäre Ausgabe (0 oder 1). Ein Wert von 0 bedeutet, dass die Gaskonzentration den Schwellwert überschreitet, während 1 darauf hinweist, dass die Gaskonzentration unterhalb des Schwellwerts liegt.
Schritt 3: Anpassen des Schwellenwerts
Der MQ-5 Gassensor verfügt über einen Schwellenwert, der über einen Potentiometer (einstellbaren Widerstand) direkt am Sensor angepasst werden kann. Dieser Schwellenwert entscheidet, bei welcher Gaskonzentration der digitale Ausgang (DO) von 1 auf 0 wechselt und umgekehrt.
Um den Schwellenwert anzupassen, drehst du einfach das Potentiometer auf dem Sensor. Durch Drehen nach rechts wird der Schwellenwert erhöht, was bedeutet, dass der Sensor eine höhere Gaskonzentration benötigt, um den digitalen Ausgang von 1 auf 0 zu ändern. Wenn du das Potentiometer nach links drehst, wird der Schwellenwert gesenkt, wodurch der digitale Ausgang bei einer niedrigeren Gaskonzentration umschaltet.
Schritt 4: MQ-5-Sensor ausprobieren
Um den MQ-5 Gassensor zum Reagieren zu bringen, gibt es mehrere einfache Möglichkeiten:
- Pusten: Du kannst vorsichtig in die Nähe des Sensors pusten, um die Gaskonzentration schnell zu erhöhen.
- Feuerzeuggas: Ein praktischer Test ist, den Sensor vorsichtig mit Feuerzeuggas (Butan) zu testen. Halte das Feuerzeug in der Nähe des Sensors und betätige es kurz, ohne eine Flamme zu erzeugen.
- Andere Gase: Der MQ-5 ist auch empfindlich gegenüber Propan, LPG und Erdgas. Du kannst den Sensor in die Nähe einer Gasquelle halten, um seine Reaktion zu testen. Achte darauf, dies sicher und in einem gut belüfteten Bereich zu tun.
Fazit
Der MQ-5 Gassensor bietet viele Anwendungsmöglichkeiten, von der Luftqualitätsüberwachung bis hin zu Sicherheitsprojekten wie Gasalarmen. Mit dem Raspberry Pi Pico lässt sich der Sensor einfach ansteuern und die Daten weiterverarbeiten, um nützliche Systeme zu entwickeln.
Mögliche Projekte reichen von smarten Luftqualitätmonitoren bis hin zu Sicherheitslösungen zur Gaskontrolle. Weitere Ideen und Anleitungen für Projekte mit dem Raspberry Pi Pico findest du auf unserer Pi Pico Projektseite.
