Raspberry Pi Cảm biến cồn MQ3
Hướng dẫn này sẽ chỉ bạn cách sử dụng Raspberry Pi và cảm biến cồn MQ3 để phát hiện sự hiện diện của cồn trong không khí bằng cách đo nồng độ hơi cồn. Cụ thể, chúng ta sẽ học:
- Cách kết nối cảm biến cồn MQ3 với Raspberry Pi
- Cách lập trình Raspberry Pi để đọc giá trị từ cảm biến cồn MQ3
Phần cứng cần thiết
| 1 | × | Raspberry Pi 5 | ||
| 1 | × | Cảm biến cồn MQ3 | ||
| 1 | × | Dây jumper | ||
| 1 | × | (Khuyến nghị) Screw Terminal Block Shield for Raspberry Pi | ||
| 1 | × | (Khuyến nghị) Raspberry Pi Prototyping Base Plate & Breadboard Kit | ||
| 1 | × | (Khuyến nghị) HDMI Touch Screen Monitor for Raspberry Pi |
Or you can buy the following kits:
| 1 | × | DIYables Sensor Kit (30 sensors/displays) | ||
| 1 | × | DIYables Sensor Kit (18 sensors/displays) |
Về cảm biến cồn MQ3
Cảm biến cồn MQ3 có khả năng phát hiện sự hiện diện của hơi cồn trong môi trường xung quanh. Nó cung cấp hai tùy chọn đầu ra: một chân đầu ra số và một chân đầu ra analog.
Bằng cách sử dụng cảm biến MQ3, chúng ta có thể xác định xem có cồn hiện diện trong các ứng dụng máy đo nồng độ cồn hay không, hoặc có hơi cồn trong không khí hay không. Thông tin này rất có giá trị trong việc giúp chúng ta thực hiện các hành động phù hợp, chẳng hạn như kích hoạt báo động hoặc hệ thống thông gió.
Sơ đồ chân
Cảm biến cồn MQ3 có bốn chân phục vụ các mục đích khác nhau:
- Chân VCC: Chân này cần được kết nối với nguồn điện 5V (VCC).
- Chân GND: Chân này cần được kết nối với đất (0V) để mạch hoạt động đúng cách.
- Chân DO: Đây là chân đầu ra số cho biết sự hiện diện của cồn. Khi phát hiện nồng độ cồn, chân này được đặt về LOW. Ngược lại, nếu không phát hiện cồn, chân được đặt về HIGH. Ngưỡng phát hiện nồng độ cồn có thể được điều chỉnh bằng chiết áp tích hợp sẵn.
- Chân AO: Đây là chân đầu ra analog tạo ra điện áp tỷ lệ với nồng độ cồn. Khi nồng độ cồn tăng, điện áp trên chân này cũng tăng. Tương tự, khi nồng độ cồn giảm, điện áp giảm tương ứng.
Tóm lại, các chân VCC và GND cung cấp nguồn và nối đất, trong khi chân DO đưa ra chỉ thị số về sự hiện diện của cồn, và chân AO tạo ra điện áp analog tương ứng với nồng độ cồn.
Ngoài ra, cảm biến cồn MQ3 được trang bị hai đèn LED báo hiệu:
- Đèn báo PWR-LED: LED này dùng làm đèn báo nguồn, sáng để hiển thị rằng cảm biến đang nhận được điện.
- Đèn báo DO-LED: LED này được kết nối với chân DO và cung cấp chỉ thị trực quan về nồng độ cồn. Khi phát hiện nồng độ cồn và chân DO được đặt về LOW, đèn báo DO-LED sẽ sáng. Ngược lại, nếu không phát hiện nồng độ cồn và chân DO được đặt về HIGH, đèn báo DO-LED sẽ tắt.
Cách hoạt động
Về chân DO:
- Module MQ3 bao gồm một chiết áp tích hợp cho phép bạn điều chỉnh độ nhạy hoặc ngưỡng phát hiện nồng độ cồn.
- Khi nồng độ cồn trong môi trường xung quanh vượt quá giá trị ngưỡng đã đặt, chân đầu ra của cảm biến trở thành LOW, và đèn DO-LED sáng.
- Ngược lại, khi nồng độ cồn trong môi trường xung quanh thấp hơn giá trị ngưỡng, chân đầu ra của cảm biến trở thành HIGH, và đèn DO-LED tắt.
Về chân AO:
- Khi nồng độ cồn tăng, điện áp trên chân AO cũng tăng tỷ lệ thuận.
- Ngược lại, khi nồng độ cồn giảm, điện áp trên chân AO giảm tương ứng.
Điều quan trọng cần lưu ý là chiết áp không ảnh hưởng đến giá trị quan sát được trên chân AO.
Khởi động cảm biến MQ3
Cảm biến cồn MQ3 yêu cầu quá trình khởi động trước khi có thể được sử dụng hiệu quả. Dưới đây là các chi tiết:
- Nếu cảm biến đã được bảo quản trong thời gian dài (khoảng một tháng trở lên) và bạn đang sử dụng nó lần đầu tiên, nó cần được khởi động trong 24-48 giờ. Thời gian khởi động kéo dài này đảm bảo các số đọc chính xác.
- Tuy nhiên, nếu cảm biến đã được sử dụng gần đây, nó chỉ mất khoảng 5-10 phút để đạt trạng thái hoàn toàn sẵn sàng. Trong suốt thời gian khởi động này, cảm biến có thể ban đầu cung cấp các số đọc cao, nhưng chúng sẽ dần giảm cho đến khi cảm biến ổn định.
Để khởi động cảm biến MQ3, chỉ cần kết nối các chân VCC và GND của nó với nguồn điện hoặc kết nối chúng với các chân VCC và GND của Raspberry Pi. Sau đó, để cảm biến ở trạng thái kết nối này trong khoảng thời gian cần thiết.
Sơ đồ kết nối
Vì module cảm biến cồn MQ3 có hai đầu ra, bạn có thể chọn sử dụng một hoặc cả hai, tùy thuộc vào nhu cầu của bạn.
- Sơ đồ kết nối giữa Raspberry Pi và cảm biến cồn MQ3 khi chỉ sử dụng DO.
This image is created using Fritzing. Click to enlarge image
LƯU Ý:
- Raspberry Pi không có chân đầu vào analog, vì vậy bạn có thể để nó không kết nối. Nếu bạn muốn đọc giá trị ADC từ module, bạn cần sử dụng module ADC bên ngoài, bạn có thể xem chi tiết tại Cách sử dụng Raspberry Pi với module ADC
Code Raspberry Pi - Đọc giá trị từ chân DO
Các bước nhanh
- Đảm bảo bạn đã cài đặt Raspbian hoặc bất kỳ hệ điều hành nào khác tương thích với Raspberry Pi trên Pi của bạn.
- Đảm bảo Raspberry Pi của bạn được kết nối với cùng một mạng cục bộ với PC của bạn.
- Đảm bảo Raspberry Pi của bạn được kết nối với internet nếu bạn cần cài đặt một số thư viện.
- Nếu đây là lần đầu tiên bạn sử dụng Raspberry Pi, hãy xem Raspberry Pi - Cài Đặt Phần Mềm
- Kết nối PC của bạn với Raspberry Pi qua SSH bằng SSH client tích hợp sẵn trên Linux và macOS hoặc PuTTY trên Windows. Xem cách kết nối PC của bạn với Raspberry Pi qua SSH.
- Đảm bảo bạn đã cài đặt thư viện RPi.GPIO. Nếu chưa, hãy cài đặt nó bằng lệnh sau:
- Tạo một file script Python mq3_alcohol_sensor.py và thêm code sau:
- Lưu file và chạy script Python bằng cách thực thi lệnh sau trong terminal:
- Đặt cảm biến cồn MQ3 gần hơi cồn hoặc hơi thở
- Xem kết quả trên Terminal.
Script chạy trong một vòng lặp vô hạn liên tục cho đến khi bạn nhấn Ctrl + C trong terminal.
Xin lưu ý rằng nếu bạn nhận thấy trạng thái LED luôn bật hoặc tắt, bạn có thể điều chỉnh chiết áp để tinh chỉnh độ nhạy của cảm biến.
Code Raspberry Pi - Đọc giá trị từ chân AO
Để đọc giá trị từ chân AO, bạn cần sử dụng Module ADC ADS1115 vì Raspberry Pi không có chân ADC nào. Xem cách sử dụng Module ADC ADS1115 với Raspberry Pi
Video Tutorial
Việc sản xuất video tốn rất nhiều thời gian. Nếu video hướng dẫn hữu ích cho việc học của bạn, hãy đăng ký kênh YouTube để ủng hộ. Nếu nhu cầu đủ cao, chúng tôi sẽ cố gắng làm thêm nhiều video.