Inegavelmente, ninguém pode contestar as mudanças que salvam vidas que os sensores de gás contribuíram ao detetar gases inflamáveis, combustíveis e perigosos. Os gases detectados são metano, CO, gases inflamáveis, entre outros. Um exemplo é o módulo sensor de álcool do sensor de gás MQ3. Este artigo discutirá como o MQ3 funciona, suas alternativas, pinagem, aplicações e recursos.
O que é o MQ3?
O módulo MQ-3 é um sensor de gás que detecta a presença de gases como monóxido de carbono, hexano, GLP, metano e álcool. É um tipo de sensor de semicondutor de óxido metálico (MOS) que detecta a concentração de álcool quando colocado numa rede divisora de tensão.
Visão geral do hardware
O sensor de álcool MQ-3 é recomendável numa pequena placa breakout, uma vez que não é compatível com uma breadboard. Além disso, tem duas saídas diferentes e é facilmente utilizável. A sua função é fornecer uma indicação binária da presença de álcool e a sua concentração analógica em ar limpo.
A tensão de saída analógica do sensor (no pino analógico) geralmente fornece proporções variáveis de tensão de saída analógica, dependendo da concentração de álcool. Por conseguinte, uma concentração elevada de álcool no ar limpo equivale a uma tensão de saída elevada e vice-versa.
Posteriormente, um comparador, como o comparador de alta precisão LM393, recebe o mesmo sinal analógico. Em seguida, ele aproveita o sinal no pino de saída digital (DO).
Símbolo do comparador
Fonte; Wikimedia
O módulo de hardware tem um potenciómetro incorporado que regula a sensibilidade do DO. Além disso, ajuda a definir o limiar em que a concentração de álcool que excede o valor do limiar tem uma saída baixa.
Por último, mas não menos importante, o módulo de hardware MQ-3 tem dois LEDs, o LED de alimentação e o LED de estado. O LED de estado acende-se quando há uma saída digital baixa, enquanto o LED de alimentação se acende quando se liga o módulo.
Como é que o sensor MQ-3 funciona?
O MQ3 funciona como explicado abaixo.
Para começar, quando se aquece a camada semicondutora de dióxido de estanho (SnO2) a altas temperaturas, a superfície absorve oxigénio.
Em seguida, (em ar puro) as moléculas de oxigénio atraem os electrões da banda de condução do dióxido de estanho.
Consequentemente, forma-se uma camada de depleção de electrões sob a superfície das moléculas de SnO2, criando uma barreira potencial. Como tal, a película de SnO2 impede o fluxo de corrente eléctrica por ser altamente resistiva.
No entanto, quando o álcool presente reage com o oxigénio adsorvido, a densidade superficial do oxigénio diminui. Como resultado, a barreira de potencial também diminui. O dióxido de estanho recebe então electrões, permitindo assim o livre fluxo de corrente através do sensor.
Em suma, uma maior consagração do álcool diminui a resistência analógica, aumentando assim a leitura da tensão.
Descrição dos pinos
As duas principais categorias de pinagem do MQ-3 são as seguintes;
Para o módulo sensor MQ-3
GND – O PINO DE TERRA O pino de terra liga o módulo à terra do sistema.
Saída analógica (AO)/ Pino Aout emite uma tensão analógica que varia entre 0-5V, consoante a intensidade do gás.
VCC – O pino Vcc é a fonte de alimentação do módulo e fornece uma tensão de funcionamento de +5V.
Saída digital (DO) – Depois de utilizar um potenciómetro para definir um valor limite, pode utilizar o pino DO para obter a tensão de saída.
Para o sensor MQ-3
Pinos H – Existem dois pinos H, sendo que um será ligado à terra e o outro à alimentação.
Pinos A – Deve ligar os pinos A à tensão de alimentação.
Pinos B – Note-se que os pinos B e A são intermutáveis. Assim, um dos pinos pode ligar-se à terra enquanto o outro actua como saída.
Vamos agora dar uma ideia das características e especificações do sensor MQ-3.
Características do sensor de álcool MQ-3
Em primeiro lugar, o seu tipo de sensor é um semicondutor.
Depois, requer um circuito de acionamento simples para funcionar.
Em terceiro lugar, encontra-se frequentemente num modo de espera de baixo consumo.
Para além da sua longevidade, o MQ-3 é também barato.
Além disso, tem uma sensibilidade elevada/boa ao álcool gasoso e uma resposta rápida.
Tem uma interface de cabeçalho SIP fácil que ajuda na sua compatibilidade com a maioria dos microcontroladores.
Finalmente, requer tensão de aquecimento.
Especificações do sensor de gás MQ-3
A sua temperatura de funcionamento varia de -10°C a 50°C (14°F a 122°F).
Em segundo lugar, a sua necessidade de energia é de 5 VDC a 60mA (aquecedor desligado) e 165mA (aquecedor ligado).
Além disso, tem uma resistência de carga de 200kΩ.
Tem uma sensibilidade (S) como Rs (no ar) / Rs (0,4mg/L Álcool) ≥5. Assim, pode detetar uma concentração de 0,05 – 10mg/L de álcool.
Tem um tempo de pré-aquecimento superior a 24 horas e uma gama de concentrações que vai de 25 a 500 ppm de álcool.
Além disso, as suas interfaces incluem uma saída compatível com TTL (ALR) e uma entrada compatível com TTL (HSW).
O seu pino de saída Digital emite um digital TTL de 0 e 1 (0,1 e 5V). Pelo contrário, o valor da sua saída AO é de 0,1-0,3V, com uma concentração máxima de tensão próxima de 4V (relativa à poluição).
Além disso, a sua resistência de deteção (Rs) varia entre 2kΩ-20kΩ (em 0,4mg/L de álcool).
O seu consumo de corrente é de 150mA, enquanto o consumo do aquecedor é inferior a 750mW.
Por último, tem uma dimensão de 32 × 22 × 16 mm.
Sensores equivalentes ao MQ-3
Alguns sensores equivalentes ao MQ-3 no mercado são o MQ303A, o MQ214 e o MQ-2.
Em alternativa, pode utilizar a tabela abaixo para determinar qual o sensor mais adequado, consoante o tipo de gás.
(detetor de monóxido de carbono)
Aplicações do sensor de gás MQ-3
incluem;
Equipamento de monitorização ambiental,
Um bafómetro comum,
Alarme de nível de gás acima do limite,
Brinquedos, e
Dispositivo de deteção de fundo/ autónomo.
Conclusão
Em conclusão, o sensor de álcool MQ-3 é um componente eletrónico que contribuiu significativamente para a segurança, especialmente na estrada. Além disso, para além de ser barato, qualquer pessoa pode utilizá-lo.
Para terminar, esperamos que o artigo tenha sido útil. No entanto, se necessitar de mais informações sobre o sensor, não hesite em contactar-nos.
