This is the first of two logs about

This is the first of two logs about the software needed for the SniffingTrinket project. Because I guess that a general Arduino library for the MQ135 might be of use for other projects, I decided to split the software in a dedicated library and a sketch specifically for the SniffingTrinket. So, this is solely about the MQ135 lib, which, btw. you can find in my GitHub.

First, some theory: My interest in those cheap gas sensors was sparked by a video from Ben Krasnow who takes a look at a cheap breathalyzer with a very similar sensor. He links a paper in his blog post that goes into the theory of the operation of these sensors. In short, they consist of a heated piece of tin dioxide (doped with other stuff) that changes resistance as it reacts with the ambient gas (the heat accelerates the chemical reaction). There are several versions of these sensor, sensitive to several gas types. However, no sensor material is sensitive to a single gas only! I did some more research and found in principle two sensor of immediate interest to me: The MQ135 for "air quality" and the MQ811 for CO2. The MQ811 is much more expensive (30$ compared to 3$).

The datasheet claims that the MQ135 is sensitive for CO2, Alkohol, Benzene, NOx, NH3 and the Fig 3 shows the change in resistance depending on the concentration of these gases in the ambient air in ppm (of the total gas volume). It turns out the the general sensitivity is the roughly same for all the gases. This is where you think: Wait a minute! CO2 is the 4th most abundant trace gas in the earths atmosphere with about 400ppm concentration (N2, O2, and Ar are on place 1-3). All of the other gases the sensor detects are much less common than CO2 and luckily so, as they are harmful. This means, in a normal atmosphere the sensor mostly detects CO2 and with the right calibration we can use it as a cheap replacement for the MQ811 (which by the way is also sensitive to other gases). Turns out, somebody already hat a go at this: I will leave you with great explanation of David Gironi for the details, but mostly he just extracts data from the figures in the datasheet, throws some math at the problem and cross-checks the results with a different kind of sensor for CO2.

The Library I have written basically just implements his approach for the Arduino. It's pretty easy to use. Copy it to your Arduino library folder and put


#include "MQ135.h"

MQ135 gasSensor = MQ135(ANALOGPIN);
to your sketch. ANALOGPIN is the ADC input for the sensor readings (refer to the post with the SniffingTrinket schematic for explanation).

Before you can use the sensor, it has to be calibrated. For this, connect the sensor to your circuit and leave it powered on for 12-24 h to burn it in. Then put it into outside air, preferably at 20°C/35% rel. hum. (humidity is not so crucial). Read out the calibration value as such

float rzero = gasSensor.getRZero();
Wait until the value has somewhat settled (30min-1h). Remember, this is an ADC measurement so you might not want to wait some time between reading the sensor and also do some averaging. Once you have determined your RZero, put it into the MQ135.h. Note: Different sensors will likely have different RZero!


#define RZERO 76.63

Congrats, you have calibrated the sensor and can now read the CO2 ppm value in your sketch

float ppm = gasSensor.getPPM();
The library also provides functions to apply the temperature/humidity correction that is shown in Fig 4 of the datasheet, but I do not trust the datasheet there, so this should not be used for the moment.
If you want to know more, look at the code. I tried to make it very readable and self explaining and provided lots of comments. If you do not understand something, ask: I will happily explain it.

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

นี้เป็นครั้งแรกของแฟ้มบันทึกที่สองเกี่ยวกับซอฟต์แวร์จำเป็นสำหรับโครงการ SniffingTrinket เพราะฉันเดาว่า รีสืบทั่วไปสำหรับ MQ135 อาจจะมีการใช้สำหรับโครงการอื่น ๆ ฉันตัดสินใจแบ่งซอฟต์แวร์ในไลบรารีที่เฉพาะและร่างการโดยเฉพาะสำหรับการ SniffingTrinket ดังนั้น นี้เป็นเพียงเกี่ยวกับการ MQ135 lib ซึ่ง btw คุณสามารถค้นหาใน GitHub ของฉันแรก บางทฤษฎี: ฉันสนใจในเซ็นเซอร์แก๊สราคาถูกที่ถูกจุดประกาย โดยวิดีโอจาก Ben Krasnow ซึ่งจะดูที่ breathalyzer ราคาประหยัดกับเซนเซอร์มากเหมือน กัน เขาเชื่อมโยงข้อมูลในลงบล็อกที่เข้าสู่ทฤษฎีของการทำงานของเซนเซอร์เหล่านี้ ในระยะสั้น พวกเขาประกอบด้วยชิ้นอุ่นของไดออกไซด์ดีบุก (doped ด้วยสิ่งอื่น ๆ) ที่เปลี่ยนแปลงความต้านทานจะทำปฏิกิริยากับก๊าซล้อม (ความร้อนช่วยเร่งปฏิกิริยาเคมี) มีหลายรุ่นของเซนเซอร์เหล่านี้ ความไวต่อก๊าซชนิดต่าง ๆ อย่างไรก็ตาม วัสดุไม่เซ็นเซอร์มีความไวต่อก๊าซเดียวเท่านั้น ฉันไม่ได้งานวิจัยบางอย่าง และพบในเซ็นเซอร์หลักสองทันทีสนใจฉัน: เดอะ MQ135 "อากาศคุณภาพ" และ MQ811 สำหรับ CO2 MQ811 มีราคาแพงมาก (30$ เทียบกับ 3$)แผ่นข้อมูลอ้างว่า MQ135 ที่เป็นสำหรับ CO2, Alkohol เบนซีน โรงแรมน็อกซ์ NH3 และ 3 ฟิกแสดงการเปลี่ยนแปลงในความต้านทานขึ้นอยู่กับความเข้มข้นของก๊าซนี้ในอากาศแวดล้อมใน ppm (ของปริมาณก๊าซทั้งหมด) ดังปรากฎว่าไวทั่วไปอยู่ประมาณเดียวกันสำหรับก๊าซทั้งหมด นี่คือที่คุณคิดว่า: รอสักครู่ CO2 เป็นก๊าซติดตามมากที่สุด 4 ในบรรยากาศอักษรของโลกประมาณ 400 ppm ความเข้มข้น (N2, O2 และ Ar อยู่ 1-3) ของก๊าซอื่น ๆ เซนเซอร์ตรวจพบอยู่ทั่วไปมากน้อย กว่า CO2 และโชคดีมาก พวกเขาเป็นอันตราย นี้หมายความว่า ในบรรยากาศปกติ เซนเซอร์ส่วนใหญ่ตรวจพบ CO2 และ ด้วยการปรับเทียบที่เหมาะสม เราสามารถใช้แทนราคาถูก MQ811 (ซึ่ง โดยวิธีเป็นความไวต่อก๊าซอื่น ๆ) เปิด ใครสักคนแล้วหาดใหญ่ไปที่: ฉันจะทำให้คุณ มีคำอธิบายที่ดีของ David Gironi สำหรับรายละเอียด แต่ส่วนใหญ่เขาเพียงแยกข้อมูลจากตัวเลขในแผ่นข้อมูล พ่นคณิตศาสตร์บางที่ปัญหา และขนตรวจสอบผลลัพธ์ ด้วยเซนเซอร์ชนิดอื่นสำหรับ CO2รีเพราะมีเขียนเครื่องมือโดยทั่วไปเพียงวิธีการของเขาสำหรับการสืบ สวยใช้งานง่ายได้ คัดลอกไปยังโฟลเดอร์ไลบรารีสืบ และใส่#include "MQ135.h"MQ135 gasSensor = MQ135(ANALOGPIN)การร่างของคุณ ANALOGPIN เป็นอินพุต ADC สำหรับอ่านเซ็นเซอร์ (ถึงลงด้วยการ SniffingTrinket แผนผังตัวอย่างการอธิบาย)Before you can use the sensor, it has to be calibrated. For this, connect the sensor to your circuit and leave it powered on for 12-24 h to burn it in. Then put it into outside air, preferably at 20°C/35% rel. hum. (humidity is not so crucial). Read out the calibration value as suchfloat rzero = gasSensor.getRZero();Wait until the value has somewhat settled (30min-1h). Remember, this is an ADC measurement so you might not want to wait some time between reading the sensor and also do some averaging. Once you have determined your RZero, put it into the MQ135.h. Note: Different sensors will likely have different RZero!#define RZERO 76.63Congrats, you have calibrated the sensor and can now read the CO2 ppm value in your sketchfloat ppm = gasSensor.getPPM();The library also provides functions to apply the temperature/humidity correction that is shown in Fig 4 of the datasheet, but I do not trust the datasheet there, so this should not be used for the moment.If you want to know more, look at the code. I tried to make it very readable and self explaining and provided lots of comments. If you do not understand something, ask: I will happily explain it.

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

นี้เป็นครั้งแรกของทั้งสองบันทึกเกี่ยวกับซอฟต์แวร์ที่จำเป็นสำหรับโครงการ SniffingTrinket เพราะผมเดาว่าห้องสมุด Arduino ทั่วไป MQ135 อาจนำไปใช้สำหรับโครงการอื่น ๆ ที่ฉันตัดสินใจที่จะแยกซอฟแวร์ในห้องสมุดเฉพาะและร่างโดยเฉพาะสำหรับ SniffingTrinket ดังนั้นนี้เป็น แต่เพียงผู้เดียวเกี่ยวกับ lib MQ135 ซึ่งครับ คุณจะพบใน GitHub ฉัน. ครั้งแรกบางทฤษฎี: ความสนใจของผมในการเซ็นเซอร์ก๊าซราคาถูกผู้ถูกจุดประกายโดยวิดีโอจากเบน Krasnow ที่จะดูที่ราคาถูกลมหายใจที่มีเซ็นเซอร์ที่คล้ายกันมาก เขาเชื่อมโยงกระดาษโพสต์ในบล็อกของเขาที่จะเข้าสู่ทฤษฎีของการดำเนินงานของเซ็นเซอร์เหล่านี้ ในระยะสั้นพวกเขาประกอบด้วยชิ้นอุ่นก๊าซดีบุก (เจือกับสิ่งอื่น ๆ ) ที่ต้านทานการเปลี่ยนแปลงในขณะที่มันทำปฏิกิริยากับก๊าซโดยรอบ (ความร้อนเร่งปฏิกิริยาทางเคมี) มีหลายรุ่นของเซ็นเซอร์เหล่านี้มีความสำคัญกับประเภทก๊าซหลาย แต่วัสดุที่ไม่มีเซ็นเซอร์มีความไวต่อก๊าซเดียวเท่านั้น! ฉันได้บางวิจัยมากขึ้นและพบว่าในหลักการที่สองเซ็นเซอร์ที่สนใจได้ทันทีเพื่อฉัน: MQ135 สำหรับ "คุณภาพอากาศ" และ MQ811 สำหรับ CO2 MQ811 เป็นราคาแพงมาก (30 $ เมื่อเทียบกับ 3 $). แผ่นข้อมูลอ้างว่า MQ135 มีความสำคัญสำหรับ CO2, Alkohol, เบนซิน, NOx, NH3 และรูปที่ 3 แสดงให้เห็นถึงการเปลี่ยนแปลงในความต้านทานขึ้นอยู่กับความเข้มข้นของก๊าซเหล่านี้ใน อากาศแวดล้อมใน ppm (ของปริมาณก๊าซทั้งหมด) แต่กลับกลายเป็นความไวทั่วไปคือประมาณเดียวกันสำหรับก๊าซทั้งหมด ซึ่งเป็นที่ที่คุณคิด: รอนาที! CO2 เป็น 4 ก๊าซร่องรอยที่มีมากที่สุดในชั้นบรรยากาศของธาตุที่มีความเข้มข้นเกี่ยวกับ 400ppm (N2, O2 และเท่อยู่ในสถานที่ที่ 1-3) ทั้งหมดของก๊าซอื่น ๆ เซ็นเซอร์ตรวจจับมีมากน้อยกว่าที่พบบ่อย CO2 และโชคดีเพื่อที่พวกเขาจะเป็นอันตราย ซึ่งหมายความว่าในบรรยากาศปกติเซ็นเซอร์ตรวจจับ CO2 ส่วนใหญ่และมีการสอบเทียบที่เหมาะสมเราสามารถใช้แทนราคาถูกสำหรับ MQ811 (ซึ่งโดยวิธีการที่ยังมีความไวต่อก๊าซอื่น ๆ ) เปิดออกใครสักคนแล้วหมวกไปนี้: ฉันจะทำให้คุณมีคำอธิบายที่ดีของเดวิด Gironi สำหรับรายละเอียด แต่ส่วนใหญ่เขาก็สารสกัดจากข้อมูลจากตัวเลขในแผ่นข้อมูลพ่นคณิตศาสตร์บางคนที่มีปัญหาและข้ามการตรวจสอบผลการ- กับชนิดที่แตกต่างของเซ็นเซอร์สำหรับ CO2. ห้องสมุดฉันได้เขียนพื้นเพียงใช้วิธีการของเขาสำหรับ Arduino มันสวยใช้งานง่าย คัดลอกไปยังโฟลเดอร์ Arduino ห้องสมุดของคุณและใส่#include "MQ135.h" MQ135 gasSensor = MQ135 (ANALOGPIN) เพื่อร่างของคุณ ANALOGPIN คือการป้อนข้อมูล ADC สำหรับการอ่านเซ็นเซอร์ (โปรดดูที่โพสต์กับวงจร SniffingTrinket สำหรับคำอธิบาย). ก่อนที่คุณจะสามารถใช้เซ็นเซอร์ก็จะต้องมีการสอบเทียบ สำหรับเรื่องนี้เชื่อมต่อเซ็นเซอร์กับวงจรของคุณและปล่อยให้มันเปิดสำหรับ 12-24 ชั่วโมงในการเผาไหม้ใน. แล้วใส่ลงในอากาศภายนอกโดยเฉพาะอย่างยิ่งที่ 20 ° C / 35% rel ครวญเพลง (ความชื้นไม่สำคัญดังนั้น) อ่านออกค่าปรับเทียบเป็นเช่นลอย rzero = gasSensor.getRZero (); รอจนกว่าค่าได้ตัดสินค่อนข้าง (30min-1h) จำไว้นี้เป็นวัด ADC ดังนั้นคุณอาจไม่ต้องการรอเวลาระหว่างการอ่านเซ็นเซอร์และยังทำค่าเฉลี่ยบาง เมื่อคุณได้กำหนด RZero ของคุณใส่มันลงไปใน MQ135.h ! หมายเหตุ: เซ็นเซอร์ที่แตกต่างกันอาจจะมีที่แตกต่างกัน RZero #define RZERO 76.63 ขอแสดงความยินดีที่คุณได้รับการสอบเทียบเซ็นเซอร์และตอนนี้สามารถอ่านค่า ppm CO2 ในร่างของคุณลอย ppm = gasSensor.getPPM (); ห้องสมุดนอกจากนี้ยังมีฟังก์ชั่นที่จะใช้อุณหภูมิ / การแก้ไขความชื้นที่จะแสดงในรูปที่ 4 จากแผ่นข้อมูล แต่ฉันไม่ไว้วางใจแผ่นข้อมูลมีดังนั้นนี้ไม่ควรนำมาใช้ในขณะนี้. ถ้าคุณต้องการทราบข้อมูลเพิ่มเติมให้ดูที่รหัส ฉันพยายามที่จะทำให้มันสามารถอ่านได้มากและตนเองอธิบายและให้ความคิดเห็นจำนวนมาก หากคุณไม่เข้าใจบางสิ่งบางอย่างถาม: ผมยินดีที่จะอธิบายได้

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

นี่เป็นครั้งแรกที่สองบันทึกเกี่ยวกับซอฟต์แวร์ที่จำเป็นสำหรับโครงการ sniffingtrinket . เพราะผมเดาว่าห้องสมุด Arduino ทั่วไปสำหรับ mq135 อาจจะใช้สำหรับโครงการอื่น ๆที่ฉันตัดสินใจที่จะแยกซอฟต์แวร์ในโดยเฉพาะห้องสมุดและภาพร่างเฉพาะสำหรับ sniffingtrinket . ดังนั้น นี้เป็น แต่เพียงผู้เดียวเกี่ยวกับ mq135 ลิบ ซึ่ง ดูคุณสามารถค้นหาในบริการของผม

แรก บางทฤษฎี :ฉันสนใจในราคาถูกก๊าซเซนเซอร์ได้จุดประกายโดยวิดีโอจากเบน krasnow ที่ใช้เวลาดูที่ breathalyzer ราคาถูกกับเซ็นเซอร์ที่คล้ายคลึงกันมาก เขาเชื่อมโยงกระดาษในบล็อกของเขาที่ไปในทฤษฎีของการดำเนินงานของเซ็นเซอร์เหล่านี้ ในสั้นพวกเขาประกอบด้วยชิ้นร้อนของ Tin ไดออกไซด์ ( เจือด้วยสิ่งอื่น ๆ ) ที่เปลี่ยนความต้านทานมันทำปฏิกิริยากับก๊าซอุณหภูมิ ( ความร้อนเร่งปฏิกิริยาทางเคมี ) มีหลายรุ่นของเซ็นเซอร์ที่มีหลายประเภทของแก๊ส อย่างไรก็ตาม ไม่มีวัสดุเซ็นเซอร์ไวต่อก๊าซเดียวเท่านั้น !ฉันได้บางวิจัยและพบในหลักสองเซ็นเซอร์ของความสนใจทันที ฉัน : mq135 " คุณภาพอากาศ " และ mq811 สำหรับ CO2 การ mq811 คือราคาแพงมาก ( เทียบกับ 30 $ 3 $ ) .

แผ่นข้อมูลการเรียกร้องที่ mq135 อ่อนไหวสำหรับ CO2 alkohol เบนซิน บริษัทnh3 และรูปที่ 3 แสดงการเปลี่ยนแปลงความต้านทานขึ้นอยู่กับความเข้มข้นของก๊าซนี้ในอากาศใน ppm ( ปริมาณก๊าซรวม ) ปรากฏว่านายพลความไวประมาณเดียวกันสำหรับก๊าซทั้งหมด นี่คือที่ที่คุณคิดว่า : เดี๋ยวก่อน ! คาร์บอนไดออกไซด์เป็นก๊าซร่องรอยชุกชุมมากที่สุดใน 4 โลกกับบรรยากาศเกี่ยวกับ 400ppm สมาธิ ( N2 O2 และ AR อยู่ที่ 1-3 )ทั้งหมดของอื่น ๆก๊าซเซ็นเซอร์ตรวจจับจะมากน้อยบ่อยกว่า CO2 และพังแล้ว จะเป็นอันตราย ซึ่งหมายความว่า ในบรรยากาศปกติเซ็นเซอร์ตรวจจับ CO2 และส่วนใหญ่กับการสอบเทียบที่ถูกต้องเราสามารถใช้มันเป็นทดแทนราคาถูกสำหรับ mq811 ( ซึ่งโดยวิธีการที่ยังไวต่อก๊าซอื่น ๆ ) กลายเป็นว่า ใครได้หมวกไปที่นี้