MQ-4 Detector de Gas Metano

INFORMACIÓN

ESPECIFICACIONES Y CARACTERÍSTICAS

• Modelo: Módulo MQ4.
• Detección de: Metano, Gas LP, Hidrógeno, Humo y Alcohol.
• Alta sensibilidad al: Metano/Gas Natural y Gas LP.
• Voltaje de operación: 5 V.
• Consumo de potencia calorifica: < 750 mW.
• Rango de detección: desde 200 ppm a 10000 ppm.
• Tiempo de Respuesta: ≤ 10 s.
• Resistencia de carga: 20 KΩ.
• Humedad: ≤ 95% RH.
• Temperatura de Operación -20 °C ~ 50 °C.
• Respuesta rápida y alta sensibilidad.
• Dimensiones: 40 mm x 21.5 mm x 20 mm.
• Peso: 8 g.

DOCUMENTACIÓN Y RECURSOS

• Datasheet
  
• Pinout 
• Dimensiones
• Manual
• Librería Arduino

INFORMACIÓN ADICIONAL

Recomendaciones antes de usar este sensor.

• Antes de usarlo por primera vez te recomendamos “curarlo” de 6 a 24 hrs, es decir, dejarlo conectado para que el calentamiento del sensor elimine los residuos que pudieran quedar en el proceso de fabricación.
• Este sensor tiene un sistema que aumentar su temperatura para funcionar correctamente, por lo que no es recomendable tocarlo una vez conectado.
• Se recomienda su uso en interiores, a temperatura ambiente y en ambientes sin condensación de agua.
• Su sensibilidad se puede ajustar mediante el potenciómetro en la placa.
• Los módulos MQ son sensibles a más de un gas y en diferente proporción, por lo que no son recomendables para identificar la presencia de un gas específico.

Funcionamiento del Módulo MQ-4.

El sensor propiamente se encuentra encerrado en dos capas de malla de acero inoxidable que asegura que el elemento calentador interno no cause una explosión dado que en su ambiente de trabajo puede haber presencia de gases inflamables, además filtra las partículas suspendidas para que solo gases accedan a la cámara. Dentro, se encuentra una bobina de níquel-cromo para formar el sistema de calefacción y un revestimiento de dióxido de estaño (que es sensible a gases combustibles) forma el sistema de detección.

Una vez se calienta el dióxido de estaño, absorbe el oxígeno (del aire limpio) en su superficie, atrayendo electrones del dióxido de estaño y dificultando el flujo de corriente. En presencia de gases, la densidad de oxígeno absorbido disminuye liberando a los electrones, permitiendo que la corriente fluya con mayor libertad por el sensor.

Módulo Sensor.

El voltaje de salida analógica proporcionado por el sensor cambia en proporción a la concentración de humo/gas. Cuanto mayor sea la concentración de gas, mayor será el voltaje de salida; mientras que una menor concentración de gas da como resultado un voltaje de salida bajo.

El módulo incorpora un circuito con un comparador de alta precisión para digitalizar la señal y un potenciómetro para ajustar el nivel de concentración umbral al cual el pin digital pasará de estado BAJO a estado ALTO.

Curva Característica de Sensibilidad e Influencia de la Temperatura.

Los módulos MQ son sensibles a más de un gas y en diferente proporción a cada uno, por lo que si el objetivo eso obtener los valores en unidades correspondientes a la concentración del gas medido es necesario hacer un proceso de escalado mediante software a partir de la curva característica de sensibilidad (disponible en la hoja de datos)

Debido a que tenemos una curva y no una ecuación es necesario estimar y por regresión hallar la ecuación, te recomendamos usar Excel, ingresando los datos de la curva para un gas en específico con la mayor cantidad de puntos posibles, graficar, agregar una línea de tendencia y escoger la ecuación potencial para implementar en tu código y así estimar la concentración.

¿A qué equivale 1 ppm?

Para describir la cantidad de gas por volumen en el aire, la unidad de medida más común es “partes por millón” o ppm, es decir, 1 ppm significa que si contáramos un millón de moléculas, solo una de esas partículas sería del gas que buscamos medir.

¿Qué es el gas metano?

Es el hidrocarburo alcano más sencillo, cuya fórmula química es CH4. Es incoloro, inodoro e insoluble en agua. En la naturaleza se produce como producto final de la putrefacción anaeróbica de las plantas. Este proceso natural se puede aprovechar para producir biogás, y es el principal componente del gas natural.

Conexión básica del módulo MQ4 con tarjetas de desarrollo compatibles con Arduino IDE.

A continuación te mostramos un ejemplo de la conexión y el código para el sensor MQ2 con una tarjeta de desarrollo que nos permite observar las lecturas de su terminal analógica en el puerto serial.

Componentes adicionales necesarios

• Una tarjeta de desarrollo compatible con Arduino IDE
• Cables dupont M-H

Paso 1: Realiza las conexiones.

#define MQ4pin (0) 
float sensorValue; //variable para guardar el valor analógico del sensor

void setup()
{
  Serial.begin(9600); // Inicializamos el puerto serial a 9600
  Serial.println("El sensor de gas se esta pre-calentando");
  delay(20000); // Espera a que el sensor se caliente durante 20 segundos
}

void loop()
{
  sensorValue = analogRead(MQ4pin); // Leer la entrada analógica 0
  Serial.print("Valor detectado por el sensor: ");
  Serial.print(sensorValue);
  if(sensorValue > 300)
  {
   Serial.print(" | Se ha detectado gas!");
  }
  Serial.println("");
  delay(2000); // espera por 2 segundos para la siguiente lectura
}

int MQpinD = 2;
void setup() { 
  Serial.begin(9600);
  pinMode(MQpinD, INPUT);
  Serial.println("El sensor de gas se esta pre-calentando"); 
  delay(20000); // Espera a que el sensor se caliente durante 20 segundos
}
void loop() {
  boolean MQ_estado = digitalRead(MQpinD); //Leemos la terminal "D0" digital del sensor
  if(MQ_estado) //si la salida del sensor es 1
  {
   Serial.println("Sin presencia de gases en el ambiente");
  }
  else //si la salida del sensor es 0
  {
   Serial.println("Gases detectados en el ambiente");
  }
  delay(100); 
}

ENLACES EXTERNOS

• Metano – Wikipedia
  
• ProyectoAlarma de Gas Metano – El profe García
• Detector de gases con Arduino y la familia de sensores MQ – Luis Llamas