MQ-7 Detector de Monóxido de Carbono

El MQ-7 Detector de Monóxido de Carbono es un sensor electrónico diseñado específicamente para detectar la presencia de monóxido de carbono (CO) en el aire, un gas tóxico e incoloro que puede ser peligroso para la salud humana. Este sensor funciona utilizando un componente semiconductor sensible al CO, cuya resistencia varía según la concentración del gas. Para operar correctamente, el MQ-7 alterna entre dos ciclos de voltaje: uno alto (5V) para calentar el elemento sensor y otro bajo (1.4V) para la medición precisa, lo que permite detectar concentraciones de CO desde 10 hasta 1000 ppm.

El MQ-7 Detector de Monóxido de Carbono se utiliza principalmente en aplicaciones orientadas a la seguridad ambiental y la prevención de intoxicaciones, ya que permite detectar concentraciones peligrosas de monóxido de carbono (CO), un gas altamente tóxico y difícil de percibir por los sentidos humanos. Es ideal para sistemas de alarma en hogares, oficinas, garajes y fábricas, así como en proyectos de automatización, monitoreo ambiental y dispositivos portátiles de detección de gases. Gracias a su diseño de doble ciclo de calentamiento y lectura, el MQ-7 ofrece una buena sensibilidad y precisión al detectar niveles de CO desde 10 hasta 1000 partes por millón (ppm). Este sensor es compatible con una amplia variedad de tarjetas de desarrollo como Arduino (UNO, Mega, Nano), ESP32, ESP8266, STM32 y Raspberry Pi, lo que permite integrarlo fácilmente en sistemas embebidos para generar alertas, activar ventilación o registrar datos en tiempo real.

Recomendaciones antes de usar este sensor.

• Antes de usarlo por primera vez te recomendamos “curarlo” de 24 a 48 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.
• Se recomienda que trabaje en un ambiente con 21% de concentración de oxígeno o mínimo un 2%

Funcionamiento del Módulo MQ-7.

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 poder medir 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.

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 hacer una estimación y hallar una ecuación, por ejemplo por el método de regresión, una forma de hacerlo es 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.

Conexión básica del módulo MQ7 con tarjetas de desarrollo compatibles con Arduino IDE.

A continuación te mostramos un ejemplo de la conexión y el código para el sensor MQ7 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.

Paso 2: Código de funcionamiento.

a) Lectura analógica.

A continuación te presentamos una versión del código en el que podrás ver una representación de la variación de la resistencia interna del sensor dado un cambio en la concentración de gases inflamables.

#define MQ7pin (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(MQ7pin); // leer la entrada analogica "A0"
  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
}

b) Lectura digital.

Si tu aplicación fuera activar una alarma en cuanto se detecta la presencia de algún gas inflamable, te recomendamos realizar una calibración de su sensibilidad mediante el potenciómetro y una muestra de gas a fin de utilizar la salida digital de este sensor. Para ello, en cuanto a conexiones, es necesario conectar la salida digital del sensor al pin digital 2 de la tarjeta.

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 digital "D0" 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); 
}