حساس MQ-5 هو وحدة استشعار تعمل على كشف وتسجيل تركيز الغازات القابلة للاشتعال في الهواء، وتحديداً غاز البترول المسال (LPG)، الغاز الطبيعي، وغاز المدينة (Town Gas). يعتمد هذا الحساس على عنصر استشعار من أكسيد القصدير (SnO₂) الذي تتغير مقاومته الكهربائية عند تعرضه للغازات المستهدفة، وتكون هذه المقاومة منخفضة في وجود الغاز ومرتفعة في الهواء النقي. يستخدم الحساس دائرة مقارن جهد (LM393) لتحويل الإشارة التناظرية إلى إشارة رقمية مع إمكانية ضبط الحساسية عبر مقياس جهد، كما يوفر مخرجاً تناظرياً لقراءة دقيقة لتركيز الغاز.
| الميزة | المواصفة |
|---|---|
| جهد التشغيل | 5 فولت (تيار مستمر DC) |
| التيار المستهلك | حوالي 150 مللي أمبير (يلاحظ أن الحساس يستهلك تياراً أعلى من معظم الحساسات الأخرى، لذا يُفضل تغذيته من مصدر منفصل) |
| نطاق الكشف | 200 - 10000 جزء في المليون (ppm) |
| الغازات المستهدفة | غاز البترول المسال (LPG)، الغاز الطبيعي، غاز المدينة (Town Gas) |
| وقت التسخين المبدئي | دقيقة واحدة تقريباً (للوصول إلى درجة حرارة التشغيل المناسبة) |
| الإخراج | مخرج رقمي (DO) قابل للضبط عبر مقياس الجهد + مخرج تناظري (AO) لقراءة دقيقة |
| سرعة الاستجابة | أقل من 10 ثوانٍ |
| سرعة الاسترداد | أقل من 30 ثانية |
| درجة حرارة التشغيل | من -10°م إلى +50°م |
| الرطوبة النسبية | أقل من 95% (بدون تكاثف) |
يتكون الموديول من جزأين رئيسيين:
عنصر الاستشعار (الجزء المعدني الشبكي): يحتوي على مادة أكسيد القصدير (SnO₂) المسخنة كهربائياً. في الهواء النقي، تكون مقاومة المادة عالية، وعند وجود الغاز، تتفاعل جزيئات الغاز مع الأكسجين الممتص على سطح المادة مما يغير المقاومة.
لوحة التحكم الإلكترونية: تحتوي على:
شريحة مقارن الجهد LM393 لتحويل الإشارة التناظرية إلى رقمية.
مقياس جهد (Potentiometer) لضبط عتبة الحساسية (لتحديد متى يصبح المخرج الرقمي HIGH).
مصابيح LED إرشادية: LED لتشغيل الطاقة (Power) وLED للإشارة إلى اكتشاف الغاز.
مبدأ العمل:
يقوم عنصر الاستشعار بتسخين مادة أكسيد القصدير إلى درجة حرارة عالية.
في الهواء النقي، تمتص المادة الأكسجين مما يزيد من مقاومتها.
عند وجود الغاز، تتفاعل جزيئات الغاز مع الأكسجين الممتص، مما يحرر الإلكترونات ويقلل المقاومة.
يتم قياس هذا التغير في المقاومة وتحويله إلى إشارة كهربائية يمكن قراءتها.
ملاحظة هامة:
الحساس يحتاج إلى فترة تسخين (Preheat) تتراوح بين 30-60 ثانية قبل أن يعطي قراءات مستقرة، لذا لا تستعجل في اختباره فوراً بعد التشغيل.
| الطرف | الوظيفة |
|---|---|
| VCC | جهد التشغيل 5V |
| GND | الأرضي |
| DO (Digital Output) | الخرج الرقمي (HIGH عند اكتشاف الغاز، LOW في الهواء النقي) - قابل للضبط عبر المقياس |
| AO (Analog Output) | الخرج التناظري (قيمة متغيرة حسب تركيز الغاز) - يوفر قراءة دقيقة |
توصيله مع أردوينو:
VCC ← 5V (يفضل من مصدر منفصل لتجنب تأثير التيار العالي على المتحكم)
GND ← GND
AO ← منفذ تناظري (مثل A0) لقراءة دقيقة لتركيز الغاز
DO ← منفذ رقمي (اختياري، للإنذار عند تجاوز العتبة المضبوطة)
يوجد على اللوحة مقياس جهد (Potentiometer) يمكن ضبطه باستخدام مفك براغي صغير:
طريقة الضبط:
ضع الحساس في الهواء النقي (بدون غاز).
استخدم مفكاً صغيراً وأدر المقياس ببطء حتى يضيء LED الإنذار (أو ينطفئ حسب إعداداتك).
ابدأ بتحريك المقياس في الاتجاه المعاكس حتى يصل إلى النقطة التي يتغير فيها حالة LED.
كرر الضبط حتى تحصل على الحساسية المطلوبة.
اتجاه الضبط:
اتجاه عقارب الساعة ← يزيد الحساسية (يكتشف تركيزات أقل من الغاز).
عكس عقارب الساعة ← يقلل الحساسية (يكتشف تركيزات أعلى من الغاز).
يُستخدم حساس MQ-5 في العديد من المشاريع الحيوية والهامة، ومن أشهرها:
جهاز إنذار يوضع في المطبخ أو بالقرب من مواقد الغاز والسخانات لإطلاق صفارة إنذار عند اكتشاف أي تسرب للغاز، مما يحمي الأرواح والممتلكات من الحرائق والانفجارات .
مراقبة الغازات القابلة للاشتعال في المصانع، المعامل، ومحطات تعبئة الغاز، مع إمكانية ربطها بأنظمة إطفاء أو تهوية أوتوماتيكية .
تشغيل مراوح الشفط أو فتح النوافذ تلقائياً عند اكتشاف تراكم الغاز في الأماكن المغلقة لتخفيف التركيز .
إرسال إشعارات فورية إلى الهاتف المحمول (عبر WiFi أو GSM) عند اكتشاف غاز، مع إمكانية مراقبة القراءات عن بُعد عبر تطبيقات مثل Blynk أو ThingSpeak .
كشف تسرب الغاز في السيارات التي تعمل بالغاز الطبيعي المضغوط (CNG) أو المركبات الترفيهية .
تدريس الطلاب مبادئ الاستشعار الكيميائي، ومعايرة الحساسات، وأنظمة التحكم في التغذية الراجعة .
مراقبة جودة الهواء في المناطق السكنية أو الصناعية للكشف عن انبعاثات الغازات القابلة للاشتعال .
دمج الحساس مع أنظمة المنزل الذكي لإرسال تنبيهات إلى لوحة التحكم الرئيسية أو تشغيل صفارات الإنذار وإطفاء المصادر المحتملة للاشتعال .
مراقبة تركيز الغازات في البيئات المغلقة التي تستخدم أنظمة التدفئة بالغاز .
روبوتات متنقلة تتجول في المباني للكشف عن أماكن تسرب الغاز في المناطق التي يصعب على البشر الوصول إليها .
تسخين غير كافٍ: الحساس يحتاج إلى 30-60 ثانية على الأقل للتسخين والوصول إلى درجة حرارة التشغيل المناسبة، وإلا ستعطي القراءات قيماً غير مستقرة .
تيار التسخين العالي: الحساس يستهلك تياراً يصل إلى 150 مللي أمبير (أثناء التسخين)، لذا يُفضل تغذيته من مصدر منفصل عن أردوينو لتجنب التأثير على استقرار المتحكم .
التعرض للغازات الأخرى: الحساس قد يتأثر بغازات أخرى مثل الكحول، الدخان، أو الهيدروجين، لذا يجب وضعه في بيئة مناسبة وتجنب المصادر الملوثة .
عدم المعايرة: قراءات الحساس تختلف من وحدة لأخرى، لذا يُفضل معايرته يدوياً باستخدام غاز معروف التركيز أو باستخدام طريقة المقارنة .
التخزين الخاطئ: يجب تخزين الحساس في مكان جاف ومغلق لتجنب تلف عنصر الاستشعار بسبب الرطوبة أو الغبار .
فترة التسخين: أضف في الكود تأخيراً (Delay) لا يقل عن 60 ثانية قبل بدء القراءات الفعلية لضمان استقرار الحساس.
المعايرة المنتظمة: قم بمعايرة الحساس بشكل دوري (خاصة في البيئات المتغيرة) لضمان دقة القراءات.
| الغاز | التركيز الآمن | نطاق الكشف للحساس |
|---|---|---|
| غاز البترول المسال (LPG) | أقل من 1000 ppm | 200 - 10000 ppm |
| الغاز الطبيعي (Methane) | أقل من 1000 ppm | 200 - 10000 ppm |
| غاز المدينة (Town Gas) | أقل من 500 ppm | 200 - 10000 ppm |
| الميزة | MQ-2 | MQ-3 | MQ-4 | MQ-5 | MQ-6 | MQ-7 | MQ-8 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| الغازات المستهدفة | غازات متعددة (LPG، دخان، هيدروجين) | كحول | غاز الميثان (CH₄) | LPG، غاز طبيعي، غاز مدينة | LPG، غاز البوتان | أول أكسيد الكربون (CO) | الهيدروجين (H₂) |
| نطاق الكشف (ppm) | 300-10000 | 0.05-10 مجم/لتر | 300-10000 | 200-10000 | 200-10000 | 20-2000 | 100-1000 |
| الاستخدام المناسب | كشف عام للغازات | كشف الكحول | كشف الميثان | كشف الغاز المنزلي | كشف LPG الدقيق | كشف أول أكسيد الكربون | كشف الهيدروجين |
| الحساسية للغازات الأخرى | عالية | متوسطة | منخفضة | متوسطة | منخفضة | منخفضة | متوسطة |
التهوية المناسبة: ضع الحساس في مكان جيد التهوية لتجنب تراكم الغاز حوله وإعطاء قراءات خاطئة.
المسافة عن المصدر: ضع الحساس على مسافة مناسبة من مصدر الغاز المحتمل (حوالي 1-2 متر) للحصول على إنذار مبكر دون أن يتعرض لتركيزات عالية قد تضر به.
استخدام المخرج التناظري: للحصول على دقة أعلى، استخدم المخرج التناظري (AO) وحلل البيانات برمجياً بدلاً من الاعتماد على المخرج الرقمي فقط.
عزل الحساس عن الاهتزازات: حاول تثبيت الحساس في مكان مستقر لتجنب الاهتزازات التي قد تؤثر على قراءاته.
فصل الإمداد عند التخزين: إذا كنت لا تستخدم الحساس لفترة طويلة، افصله عن مصدر الطاقة لتجنب استهلاك التيار غير الضروري وإطالة عمره الافتراضي.
العربية
English
لا يوجد حاليا تقييمات على هذا المنتج.