Báo rò rỉ gas / khói bằng cảm biến MQ-2 (còi + đèn)

Nguyên lý hoạt động

Bên trong MQ-2 có dây đốt nóng (ăn khoảng 160mA) làm lớp thiếc ôxít nóng lên. Khi có gas hay khói, điện trở lớp này giảm nên điện áp chân AO tăng (0–5V). Arduino đọc A0 liên tục. Lúc mới cấp điện, mạch chờ 60 giây cho cảm biến nóng đều, rồi lấy trung bình 10 giây làm mức nền không khí sạch. Khi giá trị vượt mức nền khoảng 1,6 lần, hoặc chân DO của module xuống mức thấp (vượt ngưỡng chỉnh bằng biến trở), mạch bật đèn đỏ và hú còi. Còi ăn khoảng 30mA nên phải đi qua transistor S8050; chân D8 chỉ cấp khoảng 4mA.

Sơ đồ đấu dây

Mỗi màu là một dây. Chấm tròn là điểm hàn. Chạm vào tên dây trong bảng để làm nổi bật.

Danh sách linh kiện

Các bước làm

1. Chuẩn bị
   Mỏ hàn 30–60W, thiếc, board hàn lỗ 5×7cm, dây điện mảnh, cáp USB nạp code cho Nano (nhớ dùng cáp có dây dữ liệu).
2. Gắn Arduino Nano
   Hàn 2 hàng header cái 15 chân lên board lỗ rồi cắm Nano vào, không hàn chết Nano.
3. Nối module MQ-2
   Dùng 4 dây cái-đực: VCC → chân 5V của Nano, GND → GND, AO → A0, DO → D2. Đặt cảm biến cách bếp 1–3m, ở chỗ cao nếu gas thiên nhiên, ở thấp (cách sàn 30cm) nếu gas bình LPG vì LPG nặng hơn không khí.
4. Hàn cụm còi
   Mặt phẳng có chữ S8050 hướng về bạn, chân trái sang phải E – B – C. E → GND. R1 1kΩ từ D8 tới chân B. Còi: chân + (chân dài) → 5V, chân − → chân C của S8050.
5. Hàn 2 đèn báo
   LED đỏ: D5 → R2 330Ω → chân dài LED, chân ngắn → GND. LED xanh: D6 → R3 330Ω → chân dài LED, chân ngắn → GND.
6. Kiểm tra trước khi cắm điện
   Đồng hồ vạn năng thang thông mạch: giữa 5V và GND KHÔNG được kêu. Kiểm tra lại chiều còi (+) và chiều transistor.
7. Nạp code
   Arduino IDE 2: chọn board "Arduino Nano", Processor "ATmega328P (Old Bootloader)" nếu là Nano chip CH340 (nạp lỗi thì đổi lại loại thường). Mở gas_alarm.ino, bấm Upload. Không cần thư viện thêm.
8. Chạy lần đầu
   Cắm điện ở chỗ không khí sạch, không bật bếp. Đèn xanh nháy 60 giây (đang làm nóng), sau đó đèn xanh sáng đứng là đã hiệu chuẩn xong. Cảm biến mới tinh nên để chạy liên tục 24 giờ cho ổn định.
9. Thử
   Bấm bật lửa gas (KHÔNG đánh lửa) xì gần cảm biến 1–2 giây: còi hú, đèn đỏ sáng. Rời xa, sau vài giây mạch tự về bình thường.

Code nạp cho mạch

Chọn board Arduino Nano.

/*
  Mạch Gọn — Báo rò rỉ gas / khói bằng MQ-2
  Board : Arduino Nano (ATmega328P)
  Chân  : A0 <- AO module MQ-2 | D2 <- DO module (mức THẤP = vượt ngưỡng biến trở)
          D8 -> R 1k -> B S8050 (còi chủ động ở cực C)
          D5 -> 330Ω -> LED đỏ | D6 -> 330Ω -> LED xanh
*/
#include <Arduino.h>

// ----- Cấu hình -----
const uint8_t  PIN_AO      = A0;
const uint8_t  PIN_DO      = 2;
const uint8_t  PIN_BUZZER  = 8;
const uint8_t  PIN_LED_RED = 5;
const uint8_t  PIN_LED_GRN = 6;
const uint32_t WARMUP_MS   = 60000UL;  // làm nóng cảm biến
const uint32_t CALIB_MS    = 10000UL;  // lấy mức nền không khí sạch
const float    ALARM_RATIO = 1.6;      // báo khi vượt mức nền x1.6
const int      ALARM_MIN_DELTA = 60;   // và cao hơn nền ít nhất 60 đơn vị ADC
const int      CLEAR_HYST  = 40;       // trễ để không bật tắt liên tục
const uint32_t CONFIRM_MS  = 1500;     // vượt ngưỡng liên tục 1,5s mới báo
const uint32_t MIN_ALARM_MS = 5000;    // giữ báo động ít nhất 5s

enum State { WARMUP, CALIB, NORMAL, ALARM };
State state = WARMUP;
float baseline = 0;
uint32_t calibSum = 0, calibN = 0;
uint32_t tStart, tCalib, overSince = 0, alarmSince = 0, lastLog = 0;
float filtered = 0;

int readGas() {
  // trung bình 8 mẫu để giảm nhiễu
  uint16_t s = 0;
  for (uint8_t i = 0; i < 8; i++) s += analogRead(PIN_AO);
  return s / 8;
}

void setLeds(bool red, bool green) {
  digitalWrite(PIN_LED_RED, red);
  digitalWrite(PIN_LED_GRN, green);
}

void setup() {
  Serial.begin(9600);
  pinMode(PIN_DO, INPUT);
  pinMode(PIN_BUZZER, OUTPUT);
  pinMode(PIN_LED_RED, OUTPUT);
  pinMode(PIN_LED_GRN, OUTPUT);
  digitalWrite(PIN_BUZZER, LOW);
  // tiếng bíp khởi động
  digitalWrite(PIN_BUZZER, HIGH); delay(80); digitalWrite(PIN_BUZZER, LOW);
  tStart = millis();
  Serial.println(F("Bao gas MQ-2: dang lam nong cam bien 60s..."));
}

void loop() {
  uint32_t now = millis();
  int raw = readGas();
  filtered = filtered == 0 ? raw : filtered * 0.8 + raw * 0.2;
  bool doTrig = digitalRead(PIN_DO) == LOW;

  switch (state) {
    case WARMUP:
      setLeds(false, (now / 500) % 2);  // xanh nháy
      if (now - tStart >= WARMUP_MS) { state = CALIB; tCalib = now; calibSum = 0; calibN = 0; }
      break;

    case CALIB:
      setLeds(false, (now / 150) % 2);  // xanh nháy nhanh
      calibSum += raw; calibN++;
      if (now - tCalib >= CALIB_MS) {
        baseline = (float)calibSum / calibN;
        if (baseline < 20) baseline = 20;      // phòng cảm biến hỏng/đứt dây
        state = NORMAL;
        Serial.print(F("Muc nen khong khi sach = ")); Serial.println(baseline);
        if (baseline > 700) Serial.println(F("CANH BAO: muc nen qua cao, kiem tra cam bien hoac khong khi luc khoi dong"));
      }
      break;

    case NORMAL: {
      setLeds(false, true);
      digitalWrite(PIN_BUZZER, LOW);
      bool over = (filtered > baseline * ALARM_RATIO && filtered > baseline + ALARM_MIN_DELTA) || doTrig;
      if (over) { if (!overSince) overSince = now; if (now - overSince >= CONFIRM_MS) { state = ALARM; alarmSince = now; Serial.println(F("!!! BAO DONG GAS/KHOI !!!")); } }
      else overSince = 0;
      // không khí sạch thay đổi chậm theo nhiệt độ/độ ẩm: cập nhật nền rất chậm
      if (!over && filtered < baseline * 1.2) baseline = baseline * 0.9995 + filtered * 0.0005;
      break;
    }

    case ALARM: {
      setLeds(true, false);
      // hú còi kiểu ngắt quãng 200ms
      digitalWrite(PIN_BUZZER, (now / 200) % 2);
      float clearLevel = max(baseline * ALARM_RATIO, baseline + ALARM_MIN_DELTA) - CLEAR_HYST;
      if (now - alarmSince >= MIN_ALARM_MS && filtered < clearLevel && !doTrig) {
        state = NORMAL; overSince = 0; digitalWrite(PIN_BUZZER, LOW);
        Serial.println(F("Da ve binh thuong"));
      }
      break;
    }
  }

  if (now - lastLog >= 1000) {
    lastLog = now;
    const char* names[] = {"LAM NONG", "HIEU CHUAN", "BINH THUONG", "BAO DONG"};
    Serial.print(F("A0=")); Serial.print((int)filtered);
    Serial.print(F(" nen=")); Serial.print((int)baseline);
    Serial.print(F(" DO=")); Serial.print(doTrig ? F("VUOT") : F("ok"));
    Serial.print(F(" trang thai=")); Serial.println(names[state]);
  }
  delay(20);
}

Đo kiểm bằng đồng hồ vạn năng

Sửa lỗi thường gặp