MQ-6气体传感器所使用的气敏材料是在清洁空气中电导率较低的二氧化锡(Sno2)。当传感器所处环境中存在可燃气体时,传感器的电导率随空气中可燃气体浓度的增加而增大。使用简单的电路即可将电导率的变化转换为该气体浓度相对应的输出信号。MQ-6气体传感器对丁烷、丙烷、甲烷的灵敏度高,对甲烷和丙烷可较好的兼顾。这种传感器可检测多种可燃性气体,特别是天然气,是一款适合多种应用的低成本传感器。
模块来源
规格参数
工作电压:3.3V ~ 5V
工作电流:150MA
输出方式: DO接口为数字量输出 AO接口为模拟量输出
读取方式:ADC
管脚数量:4 Pin(2.54mm间距排针)
以上信息见厂家资料文件
移植过程
我们的目标是将例程移植至开发板上【能够判断当前环境状况的功能】。首先要获取资料,查看数据手册应如何实现读取数据,再移植至我们的工程。
查看资料
MQ-6气体传感器对丁烷、丙烷、甲烷灵敏度高,对甲烷和丙烷可较好的兼顾,这种传感器可检测多种可燃性气体,特别是液化气(丙烷),是一款适合多种应用的低成本传感器。
其对应的原理图,AO输出为MQ传感器直接输出的电压,所以为模拟量;DO为经过LM393进行电压比较后,输出高低电平,所以为数字量。
因此DO引脚可以配置为GPIO的输入模式,AO引脚需要配置为ADC模拟输入模式。
引脚选择
这里选择的引脚见引脚接线表
☠ 特别注意
我们的芯片是 D133EBS
它的ADC参考电压是2.5V
, 最高只能读到2.5V(也就是输入3.3V它显示出来的也是2.5V) ,所以我们需要在外面给它进行分压,将模块输出的最高3.3V电压分压成最高1.65V,然后在程序中将ADC读到的数据乘2
得到真实的数据。
进行分压会损失一定的精度,但这是必要的!
分压计算公式:
原理图结构:
根据计算公式,我们可以算出来分压之后的电压为模块AO引脚输出的一半!!
代码移植
下载为大家准备的驱动代码文件夹,复制到自己工程中\luban-lite\application\rt-thread\helloworld\user-bsp
文件夹下
提示
如果未找到 user-bsp
这个文件夹,说明你未进行模块移植的前置操作。请转移到手册使用必要操作(点击跳转)中进行必要的配置操作!!!
接下来打开自己的工程,开始修改Kconfig文件。
1、在 VSCode 中打开 application\rt-thread\helloworld\Kconfig 文件
2、在该文件的 #endif
前面添加该模块的 Kconfig路径语句
# MQ-6丙烷检测传感器
source "application/rt-thread/helloworld/user-bsp/mq-6-sensor/Kconfig"
2
menuconfig操作
1、我们 双击 luban-lite
文件夹下的 win_env.bat
脚本打开env工具:
2、输入以下命令列出所有可用的默认配置:
scons --list-def
3、选择 d13x_JLC_rt-thread_helloworld
这个配置!这个是我们衡山派开发板的默认配置!输入以下命令即可:
scons --apply-def=7
或者
scons --apply-def=d13x_JLC_rt-thread_helloworld_defconfig
这两个命令作用是一样的,一个是 文件名 ,一个是 编号 !!!
4、输入以下命令进入menuconfig菜单
scons --menuconfig
进入以下界面:
5、选中 Porting code using the LCKFB module
按
Y
选中按
N
取消选中方向键
左右
调整 最下面菜单的选项方向键
上下
调整 列表的选项
回车
执行最下面菜单的选项
6、回车进入 Porting code using the LCKFB module
菜单
7、按方向键 上下
选中 USing MQ6 sensor
后按 Y
键,看到前面括号中出现一个 *
号,就可以下一步了。
8、按方向键 左右
选中 <Save>
然后一路回车
,然后 退出
即可
编译
我们 保存并退出menuconfig菜单 之后,输入以下命令进行编译:
scons
或
scons -j16
-j 用来选择参与编译的核心数: 我这里是选择16
大家可以根据自己的电脑来选择
核心越多编译越快
如果写的数量高于电脑本身,那么就自动按照最高可用的来运行!
镜像烧录
编译完成之后会在 \luban-lite\output\d13x_JLC_rt-thread_helloworld\images
文件夹下生成一个 d13x_JLC_v1.0.0.img
镜像文件!
然后我们烧录镜像,具体的教程请查看:镜像烧录(点击跳转🚀)
到这里完成了,请移步到 最后一节 进行移植验证。
工程代码解析
bsp_mq6.c
/*
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*/
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <getopt.h>
#include <sys/time.h>
#include <rtthread.h>
#include "hal_adcim.h"
#include "rtdevice.h"
#include "aic_core.h"
#include "aic_log.h"
#include "hal_gpai.h"
#include <stdio.h>
#include "aic_hal_gpio.h"
#include "bsp_mq6.h"
// adc设备名称
#define ADC_DEVICE_NAME "gpai"
// adc通道
#define ADC_CHANNEL 6
// 电压基准
#define VREF_ADC_HSPI 2.5
// DO引脚号获取
#define DO_PIN rt_pin_get("PE.14")
// DO引脚状态读取
#define GET_DO_IN rt_pin_read(DO_PIN)
static struct rt_adc_device *adc_dev = NULL;
/**********************************************************
* 函 数 名 称:MQ6_Init
* 函 数 功 能:初始化ADC
* 传 入 参 数:无
* 函 数 返 回:RT_EOK成功 -RT_ERROR失败
* 作 者:LCKFB
* 备 注:LP
**********************************************************/
int MQ6_Init(void)
{
// 获取设备句柄
adc_dev = (struct rt_adc_device *)rt_device_find(ADC_DEVICE_NAME);
if (adc_dev == RT_NULL)
{
LOG_E("Failed to open %s device", ADC_DEVICE_NAME);
return -RT_ERROR;
}
// 使能adc通道
int ret = rt_adc_enable(adc_dev, ADC_CHANNEL);
if(ret != RT_EOK)
{
LOG_E("Failed to [rt_adc_enable] !!!");
return -RT_ERROR;
}
aicos_mdelay(200);
// 设定DO引脚的模式
rt_pin_mode(DO_PIN, PIN_MODE_INPUT);
return RT_EOK;
}
/**********************************************************
* 函 数 名 称:MQ6_DeInit
* 函 数 功 能:清除ADC初始化
* 传 入 参 数:无
* 函 数 返 回:RT_EOK成功 -RT_ERROR失败
* 作 者:LCKFB
* 备 注:LP
**********************************************************/
int MQ6_DeInit(void)
{
int ret = rt_adc_disable(adc_dev, ADC_CHANNEL);
if(ret != RT_EOK)
{
LOG_E("[%d]:Failed to [rt_adc_disable] !!!", __LINE__);
return -RT_ERROR;
}
return RT_EOK;
}
/**********************************************************
* 函 数 名 称:MQ6_Get_Value
* 函 数 功 能:获得某个通道的值
* 传 入 参 数:电压存储地址
* 函 数 返 回:RT_EOK成功 -RT_ERROR失败
* 作 者:LCKFB
* 备 注:ADC每个时间
**********************************************************/
int MQ6_Get_Value(float *Voltage)
{
int value = 0; // 累计读取的数据
int count = 5; // 采集次数
int valid_count = 0; // 有效读取次数
int return_Value = 0; // 分压之后还原的数据
while(count--)
{
uint32_t temp = rt_adc_read(adc_dev, ADC_CHANNEL);
if(temp < 4096) // 确保不会把校验数据计算进来
{
// rt_kprintf("[%d]adc temp = [%d]\n",valid_count+1,temp);
value += temp;
valid_count++;
}
aicos_mdelay(5); // 延时5ms
}
// 如果没有有效的读取
if(!valid_count)
{
return -RT_ERROR; // 返回一个错误代码
}
return_Value = value / valid_count; // 计算平均值
/* 因为电压分压为了二分之一所以需要还原 */
*Voltage = (( VREF_ADC_HSPI / 4095.0 ) * return_Value) * 2; // 换算成电压
return RT_EOK;
}
/******************************************************************
* 函 数 名 称:MQ6_Get_DO_In
* 函 数 说 明:读取DO引脚的电平状态
* 函 数 形 参:无
* 函 数 返 回:DO引脚状态
* 作 者:LCKFB
* 备 注:无
******************************************************************/
int MQ6_Get_DO_In(void)
{
if( GET_DO_IN == 1)
{
return 1;
}
return 0;
}
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bsp_mq6.h
/*
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#ifndef __BSP_MQ6_H__
#define __BSP_MQ6_H__
#include "stdio.h"
int MQ6_Init(void);
int MQ6_DeInit(void);
int MQ6_Get_Value(float *Voltage);
int MQ6_Get_DO_In(void);
#endif
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Kconfig
这个是一个menuconfig中的选项,如果在菜单中选中该选项,就会在rtconfig.h
中定义一个语句,用来if判断条件编译之类的。
config LCKFB_MQ6_SENSOR
bool "USing MQ6 sensor"
select AIC_USING_GPAI
select AIC_USING_GPAI6
default n
help
More information is available at: https://wiki.lckfb.com/
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SConscript
自动化构建文件,如果定义了 LCKFB_MQ6_SENSOR
和 USING_LCKFB_TRANSPLANT_CODE
就自动编译当前目录下的文件!!
Import('RTT_ROOT')
Import('rtconfig')
import rtconfig
from building import *
cwd = GetCurrentDir()
CPPPATH = [cwd]
src = []
if GetDepend('LCKFB_MQ6_SENSOR') and GetDepend('USING_LCKFB_TRANSPLANT_CODE'):
src = Glob(os.path.join(cwd, '*.c'))
group = DefineGroup('lckfb-mq6-sensor', src, depend = [''], CPPPATH = CPPPATH)
Return('group')
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test_mq_6_sensor.c
这个文件定义了一个MQ6气体传感器处理的线程,初始化了传感器的硬件抽象层,并设置了线程的优先级、栈大小和时间片。
线程的主要任务是读取MQ6气体传感器的电压值和数字输出状态,并进行打印。当检测到特定气体浓度时,传感器会通过数字输出信号通知。通过命令行接口,用户可以启动这个线程来测试MQ6传感器的功能。
线程入口函数逻辑
- 初始化时设置一个循环计数器。
- 在一个无限循环中,首先读取MQ6传感器的电压值。
- 判断读取操作是否成功,如果不成功则记录错误信息。
- 如果读取成功,将电压值放大100倍,并分别打印整数部分和小数部分。
- 检测传感器的数字输出状态,如果为低电平则打印警告信息。
- 循环计数器达到一定值后重置,并提供退出线程的指令提示。
- 在每次循环结束时,线程会挂起一段时间,这里是1000毫秒。
#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <getopt.h>
#include <sys/time.h>
#include <rtthread.h>
#include "rtdevice.h"
#include "aic_core.h"
#include "aic_hal_gpio.h"
#include "bsp_mq6.h"
#define THREAD_PRIORITY 25 // 线程优先级
#define THREAD_STACK_SIZE 1024 // 线程大小
#define THREAD_TIMESLICE 25 // 时间片
static rt_thread_t mq6_thread = RT_NULL; // 线程控制块
// 线程入口函数
static void mq6_thread_entry(void *param)
{
int while_count = 1;
while(while_count++)
{
/* 电压数值缓存区 */
float Voltage = 0;
/* 判断是否读取成功 */
if(RT_EOK != MQ6_Get_Value(&Voltage))
{
LOG_E("Failed to MQ6_Get_Value !!!");
}
else
{
/* 将数字扩大100倍 */
uint32_t temp_voltage = Voltage * 100;
/* 打印数据,分别处理小数点前的数据和后面的数据! */
rt_kprintf("Read Voltage_Value = %d.%02dV\n", temp_voltage/100, temp_voltage%100); // 电压
}
/* 检测DO引脚 */
if(MQ6_Get_DO_In() == 0)
{
rt_kprintf("DO!!!\n");
}
/* 循环提示 */
if(while_count >= 100)
{
while_count = 1;
rt_kprintf("\nType [test_exit_mq6_sensor] command to exit \n");
rt_kprintf("Note: Pressing [TAB] as you type will autocomplete the command\n");
rt_thread_mdelay(2000);
}
rt_thread_mdelay(1000);
}
}
static void test_mq6_sensor(int argc, char **argv)
{
int ret = MQ6_Init();
if(ret != RT_EOK)
{
LOG_E("Failed to [MQ6_Init] !!!");
return;
}
/* 创建线程,名称是 mq6_thread,入口是 mq6_thread_entry */
mq6_thread = rt_thread_create("mq6_thread",
mq6_thread_entry, RT_NULL,
THREAD_STACK_SIZE,
THREAD_PRIORITY, THREAD_TIMESLICE);
/* 如果获得线程控制块,启动这个线程 */
if (mq6_thread != RT_NULL)
rt_thread_startup(mq6_thread);
}
// 导出函数为命令
MSH_CMD_EXPORT(test_mq6_sensor, mq6 sensor test);
/* 退出函数 */
void test_exit_mq6_sensor(void)
{
int ret = rt_thread_delete(mq6_thread);
if(ret != RT_EOK)
{
LOG_E("failed to test_exit_mq6_sensor !!");
return;
}
ret = MQ6_DeInit();
if(ret != RT_EOK)
{
LOG_E("Failed to [MQ6_DeInit] !!!");
return;
}
else
{
rt_kprintf("\nMQ6_DeInit successful!!!\n");
}
rt_kprintf("\n========mq6 sensor exit successful !!========\n");
}
// 导出函数为命令
MSH_CMD_EXPORT(test_exit_mq6_sensor, exit mq6 sensor test);
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移植验证
我们使用串口调试,将 USB转TTL模块 连接到衡山派开发板上面!!
具体的教程查看:串口调试(点击跳转🚀)
串口波特率默认为
115200
我们在输入下面的命令运行该模块的线程:
输入的时候按下
TAB键
会进行命令补全!!
test_mq6_sensor
模块上电效果: