Matrix - MQ-2 Gas Sensor/zh

English

1 介绍

MQ-2 烟雾传感器

• 模块Matrix-MQ-2_Gas_Sensor使用MQ-2气体传感器，该传感器对液化气、丙烷、氢气的灵敏度高，对天然气和其它可燃蒸汽的检测也很理想，可以用来检测多种气体的泄露，是一款适合多种应用的低成本传感器。
• 模块的输出电压与气体浓度成正比例。

2 特性

• 使用标准的3 PIN接口
• 尺寸为 24x32mm
• PCB尺寸（mm）：24x32

• 引脚说明:

名称	描述
S	GPIO
V	电源5V
G	地

3 工作原理

• MQ-2_Gas_Sensor模块的主要器件是一个具有快速响应和恢复特性的MQ-2气体传感器，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，传感器将电导率的变化转换为与该气体浓度相对应的模拟信号输出，灵敏度可以通过电位计进行调节。

4 下载Matrix源码

Matrix配件相关的代码是完全开源的，统一由一个仓库进行管理：https://github.com/friendlyarm/matrix.git
该仓库里不同的分支代表着Matrix配件所支持的不同开发板。

• nanopi分支用于支持NanoPi；
• nanopi2分支用于支持NanoPi 2；
• tiny4412分支用于支持Tiny4412；
• raspberrypi分支用于支持RaspberryPi；

在主机PC上安装git，以Ubuntu14.04为例

$ sudo apt-get install git

克隆Matrix配件代码仓库

$ git clone https://github.com/friendlyarm/matrix.git

克隆完成后会得到一个名为matrix的目录，里面存放着所有Matrix配件的代码。

5 与NanoPi 2连接使用

5.1 硬件连接

参考下图连接模块Matrix-MQ2和NanoPi 2：

连接说明：

Matrix-Analog_to_Digital_Converter	NanoPi 2
SDA	Pin3
SCL	Pin5
5V	Pin4
GND	Pin6

Matrix-Potentiometer
GND	NanoPi 2 Pin9
5V	NanoPi 2 Pin2
S	Matrix-Analog_to_Digital_Converter A0

电位器输出的是模拟信号，需要使用ADC转换模块Matrix-Analog_to_Digital_Converter将模拟信号转换为数字信号。
先把模块Matrix-Analog_to_Digital_Converter接在NanoPi 2上，然后将模块Matrix-Potentiometer的S引脚接在ADC转换模块的A0引脚。
关于模块Matrix-Analog_to_Digital_Converter可参考wiki：Matrix-Analog_to_Digital_Converter。

5.2 编译测试程序

进入Matrix代码仓库，切换到nanopi2分支

$ cd matrix
$ git checkout nanopi2

编译Matrix配件代码

$ make CROSS_COMPILE=arm-linux- clean
$ make CROSS_COMPILE=arm-linux-
$ make CROSS_COMPILE=arm-linux- install

注意：请确保你的主机PC当前使用的交叉编译器为NanoPi 2配套的arm-linux-gcc-4.9.3。
编译成功后库文件位于install/lib目录下，而测试程序则位于install/usr/bin目录下，模块Matrix-Potentiometer对应的测试程序为matrix-adc。
硬件驱动模块位于modules目录下，对应的驱动源码都包含在在NanoPi 2的Linux内核仓库里：https://github.com/friendlyarm/linux-3.4.y.git

5.3 运行测试程序

将带有Debian系统的SD卡插入一台运行Linux的电脑，可以挂载SD卡上的boot和rootfs分区。
假设rootfs分区的挂载路径为/media/rootfs，执行以下命令将Matrix的硬件驱动、库文件和测试程序拷贝到NanoPi 2的文件系统上。

$ cp modules /media/rootfs/ -r
$ cp install/lib/* /media/rootfs/lib/ -d
$ cp install/usr/bin/* /media/rootfs/usr/bin/

将SD卡重新插入NanoPi 2，上电启动，在Debian的shell终端中执行以下命令加载硬件驱动。

$ cd /modules
$ insmod pcf8591.ko

运行模块Matrix-Potentiometer的测试程序。

$ matrix-adc

运行效果如下：

5.4 代码展示

int main(int argc, char ** argv)
{
    int i = 0;
    int value = 0;
    int channel = 0;
 
    if (argc == 2) {
        channel = atoi(argv[1]);
    }
 
    for (i=0; i<ADC_READ_TIMES; i++) {
        if (pcf8591Read(channel, &value) != -1) {
            printf("channel%d value=%d\n", channel, value);
        } else {
            printf("Fail to get channel%d value\n", channel);        
        }
        usleep(10000);
    }
    return 0;
}

6 与NanoPi M2连接使用

6.1 硬件连接

参考下图连接模块Matrix-MQ2和NanoPi M2：
Matrix-MQ2_NanoPi_M2

连接说明：

Matrix-Analog_to_Digital_Converter	NanoPi M2
SDA	Pin3
SCL	Pin5
5V	Pin4
GND	Pin6

Matrix-Potentiometer
GND	NanoPi 2 Pin9
5V	NanoPi 2 Pin2
S	Matrix-Analog_to_Digital_Converter A0

电位器输出的是模拟信号，需要使用ADC转换模块Matrix-Analog_to_Digital_Converter将模拟信号转换为数字信号。
先把模块Matrix-Analog_to_Digital_Converter接在NanoPi M2上，然后将模块Matrix-Potentiometer的S引脚接在ADC转换模块的A0引脚。
关于模块Matrix-Analog_to_Digital_Converter可参考wiki：Matrix-Analog_to_Digital_Converter。

6.2 编译测试程序

进入Matrix代码仓库，切换到nanopi_M2分支

$ cd matrix
$ git checkout nanopi_M2

编译Matrix配件代码

$ make CROSS_COMPILE=arm-linux- clean
$ make CROSS_COMPILE=arm-linux-
$ make CROSS_COMPILE=arm-linux- install

注意：请确保你的主机PC当前使用的交叉编译器为NanoPi M2配套的arm-linux-gcc-4.9.3。
编译成功后库文件位于install/lib目录下，而测试程序则位于install/usr/bin目录下，模块Matrix-Potentiometer对应的测试程序为matrix-adc。
硬件驱动模块位于modules目录下，对应的驱动源码都包含在在NanoPi 2的Linux内核仓库里：https://github.com/friendlyarm/linux-3.4.y.git

6.3 运行测试程序

将带有Debian系统的SD卡插入一台运行Linux的电脑，可以挂载SD卡上的boot和rootfs分区。
假设rootfs分区的挂载路径为/media/rootfs，执行以下命令将Matrix的硬件驱动、库文件和测试程序拷贝到NanoPi M2的文件系统上。

$ cp modules /media/rootfs/ -r
$ cp install/lib/* /media/rootfs/lib/ -d
$ cp install/usr/bin/* /media/rootfs/usr/bin/

将SD卡重新插入NanoPi M2，上电启动，在Debian的shell终端中执行以下命令加载硬件驱动。

$ cd /modules
$ insmod pcf8591.ko

运行模块Matrix-Potentiometer的测试程序。

$ matrix-adc

运行效果如下：

6.4 代码展示

int main(int argc, char ** argv)
{
    int i = 0;
    int value = 0;
    int channel = 0;
 
    if (argc == 2) {
        channel = atoi(argv[1]);
    }
 
    for (i=0; i<ADC_READ_TIMES; i++) {
        if (pcf8591Read(channel, &value) != -1) {
            printf("channel%d value=%d\n", channel, value);
        } else {
            printf("Fail to get channel%d value\n", channel);        
        }
        usleep(10000);
    }
    return 0;
}