Giá trị Vout (VRL) được đo về từ chân AD và được sử dụng để tính giá trị Rs theo công thức
(3.19)
Trong đó Vc là điện áp nuôi cảm biến RL là điện trở tải của cảm biến
Bảng 3-7: Giá trị điện trở tải đề xuất của một số cảm biến
CO Minimum 10KOhm to 100K
NO2 20 KOhm typical to 100K
NH3 Minimum 8 KOhm to 100K
CH4 Minimum 0.45kΩ to 100K
Liquefied Petroleum Gas Minimum 0.45kΩ to 100K
TGS2600 Minimum 0.45kΩ to 100K
TGS2602 Minimum 0.45kΩ to 100K
Solvent Vapors Minimum 0.45kΩ to 100K
O3 20 KOhm typical typical to 100K
VOC 20 KOhm typical to 100K
Cảm biến không có trở tải
Cảm biến CO2, O2, không cần điện trở tải và quá trình đo, quá trình hiệu chuẩn cảm biến cũng khác.
Với cảm biến CO2, giá trị trả về là giá trị điện áp và giá trị này được sử dụng để tính toán nòng độ khí, vì vậy chỉ cần cấu hình giá trị độ lợi và giá trị độ lợi trong hầu hết các trường hợp được cố định tại 1.
Cảm biến O2 cung cấp một đầu ra điện áp tỷ lệ thuận với nồng độ O2 trong khí quyển.
Giá trị điện áp này có thể được sử dụng trực tiếp để tính nồng độ oxy.
3.3.2.3 Giá trị điện trở R0
R0 là giá trị điện trở của cảm biến tại một nống độ khí xác định đã biết mà không có sự hiện diện của các loại khí khác hoặc trong không khí sạch. Giá trị này phải được đo đạc và lưu trữ để tính nồng độ của khí. Bảng sau thể hiện các giá trị nồng độ của các loại khí để xác định R0
Bảng 3-8: Nồng độ khí để xác định giá trị R0
Sensor RO
CO RO = Sensor resistance (RS) in 100 ppm of CO NO2 RO = Sensor resistance (RS) in fresh air
LPG RO = Sensor resistance (RS) in 1800ppm of iso-butane TGS2600 RO = Sensor resistance (RS) in fresh air
TGS2602 RO = Sensor resistance (RS) in fresh air
Solvent Vapors RO = Sensor resistance (RS) in 300ppm of ethanol VOC RO = Sensor resistance (RS) in synthetic air
3.3.3 Các bước hiệu chỉnh cảm biến
Quá trình hiệu chỉnh có thể áp dụng cho tất cả các cảm biến ngoại trừ cảm biến CO2 và O2. Cảm biến O2 có phản ứng tuyến tính và không cần hiệu chuẩn. Cảm biến CO2 sử dụng điện áp thay vì điện trở để hiệu chuẩn. Quá trình hiệu chuẩn bao gồm các bước sau
- Cấu hình cảm biến (khai báo các giá trị độ lợi, giá trị RL, …)
- Tính toán giá trị R0 tại một nồng độ biết trước (cần kiểm soát giá trị nhiệt độ và độ ẩm để có được kết quả chính xác)
- Sau khi thu được điện trở Ro, cần thiết để thu thêm một số giá trị để tạo ra xấp xỉ phản ứng của các cảm biến. Ít nhất là cần thiết 2 điểm, nhưng đối với một hiệu chuẩn chính xác, chúng tôi đề nghị 3 hoặc 4 điểm hiệu chuẩn, cách nhau mười lần, nhưng không cần thiết. Ví dụ: 30, 300 và 3000 ppm
- Tính giá trị Rs/R0 tại mỗi điễm được đo
- Các giá tính toán được đưa vào hàm xấp xỉ loga để tính giá trị nồng đô khí. Hiệu chỉnh cảm biển MQ
/***************************** MQCalibration
Đầu vào: mq_pin – Chân analog kết nối với cảm biến Output: Giá trị Ro của cảm biến
Chú ý: Để hiệu chỉnh cảm biến, đặt cảm biến trong môi trường không khí sạch, hàm sẽ đo đạc và tính toán giá trị Ro của cảm biến trong không khí sạch. */
float MQCalibration(int mq_pin, double ppm, double rl_value,float *pcurve ) {
int i; float val=0;
for (i=0;i<CALIBRATION_SAMPLE_TIMES;i++) { //take multiple samples
val += MQResistanceCalculation(analogRead(mq_pin),rl_value); delay(CALIBRATION_SAMPLE_INTERVAL);
}
val = val/CALIBRATION_SAMPLE_TIMES; //calculate the average value
}
3.3.4 Vận hành thử, đánh giá sản phẩm
Sau khi thiết kế và chế tạo, sản phẩm được đưa vào vận hành thử với các chức năng cơ bản như: đo nồng độ các khí mục tiêu với các mức thay đổi khác nhau, hiệu chỉnh cảm biến, tính toán giá trị AQI của khí mục tiêu.