Projeto | Monitoramento da Qualidade do Ar com Sensor MQ135

Introdução

Quando o ambiente de trabalho requer monitoramento contínuo da qualidade do ar pela natureza de suas operações, é preciso encontrar um dispositivo que possa detectar a poluição do ar em espaços fechados, locais de trabalho industriais, sistemas de ventilação, e até mesmo em projetos de IoT (Internet das Coisas) para fornecer informações em tempo real sobre a qualidade do ar.

O MQ135 é um sensor utilizado em aplicações que requerem monitoramento contínuo da qualidade do ar em ambientes internos ou externos. Nesse contexto, vamos desenvolver um projeto que utiliza o sensor MQ135 e verificar como é feita essa análise do ar na prática.

Analisar a Qualidade do Ar com o sensor MQ135

Sensor MQ135

O sensor MQ-135 é um sensor de qualidade do ar utilizado para medir concentrações de diferentes gases presentes no ambiente. Esse sensor é projetado para detectar a presença de gases nocivos à saúde humana, como: amônia, óxido nítrico, álcool, benzeno, fumaça, dióxido de carbono, entre outros.

O funcionamento do MQ-135 é baseado na mudança na resistência elétrica do seu elemento sensível quando entra em contato com diferentes gases. Cada gás tem uma resposta característica que influencia a resistência do sensor. 

O MQ-135 possui duas saídas:

• Saída Analógica: O sensor MQ-135 possui um pino de saída analógica que fornece uma tensão que varia de acordo com a concentração dos gases detectados. Quanto maior a concentração de gases nocivos, maior será a tensão de saída. Essa saída analógica é útil para medir a concentração relativa de diferentes gases presentes no ambiente. 
• Saída Digital: O sensor MQ-135 também possui um pino de saída digital que é usado para indicar se a concentração de gases ultrapassou um certo limite ajustável. Esse limite é definido por um potenciômetro no sensor. A saída digital é normalmente em forma de um sinal TTL (0 ou 5V), que muda de estado quando a concentração de gases atinge o limite definido. Essa saída é útil para criar sistemas de alarme ou acionar ações específicas quando a qualidade do ar atinge um nível perigoso.

Abaixo temos a imagem do sensor.

Montagem da placa

Para esse projeto vamos precisar de:

• 1 x Raspberry Pi Pico
• 1 x Protoboard
• 1 x Cabo micro USB
• 1 x Buzzer
• 1 x Sensor de qualidade do ar – MQ135
• Jumpers

Utilizando a protoboard, conecte o pino GND do Raspberry Pi Pico à linha de terra da protoboard usando um jumper a partir do pino 38 da placa Pico. Da mesma forma, alimente a proto conectando o pino VCC do Pico à linha de alimentação da protoboard através de um jumper a partir do pino 36.

Para realizar a montagem correta, confira o mapa de pinos da Pico na Figura 2.

O MQ135 possui 4 pinos: VCC, GND, A0 (saída analógica) e D0 (saída digital).  A identificação de cada um deles está impressa na parte inferior do sensor. Assim:

• Os pinos VCC e GND devem ser conectados ao 3,3 V e GND da protoboard, respectivamente;
• O pino A0 do sensor MQ135 não será utilizado nesta aplicação;
• O pino D0 do sensor MQ135 deve ser conectado a uma das entradas digitais da Raspberry Pi Pico, aqui optamos por utilizar o GP22.

Por último, conecte o buzzer a uma das entradas digitais da Raspberry Pi Pico, aqui optamos por utilizar o GP16.

Na Figura 3 temos a montagem da protoboard.

Programa para verificar qualidade do ar com MQ135

Utilizando o Thonny IDE, vamos iniciar importando as bibliotecas “machine” e “utime”, que nós já conhecemos, para poder acessar os pinos da placa e para adicionar atrasos ao programa. 

As primeiras definições do código são para configurar o buzzer e o sensor. Na configuração do sensor definiremos como uma entrada e o buzzer como um saída.

Em seguida, no loop principal definimos que quando o sensor detectar algo uma mensagem será exibida no shell e o buzzer irá emitir um som, do contrário uma mensagem certificando a normalidade do ar será mostrada e o buzzer não fará nenhum som. A verificação será feita a cada 2 segundos.

É importante dizer que o default do sensor é nível lógico alto, ou seja, quando não há nenhuma detecção o sensor tem como saída 1 e quando detecta algo sua saída é 0.

Abaixo temos o código completo para realizar o teste:

Colocando álcool 70 próximo ao sensor tivemos a seguinte saída, seguida do som do buzzer:

Conclusão

O projeto permitiu criar um sistema de detecção e alerta de qualidade do ar acessível e funcional. Ao utilizar o sensor MQ135 para medir as concentrações de gases nocivos no ambiente e o buzzer para fornecer alertas audíveis, você pode criar um dispositivo capaz de monitorar ativamente a qualidade do ar e emitir avisos quando algo incomum for detectado.

Tudo isso foi possível por meio da praticidade do Micropython.

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