Freescale MQ4CE

Конечно, вот подробное описание, технические характеристики и информация о совместимости для датчика Freescale (NXP) MQ4CE.

Описание

Freescale MQ4CE — это полупроводниковый газовый сенсор, предназначенный для обнаружения метана (CH₄) — основного компонента природного и сжиженного газа. Он является ключевым компонентом в системах безопасности для бытового и промышленного применения.

Принцип действия: Внутри датчика находится чувствительный элемент из диоксида олова (SnO₂), который при нагревании изменяет свое электрическое сопротивление при контакте с целевым газом. Датчик MQ-4 обладает высокой чувствительностью именно к метану, а также хорошей чувствительностью к пропану и бутану, что делает его универсальным для обнаружения горючих углеводородных газов.

Основные области применения:

• Бытовые детекторы утечки природного газа.
• Промышленные системы мониторинга метана.
• Оборудование для обеспечения безопасности на производстве.
• Переносные газоанализаторы.

Технические характеристики

| Параметр | Значение / Описание | | :--- | :--- | | Обнаруживаемый газ | Метан (CH₄), природный газ, пропан, бутан. | | Чувствительность | Высокая к CH₄. Отношение сопротивления в чистом воздухе (R₀) к сопротивлению в газе (Rₛ): R₀/Rₛ ≥ 4 (для 2000 ppm CH₄) | | Концентрация детектирования | От 200 ppm до 10000 ppm (оптимальный рабочий диапазон для калибровки под метан). | | Напряжение нагревателя (VH) | 5.0В ± 0.2В (переменный или постоянный ток) Критически важный параметр! | | Сопротивление нагревателя (RH) | Около 31Ω ± 3Ω (при комнатной температуре) | | Напряжение питания цепи (VC) | До 24В (рекомендуется 5В для большинства схем) | | Сопротивление нагрузки (RL) | Регулируемое, обычно от 2 кОм до 20 кОм. Стандартное значение — 10 кОм. | | Потребляемая мощность | Менее 850 мВт (при VH=5В) | | Время прогрева (Preheat Time) | Не менее 24 часов для стабилизации. Быстрый старт — 2-5 минут до получения первых данных, но с неполной точностью. | | Время отклика (Tres) | ≤ 10 секунд | | Время восстановления (Trec) | ≤ 30 секунд | | Температура эксплуатации | -10°C до +50°C | | Температура хранения | -20°C до +70°C | | Влажность | Менее 95% RH (без конденсата) | | Срок службы | До 10 лет (в нормальных условиях) | | Тип вывода | Аналоговый сигнал (напряжение на нагрузке RL, зависящее от концентрации газа). |

Парт-номера и совместимые модели

1. Прямые аналоги и парт-номера:

• MQ-4 — общее название семейства. Буквы в суффиксе могут указывать на производителя или небольшие вариации.
• Winsen MQ-4 — самый распространенный аналог от китайского производителя Zhengzhou Winsen Electronics. Фактически является полным аналогом и наиболее часто встречается на рынке.
• Hanwei MQ-4 — аналог от другого крупного китайского производителя.
• NXP MQ4CE — оригинальное обозначение от Freescale/NXP.

Важно: Датчики MQ-4 от разных производителей (Winsen, Hanwei) имеют идентичные электрические характеристики, размеры и принцип работы. Они являются взаимозаменяемыми в большинстве схем. Отличия могут быть в качестве материалов и долгосрочной стабильности.

2. Совместимые по корпусу и подключению модели (но для других газов): Датчики серии MQ имеют стандартный 6-пиновый корпус (4 фактически используемых пина) и одинаковое расположение контактов. Это позволяет механически заменить MQ-4 на другой датчик из линейки, но для детектирования иных газов:

• MQ-2 — Горючие газы, дым (широкого спектра).
• MQ-3 — Пары алкоголя (этанол).
• MQ-5 — Природный газ, сжиженный газ (LPG) (альтернатива MQ-4).
• MQ-6 — Сжиженный газ (LPG, бутан, пропан).
• MQ-7 — Угарный газ (CO).
• MQ-8 — Водород (H₂).
• MQ-9 — Угарный газ и горючие газы.
• MQ-135 — Качество воздуха (CO₂, бензол, аммиак).

Критически важное замечание: При замене на датчик для другого газа необходимо перепрошивать/перенастраивать управляющую электронику, так как каждый тип сенсора имеет свою калибровочную кривую и чувствительность.

Ключевые особенности и предупреждения

1. Аналоговый выход: Требуется АЦП микроконтроллера для считывания.
2. Необходимость калибровки: Датчик требует калибровки в чистом воздухе для определения базового сопротивления (R₀). Без калибровки показания будут неточными.
3. Влияние окружающей среды: Чувствительность зависит от температуры и влажности. Для точных измерений требуется компенсация.
4. Нагрев: Корпус датчика сильно нагревается во время работы — это нормально.
5. «Плавающий ноль»: Со временем базовое сопротивление может дрейфовать, что требует периодической повторной калибровки.
6. Не является прецизионным инструментом: Предназначен для сигнализации о наличии газа, а не для точного измерения его концентрации в ppm без тщательной калибровки и компенсации условий.

Вывод: Freescale/NXP MQ4CE — это надежный, проверенный временем и недорогой датчик для обнаружения метана, идеально подходящий для проектов и устройств, где критически важны безопасность и стоимость. Его прямые аналоги от Winsen и Hanwei полностью совместимы и широко доступны.