06 - MQ 气体传感器应用

本章节介绍 Pico-G1 扩展板上的 MQ2 气体传感器应用示例 —— mq_sensor。该应用演示了如何读取 MQ2 传感器的数字输出（DO）和模拟输出（AO），在 TFT 屏幕上显示气体浓度和报警状态。这是学习气体传感器监测的实用示例。

应用源码位于 SDK 目录 source/app/06_MQ_Sensor/，提供了完整的 GPIO 和 ADC 读取实现。

1 应用概述

1.1 功能特性

  • 双模式读取：同时读取数字输出（DO）和模拟输出（AO）
  • 浓度显示：在 TFT 屏幕上显示气体浓度百分比
  • 报警监测：实时显示气体泄漏报警状态
  • ADC 直接读取：通过 /dev/mem 直接访问 LSADC 寄存器

1.2 技术参数

参数值
传感器类型MQ2（烟雾/可燃气体/液化气）
DO 接口GPIO0_1（数字输出）
AO 接口GPIO1_0/LSADC_CH0（模拟输出）
供电电压5V（加热器需要）
ADC 分辨率12-bit（0~4095）
刷新频率200ms（可配置）

1.3 硬件连接说明

信号板上 GPIO物理 pad说明
DOGPIO0_1iocfg_reg1 @ 0x112C0004数字输出（报警阈值）
AOGPIO1_0iocfg_reg20 @ 0x12090000模拟输出（浓度值）
VCC5V—供电（加热器需要5V）
GNDGND—地线

2 编译与部署

2.1 编译应用

export PATH=$PATH:<SDK>/tools/linux/toolchains/arm-gcc12.2.0-linux-uclibceabi/bin
cd <SDK>/source/app/06_MQ_Sensor
make

2.2 运行应用

scp mq_sensor root@<板端IP>:/usr/bin/
ssh root@<板端IP> '/usr/bin/mq_sensor'

3 预期输出

3.1 控制台输出

/mnt # ./gas_sensor
[mq2] pad 复用：LSADC_CH0 pad (GPIO1_0) -> func4
[mq2] pad 0x12090000 -> 0x00001004
[mq2] 初始化 SPI 屏（/dev/spidev2.0）...
[spi] pad 0x100C0028 -> 0x00001004
[spi] pad 0x100C002C -> 0x00001004
[spi] pad 0x100C0030 -> 0x00001000
[spi] pad 0x100C0020 -> 0x00001005
[spi] pad 0x100C001C -> 0x00001005
[spi] opening /dev/spidev2.0 ...
[spi] spidev opened, fd=3
[spi] spidev mode/bits/speed set (MODE3/8b/24MHz)
[spi] chardev request DC  @ /dev/gpiochip4 line 5 ...
[spi] chardev request RES @ /dev/gpiochip4 line 4 ...
[spi] chardev request CS  @ /dev/gpiochip5 line 1 ...
[spi] chardev-verify: DC=0(expect0) RES=1(expect1) CS=1(expect1)  ==> OK(chardev 真驱动了引脚)
[spi] spi_hal_init done
[tft] init: SLPOUT
[tft] init: SLPOUT +120ms ok
[tft] init: config cmds ok
[tft] init: DISPON
[tft] init: DISPON ok
[tft] init: clear-flush start
[tft] flush #1 start
[tft] flush #1 done
[tft] init: clear-flush done
[mq2] 初始化 MQ2（DO=GPIO0_1, AO=GPIO1_0/LSADC_CH0）...
[mq2] LSADC 寄存器已 mmap @ 0x120A0000 (CH0 走 /dev/mem 绕过驱动)
[mq2] @ DO=GPIO0_1(/dev/gpiochip0 line1) + AO=GPIO1_0/LSADC_CH0(/dev/mem 直读)
[mq2] 采集中，每 200ms 刷新，Ctrl+C 退出。
[mq2] DO=0 AO=2909 (71%)

3.2 TFT 屏幕显示

MQ 气体传感器显示效果

4 常见问题排查

问题可能原因解决方案
始终显示 ALARM阈值电位器设置过低调节模块上的电位器
浓度值异常AO 读取失败检查 LSADC CH0 配置
传感器不响应供电不足确认 5V 供电

5 参考链接