Capteur de gaz MQ-2 : alarme gaz et fumée avec Arduino

Le MQ-2 est un capteur de gaz bon marché et très répandu qui détecte les gaz combustibles et la fumée dans l'air. Il réagit au GPL (gaz en bouteille), au propane, au butane, au méthane (gaz naturel), à l'hydrogène, aux vapeurs d'alcool et à la fumée. Dans les projets Arduino, on s'en sert pour réaliser des alarmes de gaz pour la cuisine, des détecteurs de fumée et des indicateurs de qualité de l'air. Dans cet article, tu verras pas à pas ce qu'il y a dans le capteur, comment le câbler correctement, pourquoi le préchauffage est indispensable et comment interpréter les valeurs lues.

Comment fonctionne le MQ-2 ?

Sous la grille métallique se trouvent un petit élément en céramique recouvert de dioxyde d'étain (SnO₂) et un fil chauffant qui le porte à quelques centaines de degrés. Dans l'air pur, la résistance de l'élément est élevée. Quand un gaz combustible ou de la fumée l'atteint, une réaction chimique à la surface fait baisser la résistance ; plus le gaz est dense, plus la résistance diminue. Le module convertit cette variation de résistance en tension grâce à un pont diviseur : plus il y a de gaz, plus la tension sur la broche AO monte.

Broches du module et câblage

Le capteur MQ-2 nu a 6 pattes, mais on utilise généralement un module tout prêt. Le module porte la résistance de charge, un comparateur LM393, un petit potentiomètre pour régler le seuil, une LED d'alimentation et une LED d'alarme. La broche AO fournit une tension proportionnelle à la concentration de gaz, tandis que la broche DO change d'état dès que le niveau de gaz dépasse le seuil réglé avec le potentiomètre.

Pourquoi le préchauffage est-il important ?

L'élément sensible ne réagit correctement qu'une fois sa température de fonctionnement atteinte. Dans les premières minutes après la mise sous tension, la valeur de AO démarre haut puis baisse lentement avant de se stabiliser ; les mesures prises pendant ce temps sont trompeuses. C'est pourquoi il est bon de ne pas vérifier l'alarme dans le code pendant les 1 à 3 premières minutes. Si tu utilises un capteur neuf pour la première fois, il est conseillé de le faire fonctionner en continu pendant 24 à 48 heures (rodage, ou burn-in) pour obtenir des valeurs stables. Pendant que le chauffage fonctionne, la grille métallique devient nettement chaude ; c'est normal, mais ne place pas de matériaux inflammables à côté du capteur.

Une alarme gaz et fumée avec Arduino

Le code ci-dessous lit la valeur analogique, l'affiche dans le moniteur série et vérifie aussi la broche DO. Si la valeur analogique dépasse le seuil ou si DO passe à LOW, un buzzer retentit :

1const int AO_PIN = A0;
2const int DO_PIN = 2;
3const int BUZZER = 8;
4const int LIMIT = 400;          // analog eşik (0–1023) / analog threshold
5
6void setup() {
7  Serial.begin(9600);
8  pinMode(DO_PIN, INPUT);
9  pinMode(BUZZER, OUTPUT);
10  delay(60000);                 // 1 dk ön ısıtma / 1 min warm-up
11}
12
13void loop() {
14  int value = analogRead(AO_PIN);
15  bool gas = digitalRead(DO_PIN) == LOW;   // çoğu modülde LOW = gaz / LOW = gas on most modules
16
17  Serial.println(value);
18
19  if (value > LIMIT || gas) {
20    tone(BUZZER, 2000, 300);    // alarm sesi / alarm tone
21  }
22  delay(500);
23}

La valeur 400 n'est pas une règle fixe : la valeur dans l'air pur peut varier entre 100 et 300 selon le capteur, la température et l'humidité. Fais d'abord fonctionner le capteur quelques minutes, relève la valeur dans l'air pur dans le moniteur série, puis place le seuil nettement au-dessus. Pour tester, il suffit d'approcher un instant le gaz d'un briquet du capteur, sans l'allumer ; la valeur monte en quelques secondes.

De la valeur analogique aux ppm : calibration de R0

Sur le module, le capteur forme un pont diviseur avec une résistance de charge (RL, 1 kΩ sur la plupart des modules). À partir de la tension de AO, tu peux calculer la résistance du capteur (Rs). Les courbes de la fiche technique ne donnent pas la concentration de gaz en fonction de Rs directement, mais du rapport Rs/R0 ; R0 est la résistance du capteur dans 1000 ppm d'hydrogène, et dans l'air pur Rs/R0 vaut environ 9,8. On trouve donc R0 en mesurant le capteur dans l'air pur et en divisant par 9,8 :

1const float RL = 1.0;           // yük direnci (kΩ) / load resistor (kΩ)
2const float CLEAN_AIR = 9.8;    // temiz havada Rs/R0 / Rs/R0 in clean air
3float R0;
4
5float readRs() {
6  float v = analogRead(A0) * 5.0 / 1023.0;
7  if (v < 0.01) v = 0.01;       // sıfıra bölmeyi önle / avoid dividing by zero
8  return RL * (5.0 - v) / v;    // bölücüden Rs / Rs from the divider
9}
10
11void setup() {
12  Serial.begin(9600);
13  delay(60000);                 // ön ısıtma / warm-up
14  float sum = 0;
15  for (int i = 0; i < 50; i++) {
16    sum += readRs();
17    delay(100);
18  }
19  R0 = (sum / 50) / CLEAN_AIR;  // temiz havada kalibrasyon / clean-air calibration
20}
21
22void loop() {
23  float ratio = readRs() / R0;  // gaz arttıkça küçülür / falls as gas rises
24  Serial.println(ratio);
25  delay(1000);
26}

Si le rapport tourne autour de 9,8, l'air est pur ; s'il descend sous 1, la concentration de gaz est élevée. Pour convertir ce rapport en ppm, on utilise les courbes logarithmiques de la fiche technique ; des bibliothèques comme MQUnifiedsensor les intègrent déjà. Considère toutefois le résultat comme une approximation : la température, l'humidité et l'âge du capteur influencent la mesure, et comme le MQ-2 réagit à de nombreux gaz à la fois, il ne peut pas savoir avec certitude quel gaz il mesure. Ajouter un DHT11 pour surveiller la température et l'humidité est une bonne idée.

La famille de capteurs MQ : lequel choisir ?

Le MQ-2 avec l'ESP32 et le Raspberry Pi Pico

Le chauffage du MQ-2 a besoin de 5 V : branche donc la broche VCC du module sur la broche VIN (5V) de l'ESP32. Mais quand le module est alimenté en 5 V, la sortie AO peut monter jusqu'à 5 V, alors que les entrées analogiques de l'ESP32 et du Pico acceptent au maximum 3,3 V. Place un pont diviseur de 10 kΩ et 20 kΩ entre AO et la broche analogique pour ramener le signal à un niveau sûr. Avec l'ESP32, il est très simple d'envoyer une notification sur ton téléphone quand du gaz est détecté, ou de mettre en marche un ventilateur via un relais. Sur le Raspberry Pi Pico, la même alarme s'écrit ainsi en MicroPython :

1from machine import ADC, Pin
2import time
3
4gas = ADC(26)                  # GP26 (ADC0), AO bölücü üzerinden / AO through a divider
5buzzer = Pin(15, Pin.OUT)
6LIMIT = 30000                  # 0–65535 arası eşik / threshold
7
8time.sleep(60)                 # ön ısıtma / warm-up
9while True:
10    value = gas.read_u16()
11    print(value)
12    buzzer.value(1 if value > LIMIT else 0)
13    time.sleep(0.5)

Idées de projets avec le MQ-2

• Alarme gaz pour la cuisine : une alarme qui fait sonner un buzzer et allume une LED rouge en cas de fuite de bouteille ou de gaz naturel.
• Détecteur de fumée : un système qui prévient dans l'atelier en cas de fumée de soudure ou d'odeur de brûlé.
• Ventilation automatique : un circuit qui met en marche un extracteur via un relais quand le niveau de gaz monte.
• Alarme flamme et gaz : associe le MQ-2 à un capteur de flamme pour surveiller les deux dangers à la fois.
• Détecteur ESP32 avec notifications : envoie un message Telegram sur ton téléphone quand du gaz est détecté.
• Indicateur de qualité de l'air : affiche le rapport mesuré sous forme de graphique sur un écran OLED.

Erreurs fréquentes et solutions

• L'alarme se déclenche dès la mise sous tension : le capteur n'a pas encore chauffé ; ignore la vérification d'alarme pendant les 1 à 3 premières minutes.
• La valeur ne change jamais : la broche DO est branchée sur l'entrée analogique au lieu de AO, ou le module ne reçoit pas 5 V.
• La LED DOUT reste toujours allumée : le seuil du potentiomètre est réglé trop bas ; tourne-le dans l'air pur jusqu'à ce que la LED s'éteigne.
• Les valeurs dérivent au cours de la journée : la température et l'humidité changent ; redéfinis le seuil dans l'air pur de temps en temps.
• Sur l'ESP32, la valeur analogique est toujours au maximum : le signal AO en 5 V est branché directement ; utilise un pont diviseur.
• La batterie se vide vite : le chauffage consomme environ 150 mA en continu ; le MQ-2 n'est pas fait pour fonctionner longtemps sur batterie.

Associer le MQ-2 à un buzzer et une LED est le moyen le plus simple de passer des capteurs à un vrai système d'alerte. Dans l'application BlueGrays, tu trouveras des projets de prise en main du capteur de gaz, une alarme avec capteurs de flamme et de gaz et une alarme de détection de gaz et de fumée avec ESP32 et MQ-2, avec schémas et code.