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【においセンサーTGS2450】モジュール基板完成品 、匂いチェッカーなど Arduino、ESP32、ラズパイで開発

¥3,000

送料込み(出品者負担)

商品の説明

 においセンサTGS2450とESP32を使って、匂いを数値化するプロジェクトをご紹介します。TGS2450はメチルメルカプタン(玉ねぎの腐ったようなにおい)やアルコールに反応しやすいガスセンサでアナログデバイスになります。簡易的なにおいチェッカーが作れるのでアイデアが広がります。

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2. においセンサモジュール
 秋月電子通商さんで販売されているTGS2450(においセンサ)ですが、そのままではArduinoなどのマイコンで扱うことができません。トランジスタを使ったちょっとした回路を組まなければならないのです。そこでPCB基板を発注してにおいセンサモジュールを作ってみました。基板サイズは約44mmx28mmです。このにおいセンサモジュールは、ArduinoをはじめESP32やM5でも動作可能です。お好みのボードでお使いください。もちろんラズパイでも扱うことは可能ですが、アナログ電圧値を読み取るためにADコンバータが必要となりますのでご注意ください。

3. TGS2450が感知できるガス
 TGS2450は空気中に含まれるガスの濃度に応じて抵抗値が変化するアナログセンサです。検知しやすいガスは次の通りです。

 ① ◎ メチルメルカプタン
 ② ◎ 硫化水素
 ③ ○ アルコール
 ④ ○ アンモニア

 実際に使用してみると分かりますが、アルコールに対してかなり敏感に反応します。玉ねぎスライスに近づけるとさらに反応します。このことから「必ずしも人間にとって臭いもの」に反応するとは限らないのですが、大まかに臭うものに反応していることは間違い無いです。意外と部屋の中が臭うということに気づきます。。人間の嗅覚はなれてしまうので、他人はすぐに気づいても自分には分からないものです。一人暮らしの方は、匂いチェッカーとして活用してみてはいかがでしょうか?(笑)アイデア次第で楽しい色々と楽しいことができそうです♪

4. においセンサモジュールの回路図
 TTA008Bでにおいを感知させるためには、ヒータに電流を流して温めなければなりません。具体的にはArduinoのGPIO端子からヒータを制御しますが、ここら辺はプログラム事例を見た方が早いと思います。これらの理由から、安全を考慮してトランジスタには耐圧の高いTTA008BのPNPバイポーラトランジスタを使用しています。といっても電流を流す時間は一瞬なので発熱などの心配はありません。

5. Arduinoとの配線
 Arduino Unoを例に、においセンサモジュールとの配線を図で表してみました。においセンサモジュールとArduinoは次のように配線を行ってください。その他のボードで配線する場合は適宜変更してください。

 においセンサモジュール・・・Arduino
 VDD・・・5V
 GND・・・GND
 Output(OUT)・・・A3
 Sensor(SEN)・・・D15(A1)
 Heater(HTR)・・・D14(A0)



6. サンプルコード(スケッチ)
 配線後、Arduino Unoにスケッチを書き込み、においの値をシリアルモニタへ出力してみました。その際のサンプルコードを紹介してますのでご参考になさってみてください。においセンサから取得したアナログ値をシリアルモニタへ出力するだけの簡単なスケッチです。Arduino IDEで開発している場合は、シリアルプロッタでグラフ表示させると良いでしょう。TGS2450をはじめて使う場合または、しばらく使用していない場合に注意点があります。最初に数時間、数値が安定するまで慣らし運転が必要です。シリアルプロッタなどでグラフ表示させ、数値が安定するまで待ちましょう。慣らし運転が終わったらマジックペンなどをセンサに近づけてみてください。数値がガクンと下がるはずです。

7. においを数値化
 アナログ値だけの出力では感覚的に分かりづらいですが、0〜100点評価に換算(正規化)し、においのない状態を100、においの反応に応じてゼロへ数値が変化するよう工夫すると楽しいですよ。こちらの動画ではTFTディスプレイを使ってにおいに応じた点数を表示し、画面の色が変わるようにしてみました。
https://www.youtube.com/embed/GXyVkdnKg-g


8. TGS2450の仕様
 最後にTGS2450の仕様を簡単に記しておきます。TGS2450は4ピンのセンサデバイスで、役割はそれぞれ次のとおりです。3番、4番ピンの制御をマイコン側で行うことになります。

 ピン番号・・・名称・・・備考
1・・・Common・・・GNDへ繋ぐ
2・・・N.C.・・・何も接続しない
3・・・Sensorelectrode・・・ガス濃度に応じて約5Ω〜50kΩで変化する
4・・・Heater・・・パルスで1.6Vの電圧を印加する

 TGS2450では空気中に含まれるガス成分の量に応じて、センサ内部の抵抗値が変化します。内部の抵抗値を測定することでガス濃度を知ることができるわけですが、その役割を果たすのが3番ピンだと思ってください。においセンサモジュールでは、分圧抵抗を利用してアナログ電圧の出力を実現させています。TGS2450の4番ピンはヒータを温めるための端子です。データシートを確認すると内部では10Ω程度のヒータ抵抗となっているようです。つまりこのピンへ電圧をかけることで、センサ内部のヒータが温まるわけです。ただし電圧は常に流すのではなく、一定間隔で印加させます。具体的には、250msecを1周期として8msの間だけ、しかも1.6Vの電圧を印加し、のこり242msは0Vにする必要があります。

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