Sensor de Gas MQ-3: Guía Completa para la Detección de Alcohol

Indudablemente, nadie puede negar los cambios que salvan vidas que han aportado los sensores de gas al detectar gases inflamables, combustibles y peligrosos. Entre los gases detectados se encuentran metano, monóxido de carbono, gases inflamables, entre otros. Un ejemplo es el módulo sensor de alcohol MQ-3. Este artículo analiza su funcionamiento, alternativas, pinout, aplicaciones y características.

¿Qué es el MQ-3?

El módulo MQ-3 es un sensor de gas que detecta la presencia de gases como monóxido de carbono, hexano, GLP, metano y alcohol. Es un sensor de semiconductor de óxido metálico (MOS) que detecta la concentración de alcohol cuando se coloca en una red divisora de voltaje.

Visión General del Hardware

• El sensor de alcohol MQ-3 se recomienda en una pequeña placa breakout, ya que no es compatible con protoboard. Además, tiene dos salidas diferentes y es de fácil uso. Su función es proporcionar una indicación binaria de la presencia de alcohol y su concentración analógica en aire limpio.
• La salida analógica del sensor (en el pin analógico) suele proporcionar tensiones analógicas variables proporcionales a la concentración de alcohol. Por tanto, una alta concentración de alcohol en aire limpio equivale a una alta tensión de salida y viceversa.
• Posteriormente, un comparador como el LM393 de alta precisión recibe la misma señal analógica y la pone a disposición en el pin de salida digital (DO).

Símbolo del comparador

• El módulo de hardware tiene un potenciómetro integrado que ajusta la sensibilidad del DO. Además, ayuda a establecer el umbral por el cual una concentración de alcohol que lo supere genera una salida baja.
• Por último, el módulo MQ-3 tiene dos LEDs: de encendido y de estado. El LED de estado se enciende cuando hay una salida digital baja, mientras que el LED de encendido se ilumina al alimentar el módulo.

¿Cómo Funciona el Sensor MQ-3?

El funcionamiento del MQ-3 se explica a continuación:

En primer lugar, al calentar la capa semiconductora de dióxido de estaño (SnO₂) a altas temperaturas, la superficie absorbe oxígeno.

A continuación, (en aire limpio) las moléculas de oxígeno atraen electrones de la banda de conducción del dióxido de estaño.

Consecuentemente, se forma una capa de agotamiento de electrones bajo la superficie de las moléculas de SnO₂, creando una barrera de potencial. Así, la película de SnO₂ impide el flujo de corriente eléctrica por ser altamente resistiva.

Sin embargo, cuando el alcohol presente reacciona con el oxígeno adsorbido, la densidad superficial de oxígeno disminuye. Como resultado, la barrera de potencial también se reduce. El dióxido de estaño recibe electrones, permitiendo el libre flujo de corriente a través del sensor.

En resumen, una mayor concentración de alcohol reduce la resistencia analógica, aumentando la lectura de voltaje.

Descripción de Pines

Las dos categorías principales del pinout del MQ-3 son las siguientes:

Para el Módulo Sensor MQ-3

GND – Pin de tierra que conecta el módulo a la tierra del sistema.

Salida analógica (AO)/pin Aout emite un voltaje analógico de 0-5V según la intensidad del gas.

VCC – Pin de alimentación que proporciona un voltaje de operación de +5V.

Salida digital (DO) – Tras usar un potenciómetro para establecer un valor umbral, se puede obtener el voltaje de salida en el pin DO.

Para el Sensor MQ-3 (Componente Individual)

Pines H – Hay dos pines H: uno se conecta a tierra y el otro a la alimentación.

Pines A – Los pines A deben conectarse al voltaje de alimentación.

Pines B – Los pines B y A son intercambiables. Por tanto, uno puede conectarse a tierra y el otro actuar como salida.

Características y Especificaciones

Características del Sensor de Alcohol MQ-3

• Tipo de sensor: semiconductor.
• Requiere un circuito de control simple para operar.
• Frecuentemente en modo de espera de bajo consumo.
• Larga vida útil y bajo coste.
• Alta sensibilidad al gas alcohol y respuesta rápida.
• Interfaz SIP header fácil, compatible con la mayoría de microcontroladores.
• Requiere voltaje de calentador.

Especificaciones del Sensor de Gas MQ-3

• Temperatura de operación: -10°C a 50°C (14°F a 122°F).
• Requisito de alimentación: 5 VDC a 60mA (calentador apagado) y 165mA (calentador encendido).
• Resistencia de carga: 200kΩ.
• Sensibilidad (S): Rs (en aire) / Rs (0.4mg/L Alcohol) ≥5. Detecta concentraciones de 0.05 – 10mg/L de alcohol.
• Tiempo de precalentamiento: más de 24 horas; rango de concentración: 25 a 500 ppm de alcohol.
• Interfaces: una salida compatible TTL (ALR) y una entrada compatible TTL (HSW).
• Salida digital: TTL 0 y 1 (0.1 y 5V). Salida AO: 0.1-0.3V, con concentración máxima aproximando 4V (relativo a contaminación).
• Resistencia de sensado (Rs): 2kΩ-20kΩ (en 0.4mg/L alcohol).
• Consumo de corriente: 150mA; consumo del calentador: <750mW.
• Dimensiones: 32 × 22 × 16 mm.

Sensores Equivalentes al MQ-3

Algunos sensores equivalentes en el mercado son MQ303A, MQ214 y MQ-2.

Alternativamente, puede usar la tabla siguiente para elegir el sensor según el tipo de gas.

(Detector de monóxido de carbono)

Aplicaciones del Sensor de Gas MQ-3

• Equipos de monitorización ambiental,
• Alcoholímetros comunes,

• Alarmas por exceso de nivel de gas,
• Juguetes,
• Dispositivos de detección autónomos o en segundo plano.

Conclusión

En conclusión, el sensor de alcohol MQ-3 es un componente electrónico que ha contribuido significativamente a la seguridad, especialmente en carretera. Además, es económico y cualquiera puede operarlo.

Esperamos que este artículo haya sido útil. Para más detalles sobre el sensor, no dude en contactarnos.