Conecte un Sensor de Gas TGS2600 a Raspberry Pi para Detección de Gases Nocivos

Detectar compuestos de azufre volátiles –la causa principal de olores desagradables– requiere un sensor que pueda detectar concentraciones bajas. El Figaro TGS2600 está diseñado para este propósito. Usa un elemento sensor calentado que cambia su resistencia eléctrica cuando se expone a gases como sulfuro de hidrógeno o metano. Al medir ese cambio de resistencia, el sensor emite un voltaje analógico que sube con el aumento de la concentración de gas.

Señales Analógicas vs Digitales

A diferencia de las señales digitales, que son estrictamente binarias (0 o 1), las señales analógicas abarcan un rango continuo. Una analogía simple es un volante: puede girarlo suavemente o bloquearlo totalmente, mientras que un sistema de dirección digital solo permitiría giro total a izquierda o derecha. El TGS2600 produce un voltaje analógico de rango completo, pero los pines GPIO de nuestra Raspberry Pi solo pueden leer estados digitales.

Conversión de Analógico a Digital en la Pi

Los pines GPIO de la Pi son entradas digitales de 3.3 V. Cuando se aplica un voltaje por debajo de ~1.1 V, el pin lee LOW; por encima de ~1.4 V lee HIGH. Para disparar una alarma cuando el sensor detecta un pico, podemos llevar la salida del sensor justo por debajo del umbral y dejar que cualquier subida repentina cruce al rango HIGH. Esto elimina la necesidad de un ADC externo a menos que se requieran valores de concentración precisos.

Estableciendo el Umbral con una Escalera de Resistencias

La salida del TGS2600 puede oscilar de 0 V (aire limpio) a 3.3 V (contaminación severa). Una sola resistencia de 47 kΩ tira de la señal hacia tierra, pero variaciones del aire de fondo pueden aún empujar el voltaje por encima del umbral GPIO. Añadiendo una escalera de resistencias controlada digitalmente –cuatro resistencias de 47 kΩ cada una atada a un pin GPIO– podemos conectar selectivamente resistencias a tierra y ajustar la resistencia efectiva en tiempo real. Esta conversión "digital‑a‑analógico" permite a la Pi mantener un umbral de detección estable sin ajuste manual.

Cableado del Sensor

El sensor tiene cuatro pines:

1. Calentador negativo
2. Electrodo sensor negativo
3. Electrodo sensor positivo
4. Calentador positivo

Coloque el sensor a través del hueco central de la protoboard. Conecte pines 3 y 4 a 3.3 V, y pines 1 y 2 a tierra. La salida del sensor (pin 2) alimentará la escalera de resistencias y el GPIO de disparo.

Conectando el Pin de Disparo

Apague la Pi, luego conecte la salida del sensor a GPIO 4. Añada una resistencia de 47 kΩ entre la salida y tierra para establecer el voltaje base. Resistencias adicionales se añadirán en la siguiente sección.

Construyendo la Escalera de Resistencias DAC

Cada una de las cuatro resistencias de 47 kΩ restantes se conecta en paralelo a la salida del sensor y a un pin GPIO dedicado. Al poner un pin a OUTPUT y llevarlo a LOW, esa resistencia se conecta a tierra, bajando el voltaje del sensor. Poner el pin a INPUT desconecta efectivamente la resistencia. La combinación de resistencias activas define la resistencia shunt total y permite a la Pi mantener la salida del sensor justo por debajo del umbral HIGH bajo condiciones de fondo variables.

Cómo Funciona

La resistencia shunt total es siempre menor que cualquier resistencia individual porque están cableadas en paralelo. A medida que más resistencias se activan, la resistencia efectiva disminuye, atrayendo más corriente del sensor y bajando su voltaje de salida. Este control digital sobre una señal analógica es esencialmente un DAC de bajo coste, permitiendo detección de gas precisa y receptiva.

Para guía más detallada, refiérase al tutorial completo: Conecte un sensor a su Raspberry Pi para avisarle cuando hay gases nocivos!