Utilisation du capteur de gaz MQ-4 avec ESP8266 NodeMCU

Plan du tutoriel

1- Objectif du tutoriel

2- Principe de fonctionnement du capteur MQ-4

3- Les composants nécessaires

4- Montage du système

5- Programme MicroPython

Objectif du tutoriel

L’objectif de ce tutoriel est de comprendre le fonctionnement du capteur de gaz MQ-4 et d’apprendre à l’utiliser avec la carte ESP8266 NodeMCU pour détecter la présence de gaz inflammables tels que le méthane (CH₄), le butane ou le propane.

À la fin du tutoriel, vous serez capable de :

- lire les valeurs analogiques renvoyées par le capteur MQ-4 à l’aide de l’ESP8266

- afficher ces données sur un écran LCD I2C

Principe de fonctionnement du capteur MQ-4

Le capteur MQ-4 est un capteur de gaz semi-conducteur conçu pour détecter la présence de gaz combustibles, notamment le méthane (CH₄), le butane, le propane et d’autres gaz naturels.

Son fonctionnement repose sur la variation de la résistance électrique de son élément sensible (en général du dioxyde d’étain SnO₂) lorsqu’il est exposé à des gaz combustibles :

- En air propre, la surface du SnO₂ possède une résistance élevée, car très peu d’électrons sont disponibles pour la conduction.

- En présence de gaz inflammables, ces gaz réagissent avec l’oxygène adsorbé sur la surface du SnO₂, libérant des électrons.

- Cette réaction diminue la résistance du capteur.

- Le module MQ-4 convertit cette variation de résistance en tension analogique, mesurable par la carte ESP8266 NodeMCU.

Ainsi, plus la concentration de gaz est élevée, plus la tension de sortie augmente, permettant à la carte ESP8266 d’évaluer la quantité de gaz détectée et d’éventuellement déclencher une alarme ou une action corrective.

Les composants nécessaires

1. Carte ESP8266 NodeMCU

La carte ESP8266 NodeMCU est un microcontrôleur Wi-Fi principal chargé de lire les données du capteur de gaz MQ-4 et d’afficher les résultats sur l'afficheur LCD I2C.

2. Capteur de gaz MQ-4

Le capteur de gaz MQ-4 détecte les gaz combustibles tels que le méthane, le butane et le propane. Il fournit une sortie analogique proportionnelle à la concentration du gaz.

3. Écran LCD I2C (20x4)

L'écran LCD I2C permet d’afficher la valeur du gaz mesurée en ppm (parties par million) ; le module I2C simplifie la connexion avec seulement 4 fils (VCC, GND, SDA, SCL).

4. Câbles de connexion (fils Dupont)

Les câbles de connexion sont utilisés pour relier les composants entre eux sur la breadboard.

5. Plaque d’essai (breadboard)

La plaque d’essai sert à monter le circuit sans soudure.

Montage du système

Pour le Capteur de gaz MQ-4 :

- Connecter la broche VCC(+) du capteur MQ-4 à 3V de la carte ESP8266

- Connecter la broche DO du capteur MQ-4 à la broche analogique A0 de la carte ESP8266

- Connecter la broche GND(-) du capteur MQ-4 à la broche GND de la carte ESP8266

Pour l'Afficheur LCD I2C :

- Connecter la broche VCC de l'afficheur à 5V de la carte ESP8266

- Connecter la broche GND de l'afficheur à GND de la carte ESP8266

- Connecter la broche SDA de l'afficheur à la broche D2 (GPIO4) de la carte ESP8266

- Connecter la broche SCL de l'afficheur à la broche D1 (GPIO5) de la carte ESP8266

Programme MicroPython

Voici un programme complet en MicroPython pour lire les valeurs analogiques envoyées par le capteur de gaz MQ-4 et les afficher sur l'écran LCD I2C :

Bibliothèques requises : i2c_lcd et lcd_api → pour afficher les informations sur l’écran LCD I2C.

Fonctionnement du programme :

- Le capteur MQ-4 mesure la concentration de gaz et renvoie une valeur analogique entre 0 et 1023.

- La carte ESP8266 lit cette valeur via la broche A0.

- L’écran LCD I2C affiche la valeur mesurée en temps réel.