فروشگاه برق و الکترونیک

ماژول سنسور تشخیص الکل MQ-3 یک سنسور نیمه‌هادی اکسید فلزی (MOS) کلاسیک و بسیار پرکاربرد است که به‌طور خاص برای تشخیص اتانول (الکل اتیلیک) طراحی شده و در دستگاه‌های Breathalyzer، الکل‌یاب‌های قابل حمل، سیستم‌های ایمنی خودرو و پروژه‌های DIY الکترونیکی بسیار رایج است.

اصول عملکرد

ماده حساس سنسور SnO₂ (اکسید قلع) است که در هوای تمیز مقاومت بالایی (چند مگااهم) دارد. در حضور بخار الکل (گاز احتراقی کاهش‌دهنده)، اکسیژن جذب‌شده روی سطح آزاد شده و رسانایی افزایش می‌یابد → مقاومت سنسور (Rs) به شدت کاهش پیدا می‌کند. این تغییر مقاومت به‌صورت ولتاژ خروجی روی مقاومت بار (RL) اندازه‌گیری می‌شود.

مشخصات فنی کلیدی (بر اساس دیتاشیت استاندارد Hanwei / Winsen)

• نوع سنسور: نیمه‌هادی اکسید فلزی (SnO₂)
• گاز هدف اصلی: اتانول (C₂H₅OH) / الکل
• محدوده تشخیص: 0٫05 تا 10 mg/L (تقریباً 25 تا 500 ppm یا بالاتر در برخی شرایط)
• بهینه تشخیص: حدود 0٫4 mg/L (≈200 ppm)
• ولتاژ مدار (Vc): ≤24 V DC (معمولاً 5 ولت)
• ولتاژ هیتر (Vh): 5٫0 ±0٫1 V (AC یا DC)
• مصرف هیتر (Ph): ≤900–950 mW (معمولاً 750–850 mW)
• مقاومت هیتر (Rh): 29–33 Ω (در دمای اتاق)
• مقاومت حساس (Rs): 2–20 kΩ در 0٫4 mg/L الکل (یا 1–8 MΩ در هوای تمیز)
• حساسیت (S): Rs(هوا) / Rs(0٫4 mg/L الکل) ≥ 5
• شیب منحنی غلظت (α): ≤ 0٫6 (Rs در 0٫4 mg/L نسبت به 1 mg/L)
• زمان پیش‌گرمایش: حداقل 24–48 ساعت برای پایداری و دقت بالا
• دمای کاری: -10 تا +50 °C
• رطوبت کاری: <95% RH (بدون میعان)
• زمان پاسخ‌دهی: سریع (چند ثانیه تا ده‌ها ثانیه بسته به غلظت)
• عمر مفید: بیش از 5–10 سال (در شرایط عادی)

ساختار و پایه‌ها (ماژول استاندارد 4 پین + برد breakout)

• VCC: تغذیه 5V
• GND: زمین
• AOUT: خروجی آنالوگ (ولتاژ متناسب با غلظت الکل)
• DOUT: خروجی دیجیتال (قابل تنظیم با پتانسیومتر حساسیت – HIGH/LOW)
• برخی ماژول‌ها دارای پتانسیومتر برای تنظیم آستانه دیجیتال هستند.

مدار پایه اندازه‌گیری

Vc (5V) ── RL (معمولاً 10–470 kΩ، توصیه 200 kΩ) ── سنسور ── GND ولتاژ خروجی V_RL = Vc × (RL / (Rs + RL)) (در هوای تمیز Rs بالا → Vout پایین؛ در حضور الکل Rs پایین → Vout بالا)

ویژگی‌های مهم مهندسی

• حساسیت بسیار بالا به اتانول، حساسیت کم به بنزین، دود، بخار آب و گازهای دیگر (کراس‌سنستیویتی پایین نسبت به MQ-2)
• وابستگی قابل توجه به دما و رطوبت → نیاز به جبران‌سازی یا کالیبراسیون در کاربردهای دقیق
• وابستگی به غلظت اکسیژن (حداقل 2–21%)
• حساس به بخار سیلیکون آلی، گازهای خورنده (H₂S، SO₂، Cl₂)، نمک‌های قلیایی و هالوژن‌ها → ممنوع در محیط‌های آلوده به این مواد
• برای دقت بالاتر: کالیبراسیون Ro در هوای تمیز و در غلظت شناخته‌شده (مثلاً 125–200 ppm الکل)

کاربردهای اصلی

• الکل‌یاب‌های تنفسی (Breathalyzer) دستی و قابل حمل
• سیستم‌های جلوگیری از استارت خودرو در حالت مستی (Alcohol Interlock)
• پروژه‌های آردوینو/رزبری‌پای برای تشخیص الکل در محیط، ایمنی آزمایشگاه یا خودرو
• هشداردهنده‌های صنعتی الکل در محیط‌های بسته

MQ-3 با وجود قدیمی بودن، هنوز یکی از ارزان‌ترین، پایدارترین و حساس‌ترین سنسورها برای تشخیص الکل در محدوده ppm/mg/L است، به شرط پیش‌گرمایش طولانی، کالیبراسیون منظم و حفاظت از آلاینده‌های مخرب.