1、 烟雾传感器简介 #

烟雾传感器用于检测环境是否有烟雾和烟雾的浓度，例如检测起火时的浓烟。烟雾探头碰到烟雾或某些特定的气体，烟雾探头内部阻值发生变化，产生一个模拟值，从而对其进行控制。烟雾传感器利用烟雾敏感元件受烟雾（主要是可燃颗粒）浓度影响阻值变化的原理向主机发送烟雾浓度相应的模拟信号。

烟雾传感器主要有离子式烟雾传感器、光电式烟雾传感器和气敏式烟雾传感器。
A、离子式烟雾传感器：该烟雾报警器内部采用离子式烟雾传感，离子式烟雾传感器是一种技术先进，工作稳定可靠的传感器，被广泛运用到各消防报警系统中。它在内外电离室里面有放射源镅241，电离产生的正、负离子，在电场的作用下各自向正负电极移动。在正常的情况下，内外电离室的电流、电压都是稳定的。一旦有烟雾窜逃外电离室。干扰了带电粒子的正常运动，电流，电压就会有所改变，破坏了内外电离室之间的平衡，于是无线发射器发出无线报警信号，通知远方的接收主机，将报警信息传递出去。此类探测器会产生由不带电的粒子经电离后形成带电的粒子（离子），故称之为离子型烟雾探测器。电极之间的空气受直流电压调制，借助辐射源产生传到而形成离子，并产生电流。烟雾粒子附着离子后，电流信号减弱，且此信号变化与烟雾粒子量成比例。离子探测器适用于开放性火灾的探测。
B、光电式烟雾传感器：它内有一个光学迷宫，安装有红外对管，无烟时红外接收管收不到红外发射管发出的红外光，当烟尘进入光学迷宫时，通过折射、反射，接收管接收到红外光，智能报警电路判断是否超过阈值，如果超过发出警报。

C、气敏式烟雾传感器：气敏传感器是一种检测特定气体的传感器。它主要包括半导体气敏传感器、接触燃烧式气敏传感器和电化学气敏传感器等，其中用的最多的是半导体气敏传感器。它的应用主要有：一氧化碳气体的检测、瓦斯气体的检测、煤气的检测、氟利昂（R11、R12）的检测、呼气中乙醇的检测、人体口腔口臭的检测等等。它将气体种类及其与浓度有关的信息转换成电信号，根据这些电信号的强弱就可以获得与待测气体在环境中的存在情况有关的信息，从而可以进行检测、监控、报警；还可以通过接口电路与计算机组成自动检测、控制和报警系统。

离子烟雾报警器对微小的烟雾粒子的感应要灵敏一些，对各种烟能均衡响应；而前向式光电烟雾报警器对稍大的烟雾粒子的感应较灵敏，对灰烟、黑烟响应差些。当发生熊熊大火时，空气中烟雾的微小粒子较多，而闷烧的时候，空气中稍大的烟雾粒子会多一些。

火灾烟雾是由气、液、固体微粒群组成的混合物，具有体积、质量、温度、电荷等物理特性。离子型烟雾探测器是通过相当于烟敏电阻的电离室引起的电压变化来感知烟雾粒子的微电流变化装置。当烟雾粒子进入电离室，改变了电离室空气的电离状态，从而宏观表现为电离室的等效电阻增加引起电离室两端的电压增大，由此来确定空气中的烟雾状况。
而气敏式传感器是探测空气中某些可燃气体的成分，所以在火灾探测方面，气敏式传感器性能并不如离子式传感器。探测空气中可燃气体的含量。有效地探测煤气、液化石油气、然气、一氧化碳等多种可燃性气体的微量泄漏。适用于石油、化工、煤炭、电力、冶金、电子等工业企业，以及煤气厂、液化石油气站、氢气站等生产和贮存可燃性气体的场所。

本实验中使用气体传感器式烟雾告警器MQ2，用来检测空气中易燃气体和烟雾，如石油气，异丁烷，丙烷，甲烷和酒精等的气体检测设备。
MQ-2气体传感器采用在空气中具有较低导电率的SnO2作为气敏材料，在可燃气体存在的空气中，随着可燃气体浓度上升，气体传感器的电导率上升，通电的气体传感器将会通过集成电路发出变化的模拟量，当模拟量到达一定值，数字引脚D0发出信号将会在1/0之间翻转。

2、 互动思考：烟雾传感器的应用 #

烟雾传感器广泛运用于工业和生活中的各个角落，公共交通运输工具上如飞机火车，居家生活中室内必不可少的安装烟雾告警装置，写字楼里，实验室，活动娱乐场所，商场里，餐厅等等，可以说烟雾传感器应用到我们生活中的各个角落。

3、 所需元件清单 #

Arduino Uno主板
USB数据线
烟雾传感器
面包板
9V电池
杜邦导线

4、 动手实验 #

参照下图正确接线，点燃打火机，观察串口输出窗口中A0和D0输出变化，以及主板上LED灯状态变化。
A实验接线图

B实验程序图

5拓展训练 #

实验2：制作告警装置，利用蜂鸣器和烟雾传感器。
实验3：尝试点燃打火机后，吹灭火焰，测试传感器对易燃气体灵敏度。
实验4：放置一杯高浓度白酒，靠近传感器，测试传感器灵敏度，编写程序让蜂鸣器响起来。