Analise Gráfica no Excel com o Sensor MQ7 - Como Usar MQ7 + SD card - sensor de gás CO Arduino

"Tomei um gole de ar e senti o gosto da fumaça. Olhei para trás e era o ônibus dando adeus. Dei mais um passo. Cutuquei minhas vias aéreas. E lembrei que meu dia só estava começando.  "

Já se perguntou qual a qualidade do ar que está respirando?
Nesta Aula vamos mostrar como funciona o sensor MQ7 que informa variações do gás CO(monóxido de carbono) que é tóxico ao ser humano.

Faremos um experimento analisando a queima completa de uma vela e vamos gerar um gráfico no Excel para avaliarmos o comportamento e aplicações desse sensor. 
Vamos tomar uma brisa?

Primeiramente uma breve explicação sobre o gás CO:

O CO(monóxido de carbono) é fruto de uma queima incompleta. Na falta de O2(oxigênio).

Ele é muito tóxico e perigoso para o os seres humanos pois se combina com a hemoglobina e impede as trocas gasosas com o O2(oxigênio)

Basicamente quanto mais CO você respira menos O2(oxigênio) você consegue retirar do ar. O grande perigo é que mesmo saindo de um ambiente rico em CO seu corpo não consegue se desfazer do CO que está combinado na hemoglobina causando ineficiência nas trocas gasosas e em alguns casos a morte. É o caso de dormir com o carro ligado numa garagem fechada ou ficar preso num engarrafamento no túnel.

Assim conhecer as taxas de variação desse gás tem grande importância.

Você pode se recordar do curso de biologia básica e do experimento de: Joseph Priestley, envolvendo o consumo de O2 e a relação com a vida. Veja na imagem abaixo que deve lhe lembrar algo:

0° Etapa- Preparativos:

Nesse experimento vamos monitorar o sensor MQ7 que informa a variação do CO.
A ideia: quando o oxigênio é consumido temos CO fruto da queima incompleta.
Vamos então pegar a cada 0,5s o valor acusado no MQ7 e gerar um gráfico.


Para esse projeto vamos precisar:
1x Arduino(qualquer modelo)
1x Sensor MQ7 módulo
1x módulo SD(para datalogger)
1x Copo de vidro, metal ou outro resistente ao fogo.
1x vela pequena
1x prato com um pouco de água.
Arquivos com códigos - para baixar- Aqui

1° Etapa- Lendo o MQ7:

Conecte o sensor MQ7 ao Arduino como na imagem abaixo:
OBS: Use a saída analógica do modulo sensor MQ7

Execute o código C1 abaixo:




Ao executar o código abra a Serial Monitor(ícone do canto direito na IDE do Arduino) para ver os dados analógicos que são gerados.
Respire próximo para ver que há variações e que sue sensor está conectado corretamente.
 
2° Etapa - MQ7 + Gravação no SD Card:

Conecte ao seu Arduino ao Leito de cartão SD. Este irá gravar os dados lidos pelo sensor.
Faça as conexões abaixo:

Abaixo um esquemático do SD com o Arduino mais detalhado:

Clicar na imagem para ampliar

Execute o código C2 abaixo:



OBS: o código C2 é a junção do código C1 com comandos de gravação padrão do SD. Não está limpo e algumas funções são desnecessária(lixo). Como a finalidade é apenas gerar o arquivo .txt em nada afeta nossa aplicação. Adote como exercício(limpar) que irá fortalecer sua base em prog. C

Agora prepare o prato com um pouco de agua na base, a vela e o copo.
Use fita adesiva para fixar o sensor no interior do copo.
Atenção: Tenha cuidado ao usar a vela e evite incêndios.
Veja imagem abaixo:

Como proceder:
1-Gravar o Código C2 no Arduino.
2-Ligar a vela.
3-Coloque o cartão SD no módulo SD e aperte o botão de reset do Arduino aguarde 1s.
4-Coloque o copo sobre a vela.
5-Aguarde a vela se apagar espere 1s.
6-Retire o Cartão SD e faça o gráfico no excel.

Veja o vídeo abaixo que ilustra esse procedimento:

Vídeo 1:

Você vai ter valores amostrais como esses:

OBS: Evite gerar muitos dados pois seu gráfico pode ficar distorcido.

3° - Etapa- Gerando o Gráfico no Excel: 

Devemos agora importar esses dados para o excel:
Abra o excel e siga os passos das imagens abaixo:

Clicar na imagem para ampliar

Escolha o arquivo .txt em que se encontram os dados gerados pelo sensor

 Depois de escolher o arquivo basta avançar em todas as etapas do Excel

 Os dados vão aparecer na tela basta e você deve escolher o gráfico

Você vai obter um gráfico semelhante a esse:

Interpretando o gráfico após adicionar legenda e uma descrição:

Teremos então comportamento inicial antes e depois da queima da vela.
Assim notamos que entre os instantes entre "41" e "45" (vela apagada)  é uma situação crítica para um ser aeróbio.
Então temos Valores analógicos gerados pelo sensor:
1-Entre 300 e  380 são mortais.
2-Acima de 150 já representam queda na qualidade do Ar e indício de perigo.
3-Abaixo de 150 são normais ou aceitáveis (condição ambiente).

Agora que já entendeu o funcionamento do sensor aplique nas suas necessidades.

4° Etapa - Um código exemplo:

Execute o código C3 abaixo:



O Código vai gerar:

Você vai obter a porcentagem(%) de CO no ar com base nos valores gerados pelo gráfico.
Os dados não são precisos mas já dá para ter uma boa noção da presença do CO no ar.
Faça ajustes e adaptações. Use a documentação do sensor MQ7 para aperfeiçoar o código.
Imagine aplicações.
Bom estudo.


Referências:
http://pt.wikipedia.org/wiki/Mon%C3%B3xido_de_carbono
Livro: Biologia V!,V2,V3-José Mariano Amabis
programa fritzing
pastebin.com

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