Connecter un capteur de gaz TGS2600 à un Raspberry Pi pour la détection de gaz nocifs

La détection de composés soufrés volatils – la cause principale des odeurs nauséabondes – nécessite un capteur capable de sentir de faibles concentrations. Le Figaro TGS2600 est conçu pour cet usage. Il utilise un élément chauffant qui change sa résistance électrique lorsqu'il est exposé à des gaz comme le sulfure d'hydrogène ou le méthane. En mesurant ce changement de résistance, le capteur sort une tension analogique qui augmente avec la concentration de gaz.

Signaux Analogiques vs Numériques

Contrairement aux signaux numériques, qui sont strictement binaires (0 ou 1), les signaux analogiques couvrent une plage continue. Une analogie simple est un volant : vous pouvez le tourner doucement ou le bloquer complètement, alors qu'un système de direction numérique ne permettrait que tout à gauche ou tout à droite. Le TGS2600 produit une tension analogique à pleine plage, mais les broches GPIO de notre Raspberry Pi ne peuvent lire que des états numériques.

Conversion Analogique-vers-Numérique sur le Pi

Les broches GPIO du Pi sont des entrées numériques 3,3 V. Quand une tension sous ~1,1 V est appliquée, la broche lit LOW ; au-dessus de ~1,4 V elle lit HIGH. Pour déclencher une alarme quand le capteur détecte un pic, nous pouvons amener la sortie du capteur juste en dessous du seuil et laisser toute hausse soudaine franchir la zone HIGH. Cela élimine le besoin d'un ADC externe sauf si des valeurs de concentration précises sont requises.

Réglage du seuil avec un diviseur de résistance

La sortie du TGS2600 peut varier de 0 V (air pur) à 3,3 V (contamination sévère). Une seule résistance de 47 kΩ tire le signal vers la masse, mais les variations d'air ambiant peuvent encore pousser la tension au-dessus du seuil GPIO. En ajoutant un diviseur de résistance contrôlé numériquement – quatre résistances de 47 kΩ chacune reliée à une broche GPIO – nous pouvons connecter sélectivement des résistances à la masse et ajuster la résistance effective en temps réel. Cette conversion « numérique-vers-analogique » permet au Pi de maintenir un seuil de détection stable sans réglage manuel.

Câblage du capteur

Le capteur a quatre broches :

1. Chauffage négatif
2. Électrode capteur négative
3. Électrode capteur positive
4. Chauffage positif

Placez le capteur à travers l'espace central de la plaque d'essai. Connectez les broches 3 et 4 à 3,3 V, et les broches 1 et 2 à la masse. La sortie du capteur (broche 2) alimentera le diviseur de résistance et la broche GPIO de déclenchement.

Connexion de la broche de déclenchement

Éteignez le Pi, puis connectez la sortie du capteur au GPIO 4. Ajoutez une résistance de 47 kΩ entre la sortie et la masse pour définir la tension de base. Des résistances supplémentaires seront ajoutées dans la section suivante.

Construction de l'échelle de résistance DAC

Chacune des quatre résistances de 47 kΩ restantes est connectée en parallèle à la sortie du capteur et à une broche GPIO dédiée. En mettant une broche en OUTPUT et en la tirant LOW, cette résistance est connectée à la masse, abaissant la tension du capteur. Mettre la broche en INPUT déconnecte effectivement la résistance. La combinaison de résistances actives définit la résistance de dérivation totale et permet au Pi de maintenir la sortie du capteur juste en dessous du seuil HIGH sous des conditions ambiantes variables.

Comment ça marche

La résistance de dérivation totale est toujours inférieure à toute résistance individuelle car elles sont câblées en parallèle. À mesure que plus de résistances sont activées, la résistance effective diminue, tirant plus de courant du capteur et abaissant sa tension de sortie. Ce contrôle numérique sur un signal analogique est essentiellement un DAC bas coût, permettant une détection de gaz réactive et précise.

Pour des instructions plus détaillées, référez-vous au tutoriel complet : Connecter un capteur à votre Raspberry Pi pour vous avertir quand il y a des gaz nocifs !