Arduino MQ-2 烟雾燃气报警器：预热、基线校准与 ppm 到底能信几分

MQ-2 模块能又快又便宜地告诉你：它周围的空气变了 —— 但它给不了你一个可信的 ppm 数字。所以就照实做：先让传感器预热，让 Arduino 记下洁净空气读到的数值，任何高过这条基线的爬升就报警。它是厨房燃气泄漏的早期预警，或者一份学校专题，而不是一台通过认证的探测器。

做一个 MQ-2 燃气烟雾报警器要准备什么？

MQ-2 模块只需要三条连接：5 V、地，以及一条进 Arduino 的模拟信号线。清单上其余的东西，全都是为了让这三条线不动烙铁也接得起来。

MQ-2 模块和 MH-FMD 有源蜂鸣器露出来的都是弯角公针，所以要用公对母杜邦线的母头那一端去夹住它们；那些线的公头则落进面包板，而面包板的电源轨正好把 Uno 那一个 5 V 插孔分成两路，再由公对公杜邦线把电源轨接回 Uno。这块 Uno 是用全尺寸 USB-B 烧录的，所以还需要那条 A 转 B 数据线。

MQ-2 到底是怎么“闻”到气体的？

MQ-2 的感应元件，是镀在一支小陶瓷管上的一层二氧化锡（SnO₂）薄膜，管中穿着一根镍铬加热丝 —— 这是 Hanwei 规格书写明的结构。加热丝把这层膜维持在几百摄氏度，在这个温度下，空气里的氧会吸附到薄膜表面，并且把二氧化锡里的电子俘获住。被俘走的电子留下一层电流很难穿过的耗尽层 —— 所以一颗洁净而炽热的传感器，电阻其实相当高。

可燃气体会打破这个安排。LPG、丁烷、甲烷、酒精蒸气，以及烟里那些没烧完的碳氢化合物，会跟吸附在表面的氧起反应，把它扣住的电子放回来；耗尽层随之变薄，电阻下降，模块上那颗固定电阻再把这个下降变成 AO 脚上升的电压。整条链路里没有任何一环是针对某一种气体的 —— 这正是同一颗元件对 LPG、烟和酒精都有反应的原因，也是这个家族还有像 MQ-135 空气质量传感器这样的兄弟型号的原因，那颗正是我们那篇烟霾监测器教程用的主角。

那层银色的网是不锈钢防爆网，作用是不让里面炽热发光的元件点着它正在嗅探的气体。绝对不要拆掉它，也绝对不要拿火靠近它。至于直接侦测火焰本身而不是烟，那是红外线的活 —— 请看我们的火焰传感器火灾警报器教程。

为什么 MQ-2 要先预热，读数才可信？

MQ-2 在每一次上电之后的头几分钟都会读得偏高，并且一路往下漂 —— 这是化学，不是故障：加热丝必须先把陶瓷管带到工作温度，氧才会重新吸附回薄膜上，并稳定在那个定义了这颗传感器“洁净空气”的覆盖程度上。规格书要求超过 24 小时的预热，它公布的灵敏度数据才成立 —— 这种预烧，一颗新传感器做一次就够；之后每次上电，只要几分钟。

下面这份程序会等三分钟，把 64 次采样平均成一条基线，再以高出这条基线的百分比作为报警条件，所以传感器老化了、或者厨房本底本来就高一些，基线和阈值会一起跟着挪。

MQ-2 和蜂鸣器要怎么接到 Uno 上？

MQ-2 板子把四个引脚的标示印在排针旁边的背面，因为银色金属罐从上面正好把那一头挡住了。上电之前先翻过来看清楚 —— VCC 和 GND 接反，等于把 5 V 反着加在加热丝上。想分清两个输出：你凑近网罩呼气时，AO 会以几十个计数为单位缓缓变化；DO 则只会硬生生地待在 5 V 或 0 V。

从	接到	为什么
Uno 5V 和 GND	面包板 + 和 − 电源轨	电源轨把一个 5 V 插孔分给两个模块用
MQ-2 VCC / GND	+ 轨 / − 轨	这里的负载是加热丝，不该挂在 Arduino 的引脚上
MQ-2 AO	Uno A0	一个随气体平滑上升的电压 —— 程序读的就是它
MQ-2 DO	空着不接	一个比较器输出，越过蓝色电位器设定的阈值时变低。那颗电位器只挪得动这个阈值 —— 它对模拟值完全没有影响
蜂鸣器 VCC / GND	+ 轨 / − 轨	模块自带驱动三极管
蜂鸣器 I/O	Uno D8	这支脚被拉低时才发声 —— 也就是板上印的 低电平触发

MQ-2 的加热丝标称 33 Ω，所以在 5 V 下电流是 5 ÷ 33 ≈ 150 mA，功耗 5 × 0.15 ≈ 0.75 W —— 正是规格书那句“小于 800 mW”从另一个方向算回来的结果。加上 Uno 和蜂鸣器，整台报警器大约在四分之一安培上下，落在 USB 输入那颗 500 mA 自恢复保险丝的范围之内。这根加热丝是持续通电的，这既是模块摸起来温温的原因，也是这个作品不适合用电池跑的原因。

亲眼看一次烟被扇到网罩上的样子会更清楚：

MQ-2 燃气传感器的 Arduino 代码到底做了什么？

MQ-2 不需要任何库 —— AO 就是一个普通的模拟电压，蜂鸣器也只占一支数字脚。开发板选 Arduino Uno，上传，然后马上把串口监视器开在 9600 baud —— 打开串口会经由一颗电容脉冲触发 Uno 的复位线，所以每开一次那个窗口，三分钟的预热就会悄悄地从头再来一遍。这份程序编译出来 3,970 字节，大约是 Uno 闪存的 12%；而那几行继电器的代码，即使你没有加购选配件也完全无害。

// MQ-2 厨房燃气 + 烟雾报警器：先预热，学会洁净空气，再对“上升”报警。
// 不需要任何库 - AO 就是普通的模拟电压，蜂鸣器只占一支数字脚。

const uint8_t MQ2_AO_PIN  = A0;  // MQ-2 模拟输出，0-5 V 进 10 位 ADC
const uint8_t BUZZER_PIN  = 8;   // MH-FMD 有源蜂鸣器 I/O - 低电平时发声
const uint8_t RELAY_PIN   = 7;   // 选配继电器 IN，跳线拨到 H = 高电平触发

const unsigned long WARMUP_MS   = 180000UL;  // 3 分钟：让加热丝和薄膜稳定下来
const uint8_t       BASE_SAMPLE = 64;        // 取平均后成为基线的采样次数
const unsigned long BASE_GAP_MS = 60UL;      // 两次采样之间的间隔（合计约 4 秒）

const float    RISE_FACTOR  = 1.35;  // 高出洁净空气基线 35% 就报警
const float    CLEAR_FACTOR = 1.15;  // 要掉回基线附近才解除
const uint16_t RISE_FLOOR   = 40;    // ……但升幅至少要有 40 个 ADC 计数

const unsigned long ALARM_MIN_MS = 5000UL;  // 最短报警时长，免得一阵轻烟就让它抖个不停
const unsigned long BEEP_MS      = 250UL;   // 断续鸣叫的开/关周期

uint16_t baseline    = 0;
uint16_t alarmLevel  = 0;
uint16_t clearLevel  = 0;

bool alarmOn = false;
unsigned long alarmStartedMs = 0;
unsigned long beepToggledMs  = 0;
bool beepAudible = false;

// 这个蜂鸣器模块是低电平触发：把 I/O 拉低，它才发声。
void buzzer(bool on) {
  digitalWrite(BUZZER_PIN, on ? LOW : HIGH);
}

uint16_t averageOfSamples() {
  uint32_t total = 0;
  for (uint8_t i = 0; i < BASE_SAMPLE; i++) {
    total += analogRead(MQ2_AO_PIN);
    delay(BASE_GAP_MS);
  }
  return (uint16_t)(total / BASE_SAMPLE);
}

void setup() {
  Serial.begin(9600);

  // 在每一支脚变成输出“之前”先把空闲电平设好。刚设定的输出脚起点是
  // LOW，而 LOW 正是让这个蜂鸣器尖叫的电平 - 所以要先写 HIGH。
  // 继电器跳线拨在 H 时刚好相反：LOW 才是它的关闭状态。
  digitalWrite(BUZZER_PIN, HIGH);
  pinMode(BUZZER_PIN, OUTPUT);
  digitalWrite(RELAY_PIN, LOW);
  pinMode(RELAY_PIN, OUTPUT);

  Serial.println(F("Warming up - keep the air around the sensor clean."));
  while (millis() < WARMUP_MS) {
    delay(1000);
  }

  baseline   = averageOfSamples();
  uint16_t rise = (uint16_t)(baseline * (RISE_FACTOR - 1.0));
  if (rise < RISE_FLOOR) {
    rise = RISE_FLOOR;
  }
  alarmLevel = baseline + rise;
  clearLevel = baseline + (uint16_t)(rise * (CLEAR_FACTOR - 1.0) / (RISE_FACTOR - 1.0));

  Serial.print(F("Clean-air baseline: "));
  Serial.print(baseline);
  Serial.print(F("  alarm at: "));
  Serial.print(alarmLevel);
  Serial.print(F("  clears below: "));
  Serial.println(clearLevel);
}

void loop() {
  unsigned long now = millis();
  uint16_t reading = analogRead(MQ2_AO_PIN);

  if (!alarmOn && reading >= alarmLevel) {
    alarmOn = true;
    alarmStartedMs = now;
    beepToggledMs = now;
    beepAudible = true;
    buzzer(true);
    digitalWrite(RELAY_PIN, HIGH);
    Serial.print(F("ALARM - reading "));
    Serial.println(reading);
  }

  if (alarmOn) {
    // 让声音断断续续，听起来才像警报，而不是一颗卡住的蜂鸣器。
    if (now - beepToggledMs >= BEEP_MS) {
      beepToggledMs = now;
      beepAudible = !beepAudible;
      buzzer(beepAudible);
    }

    // 只有这两件事同时成立才准停：空气已经恢复洁净，而且报警已经
    // 响满最短时长。无符号相减在 millis() 溢出回绕时依然正确。
    if (reading < clearLevel && (now - alarmStartedMs >= ALARM_MIN_MS)) {
      alarmOn = false;
      buzzer(false);
      digitalWrite(RELAY_PIN, LOW);
      Serial.println(F("Clear"));
    }
  }

  // 每秒打印一行，方便你在测试时盯着数字变化。
  static unsigned long lastLogMs = 0;
  if (now - lastLogMs >= 1000UL) {
    lastLogMs = now;
    Serial.print(F("raw "));
    Serial.print(reading);
    Serial.print(F("  baseline "));
    Serial.println(baseline);
  }

  delay(20);
}

有一行很容易看漏：digitalWrite() 写在 pinMode(OUTPUT) 之前。先写电平，动到的是同一个端口寄存器位，而这时脚位还是输入 —— 所以脚位一变成输出的那一瞬间，电平就已经是对的了。

程序打印出来的那条基线，直接决定报警到底触不触发得了。ADC 到 1023 个计数就到顶，所以基线一旦高过大约 758，35% 的触发点就被推到满量程之外，再多的烟也够不着 —— 这说明传感器还在预烧，让它继续通着电就好，别去改程序。灵敏度也住在这里：不在那颗蓝色电位器上（它只挪得动 DO 的阈值），而在 RISE_FACTOR 和 RISE_FLOOR 里。厨房的水蒸气会误触发就把它们调高，划一根火柴都叫不响就调低。

这块板子给的 ppm，到底能信几分？

MQ-2 的规格书把灵敏度写成一个比值，而不是一个读数：Rs/R0 —— 而 R0 并不是它在洁净空气里的读数。规格书把 R0 定义为那一颗传感器在洁净空气中1000 ppm 氢气下的电阻，所以连这个比值的分母，都必须在一种已知气体里测出来。所有公布的曲线 —— LPG、甲烷、丙烷、烟、酒精、氢气、一氧化碳 —— 都是画在这个比值上的，而且斜率各不相同，所以要把一个读数换算成 ppm，同时需要三样东西：在你自己那颗传感器上测出来的 R0、对应的那条曲线，以及现场究竟是哪一种气体。一个原始 ADC 计数，这三样一样都给不了。

这正是这个作品选择“对上升报警”的原因。规格书写的探测范围 —— LPG 和丙烷 200–5000 ppm，甲烷 5000–20000 ppm —— 说的是这颗元件在实验室里会响应的范围，而不是一块未经校准的板子能报出来的数值。当作早期预警，它完全对得起自己的位置：钢瓶开始嘶嘶漏气时，它会比隔壁房间的人早很多注意到。当作生命安全设备，它替代不了一台通过认证的探测器。

要怎么安全地测试它？

MQ-2 对一根吹熄的火柴、或者半米外的一支线香反应很好：烟里那些没烧完的碳氢化合物，正是薄膜会起反应的东西，原始数值一两秒内就跳起来了。这才是安全的测法，也是学校演示该用的测法。

千万不要为了让它“测得准一点”而去打开燃气钢瓶或者炉头的阀门 —— 那等于为了测一个警报器，在房间里造出一个引燃风险，而漏出来的 LPG 旁边划一根火柴，正是这个警报器存在的意义所要防止的那场意外。在通风的房间里，把一支丁烷打火机不点火地按住阀门一秒钟，就已经是这个作品需要的、最接近 LPG 的测试了。

在马来西亚的厨房里，传感器该装在哪？

Arduino 燃气泄漏侦测器只在气体真的会到达的地方才帮得上忙，而 LPG 和烟的走向刚好相反。钢瓶里的丙烷和丁烷比空气重，所以漏出来会往下沉，积在地面附近；烟是热的，往上走。一颗 MQ-2 没办法同时照顾两边，所以针对马来西亚厨房流理台底下那支钢瓶，把它装低 —— 离地大约 30 cm，并且在调压器一米之内。同时也要让它离蒸气远一点：MQ-2 对酒精蒸气有反应，对一锅滚水冒出来的湿气也有反应，所以装在炉子上方或者电饭锅旁边，它就会不停地狼来了；而油烟里的油雾还会慢慢糊住元件，让它变钝。

怎么让警报一响，排气扇就转起来？

5 V 继电器模块能把一支 Arduino 引脚，变成一个带得动风扇的开关。控制侧是一个三位螺丝端子，标着 IN、DC−、DC+ —— 没有排针，所以杜邦线裸露的公头直接夹进螺丝里。DC+ 和 DC− 取自面包板的电源轨，IN 接到 D7，线圈电流大约 71 mA —— 也就是它那颗 0.36 W、70 Ω 的线圈在 5 V 下的表现。

上传程序之前，先把那颗小小的 L/H 触发跳线拨到 H。它决定的是 IN 脚上给高电平还是低电平才让线圈吸合，而这份程序是把引脚拉高来触发的。留在 L 上，风扇会从一上电就开始转，反而在警报响起时停掉 —— 完全反了，而这正是那种被当成“继电器坏了”的经典工单，实际上只是一颗两针的跳线。

被切换的那一侧是干接点：COM 和 NO 只是一对裸露的金属触片，跟 Arduino 之间没有任何电气通路，所以那颗 60 mm 5 V 风扇要用它自己的 5 V 电源。电源正极进 COM，NO 出来接风扇的红线，风扇黑线直接回到电源的负极 —— 继电器做的只是把这个回路中的一条腿断开或接通。要是图省事把风扇挂到 Uno 的电源轨上，加热丝、线圈和风扇就一起挤那颗 500 mA 自恢复保险丝，而这还没算上风扇启动时的涌流。

风扇那个白色的两针插头不必剪掉：一根公头杜邦线正好能插进它的每一个孔位，风扇因此还留得住、还能拿去别处用，另外两端则夹进负载侧的螺丝端子。这一侧请始终维持低压直流 —— 触点上印的额定值确实涵盖市电，但市电切换属于我们那篇继电器模块安全使用教程的范围。

我们从真实客户那里常看到的错误

只买了传感器本身。有位客户问我们：“can you show me the product that i need to buy from your shop to make this smart smoke detectore” —— 光是这个模块当不了那台侦测器：它伸出来的是公针，而杜邦线那一端需要的是母座。上面那份材料清单，才是完整的答案。

在开机第一分钟就给传感器下判断。刚上电时的数字是加热丝在稳定，不是气体。这份程序只在上电时学一次基线，之后再也不学 —— 所以你要是把报警器搬到另一个房间，或者传感器已经老化，按一下复位，让它重新学习它现在所在的这团空气。

把蜂鸣器当成高电平触发来接线。它会从开机开始一直尖叫、停不下来，看起来就像模块坏了。HIGH 才是安静 —— 跟我们那篇 PIR 人体感应灯教程里的蜂鸣器是同一个坑。

以为不用写代码，或者以为火柴一定要点着。另一位客户用马来文问：“perlu coding lagi? dan saya perlukan mancis kah untuk buat prototype ini berkesan?” —— 要写代码，就是上面那份 sketch；而火柴的效果，恰恰是在你把它吹熄之后最好。

常见问题

MQ-2 要预热多久？

每次上电都要几分钟；如果你想要规格书那套灵敏度数据成立，一颗新传感器还要先做一次 24 小时以上的预烧。这份程序会等三分钟，然后自己量一条基线，所以两种情况下它都保持诚实。

MQ-2 能给我一个 ppm 数字吗？

不能，除非你先在一种已知浓度的已知气体里校准那一颗传感器 —— 规格书要求的是 1000 ppm 的 LPG 或异丁烷。它的曲线全都是相对于 R0 的比值，而 R0 是一个在 1000 ppm 氢气下定义的参考电阻，加上每一种气体的斜率都不一样，所以一个原始读数只能算是一个相对信号。

MQ-2 能不能当我家的烟雾或燃气探测器？

不能。把它当成早期预警或者教学作品，生命安全请交给一台通过认证的 LPG 或烟雾探测器。一块未经校准的模块，既没有经过测试的报警阈值，也没有对自身故障的监督。

MQ-2 能接在 ESP32 或 Raspberry Pi Pico 上吗？

加热丝仍然要 5 V，而 AO 的摆幅可以接近 5 V —— 这两块板子的模拟输入上限都是 3.3 V，已经超了。先用两颗电阻把 AO 分压下来，或者干脆让传感器留在 Uno 上。另一个常见的下一步是加一块显示屏，做法见我们的 LCD1602 教程。

最后更新：2026年8月。有问题？WhatsApp 联系我们。