MQ5

Le module MQ-5 est un détecteur de gaz combustible taillé pour le GPL : butane des bouteilles, propane, gaz de ville et gaz naturel. Son élément sensible est un capteur à oxyde d’étain (SnO2) déposé sur un tube céramique chauffé, enfermé sous une grille métallique inoxydable. La conductivité de cette couche grimpe dès qu’une molécule de gaz réducteur entre à son contact, et c’est cette variation qui devient une tension lisible par un microcontrôleur.

La carte porte le capteur, un comparateur LM393 et un potentiomètre de réglage. Elle délivre deux signaux : une tension analogique continue qui suit la concentration, et une sortie numérique tout ou rien qui bascule au franchissement d’un seuil que vous fixez vous-même au tournevis. En quelques lignes de programme, le module fait sonner un buzzer, allumer un voyant, ou piloter un relais qui coupe l’arrivée de gaz.

À quoi sert un module MQ-5 ?

• Surveillance d’une bouteille de butane — c’est son emploi le plus direct : posé près d’un réchaud, d’une bouteille ou d’un détendeur, il repère une fuite avant qu’elle ne s’accumule dans un local fermé.
• Alerte gaz de ville et gaz naturel — le MQ-5 réagit aussi au méthane du réseau de distribution, ce qui couvre les logements raccordés au gaz de ville.
• Déclenchement d’une ventilation — démarrer un extracteur par relais dès que le niveau dépasse le seuil, sans intervention humaine.
• Mesure pédagogique — suivre en continu sur le moniteur série la réponse du capteur à un briquet non allumé, et comprendre la courbe d’un capteur à oxyde d’étain.
• Veille sur un local de stockage — un dépôt de bouteilles ou un local technique se surveille en permanence, l’électronique ne se fatiguant pas comme l’odorat.

Caractéristiques techniques

Les quatre broches du module

C’est la sérigraphie de la carte qui donne l’ordre des broches, et elle seule fait foi :

Comment le module fabrique sa mesure

Le capteur est chauffé en permanence : sa surface, portée à température, réagit avec l’oxygène de l’air et acquiert une résistance élevée. Quand du butane ou du méthane arrive à son contact, cette résistance chute — d’autant plus que la concentration est forte. Le module transforme cette résistance en tension, et cette tension est exploitée deux fois.

La sortie analogique AO

Elle donne à lire en continu le niveau détecté, sur une échelle de 0 à 1023 avec le convertisseur 10 bits d’un Arduino. Cette valeur n’est pas une concentration en ppm : le constructeur publie une courbe qui relie la réponse du capteur à une concentration, mais elle ne vaut que dans des conditions de référence précises, à une température et une humidité données. Dans la pratique, on s’en sert comme d’un repère — la valeur au repos dans l’air propre d’un côté, celle obtenue près d’une source de gaz de l’autre, et le seuil se place entre les deux.

La sortie numérique DO et le réglage du seuil

Le comparateur LM393 compare en permanence la tension du capteur à une référence fixée par le potentiomètre. Dès que le seuil est franchi, la sortie numérique bascule et la LED de sortie s’allume. Le réglage prend trente secondes : approchez la source de gaz à la distance où vous voulez que l’alarme parte, puis tournez lentement le potentiomètre jusqu’à l’instant où la LED s’allume. Selon les cartes, DO peut passer au niveau bas quand le seuil est franchi ; c’est la LED, allumée dans tous les cas, qui reste le repère fiable.

Le choisir dans la famille MQ

Tous les modules de la série MQ partagent le même format de carte, le même brochage et le même principe à oxyde d’étain, mais chaque référence vise un gaz différent : le choix se fait uniquement sur le gaz à surveiller.

Si l’objectif est la sécurité des personnes dans un logement — le monoxyde de carbone ou un détecteur de fumée —, aucun module de cette famille ne remplace un appareil homologué.

Mini-projet : une alarme GPL avec buzzer et voyant

Un montage complet en une quinzaine de minutes : le module surveille l’air, l’Arduino affiche en continu le niveau et l’état du comparateur, et un buzzer accompagné d’un voyant rouge se déclenche dès que le seuil est franchi.

Ce qu’il faut

Le câblage

Le programme

À copier dans l’IDE Arduino, puis à téléverser sur la carte :

/*
 * Alarme GPL (butane et propane) - module capteur MQ-5
 * Carte : Arduino Uno R3
 * Montage : module MQ-5 sur A0 et D2, buzzer actif sur D8,
 *           diode rouge en serie avec 220 ohms sur D7.
 *
 * Composants, brochage et fiche complete : www.marocproduits.com
 */
const byte PIN_AO     = A0;   // sortie analogique du module
const byte PIN_DO     = 2;    // sortie numerique du comparateur
const byte PIN_BUZZER = 8;    // buzzer actif
const byte PIN_LED    = 7;    // diode rouge, protegee par 220 ohms
int seuil = 400;              // a relever sur le moniteur serie, module chaud
void setup() {
  pinMode(PIN_DO, INPUT);
  pinMode(PIN_BUZZER, OUTPUT);
  pinMode(PIN_LED, OUTPUT);
  Serial.begin(9600);
  Serial.println("Surveillance GPL en cours. Laissez le capteur chauffer a l'air libre.");
  Serial.println("Relevez la valeur de repos affichee, puis placez le seuil juste au-dessus.");
}
void loop() {
  int niveau = analogRead(PIN_AO);     // 0 a 1023
  int etatDO = digitalRead(PIN_DO);    // etat du comparateur du module
  Serial.print("niveau = ");
  Serial.print(niveau);
  Serial.print("   sortie numerique = ");
  Serial.println(etatDO);
  // Alarme si le seuil du programme OU celui du potentiometre est franchi.
  if (niveau >= seuil || etatDO == LOW) {
    digitalWrite(PIN_LED, HIGH);
    digitalWrite(PIN_BUZZER, HIGH);
  } else {
    digitalWrite(PIN_LED, LOW);
    digitalWrite(PIN_BUZZER, LOW);
  }
  delay(500);
}

Comment ça marche

• analogRead(PIN_AO) relit la tension de la sortie analogique, entre 0 et 1023. Plus la valeur monte, plus il y a de gaz dans l’air.
• digitalRead(PIN_DO) constate la décision du comparateur : le module a déjà tranché selon son potentiomètre, le programme ne fait que lire le résultat.
• Les deux conditions sont mises côte à côte : le seuil du programme se modifie depuis le code, celui du potentiomètre se règle au tournevis sans retéléverser. L’un ou l’autre suffit à déclencher.
• Le buzzer employé est un modèle actif : il contient son propre oscillateur, un simple niveau haut le fait sonner. Avec un buzzer passif, il faudrait appeler tone() en précisant la fréquence.
• La diode rouge ne se branche jamais seule : sa résistance de 220 Ω fixe le courant autour de 14 mA, largement dans ses limites.
• La pause de 500 ms laisse le capteur respirer et garde le moniteur série lisible.

Régler le seuil

Laissez le module chauffer à l’air libre, puis relevez la valeur affichée par le moniteur série : c’est votre repère de repos. Placez le seuil du programme quelques centaines de points au-dessus, approchez ensuite une source de gaz — un briquet non allumé suffit — et vérifiez que le niveau monte franchement. Si vous préférez le potentiomètre, tournez-le jusqu’à l’instant où la LED de sortie s’allume, puis relâchez.

Variantes utiles

Afficher le niveau sur un écran

Pour suivre la mesure sans ordinateur, un afficheur LCD 16 × 2 en version I2C se câble sur deux fils seulement et affiche la valeur analogique en continu. Les montages de surveillance y ajoutent souvent la date et l’heure de la dernière alerte.

Couper plutôt que biper

Pour agir sur une électrovanne, une ventilation ou une alarme extérieure, la sortie numérique du module pilote l’entrée d’un module 1 relais 5 V : le contact du relais ouvre ou ferme la ligne à commander, en isolant complètement le circuit de puissance du circuit de commande. Comme pour tout montage en 230 V, coupez le disjoncteur avant d’intervenir, ne travaillez jamais sous tension et enfermez les bornes dans un boîtier isolant.

Tenir compte de la température et de l’humidité

La réponse d’un capteur à oxyde d’étain dépend de l’air ambiant : les courbes du constructeur ne valent qu’à 20 °C et 65 % d’humidité. Adjoindre un capteur DHT22 au montage permet de relever ces deux grandeurs et de comparer des mesures prises dans les mêmes conditions, plutôt que de subir une dérive que rien n’explique.

Alimenter le montage sans ordinateur

Le chauffage du capteur consomme à lui seul environ 150 mA. Un montage autonome branché sur un simple adaptateur USB devra donc compter ce courant, et une alimentation 5 V 2 A laisse la marge nécessaire au module, à la carte et à l’alarme.

Points d’attention

• Ce module n’est pas un appareil de sécurité. Il ne porte aucune homologation et ne remplace ni un détecteur de gaz normalisé ni un détecteur de fumée certifié. Pour la protection des personnes, l’appareil homologué reste indispensable ; le module sert à expérimenter et à automatiser.
• Il détecte, il ne dose pas. La sortie analogique est un niveau relatif, qui dérive avec la température et l’humidité ambiantes. Aucun résultat en ppm ne peut être annoncé sans étalonnage au gaz de référence, ce qu’un montage amateur ne peut pas faire de façon fiable.
• Le préchauffage n’est pas une précaution de confort. Un capteur à peine mis sous tension affiche une valeur qui continue de dériver pendant des heures. Le constructeur parle de plus de vingt-quatre heures de chauffe pour une mesure sérieuse ; pour un simple essai, laissez au moins quelques minutes et refaites le réglage à froid.
• Le GPL est plus lourd que l’air. Une fuite de butane s’accumule au sol, dans les points bas et les caves. Un capteur posé en hauteur, au niveau des yeux, arrive après la concentration : pour une bouteille, placez-le près du sol, là où le gaz s’installe.
• Sa sélectivité est un avantage, pas une garantie. Le MQ-5 résiste mieux à l’alcool et aux fumées de cuisson qu’un module polyvalent, mais une forte concentration d’autres gaz combustibles ou une fumée épaisse le fait réagir aussi. Il ne distingue pas la source : c’est à vous de placer le capteur là où une fausse alerte est improbable.
• L’échauffement fait partie du fonctionnement. Le capteur chauffe réellement. Ne l’enfermez pas dans un boîtier clos, ne le collez pas à un plastique sensible à la chaleur et prévoyez une alimentation capable de fournir ce courant en plus du reste du montage.
• Ne jamais travailler sur une installation au gaz soi-même. Un montage électronique se teste à l’air libre, avec un briquet non allumé. La recherche d’une fuite sur une installation réelle, le remplacement d’un détendeur ou d’un flexible relèvent du professionnel.

Questions fréquentes

Peut-on connaître la concentration exacte en gaz ?

Pas de façon exploitable avec ce seul module. La réponse du capteur dépend de la température, de l’humidité, de l’âge du capteur et du gaz présent, et le constructeur ne garantit une correspondance qu’en conditions de référence. Un étalonnage sérieux exige un gaz de concentration connue, donc un équipement de laboratoire.

Quelle différence avec le MQ-2 et le MQ-4 ?

Le MQ-2 est le plus large des trois : il réagit aux fumées, au GPL, à l’hydrogène et à beaucoup d’autres vapeurs, au prix d’une sélectivité faible. Le MQ-4 vise surtout le méthane et le gaz naturel, et il ignore largement l’alcool. Le MQ-5 se place entre les deux, avec une bonne réponse au GPL — butane et propane — tout en détectant le gaz de ville : c’est le choix du réchaud et de la bouteille.

Pourquoi la valeur affichée descend-elle lentement le premier jour ?

Parce que le capteur est en cours de préchauffage et que sa résistance de repos n’est pas encore stabilisée. C’est le comportement normal d’un capteur à oxyde d’étain, et non un défaut de la carte. Le réglage du seuil ne devient fiable que lorsque la valeur de repos cesse de dériver.

Fonctionne-t-il en 3,3 V ?

Non, pas correctement. Le chauffage est prévu pour 5 V, et une alimentation en 3,3 V le fait chauffer insuffisamment : les mesures deviennent erratiques et la sortie analogique plafonne. Sur une carte en 3,3 V, alimentez le module en 5 V et adaptez le niveau du signal si votre microcontrôleur n’accepte pas cette tension en entrée.

Détecte-t-il aussi le monoxyde de carbone ?

Il n’est pas prévu pour cela et n’offre aucune garantie sur ce gaz, même s’il peut y réagir faiblement comme à la plupart des gaz réducteurs. Le monoxyde de carbone est un gaz sans odeur qui tue : sa surveillance relève d’un appareil homologué ou d’un capteur dédié, pas d’un module généraliste.

Combien de temps faut-il pour que l’alarme se déclenche ?

Le capteur réagit en quelques secondes à une forte concentration, et en quelques dizaines de secondes à une faible concentration. Ce délai dépend de l’air ambiant et de la distance à la fuite, et aucune temporisation interne ne le raccourcit : c’est la ventilation du local autour du capteur qui fait la différence.

Comment savoir si le module fonctionne ?

La LED de mise sous tension s’allume dès l’alimentation, et la valeur analogique doit évoluer quand vous approchez un briquet non allumé. Si rien ne bouge, vérifiez d’abord l’ordre des broches sur la sérigraphie, puis l’alimentation en 5 V, puis laissez le capteur chauffer plus longtemps : un module froid se comporte comme un module muet.

À combiner avec

Le module se câble directement sur une carte à entrée analogique. Pour démarrer, une carte Arduino Uno R3 avec son câble USB suffit, posée sur une plaque d’essai de 400 points et reliée avec un jeu de câbles Dupont — quatre fils pour le module, deux pour l’alarme.

Pour l’alarme elle-même, un buzzer actif se met à sonner dès sa mise sous tension, sans réglage de fréquence, et une diode rouge 5 mm ajoute un voyant lumineux utile dans un local bruyant ou une pièce où l’alarme sonore passe inaperçue.