Делитель напряжения для газового сенсора MiCS-6814 и ESP32

Газовые сенсоры на основе металлоксидов, такие как MiCS-6814 (часто встречаются в модулях CJMCU-6814), работают как переменные резисторы. Их сопротивление уменьшается при наличии восстановительных газов (CO, этанол, дым и др.) и увеличивается в чистом воздухе.

Чтобы измерить это сопротивление, используется делитель напряжения.

Как устроен делитель напряжения

Схема делителя:

VCC ──[R_pull-up]──┬── Выход (к АЦП)
                                     │
                                [Сенсор Rs]
                                     │
                                    GND

Напряжение на выходе рассчитывается по формуле:

V_out = V_CC × (R_s / (R_pull-up + R_s))

Важно:

• Когда газа нет → R_s велико (сотни кОм – МОм) → V_out близко к V_CC.
• Когда газ есть → R_s падает (до 5–20 кОм) → V_out уменьшается.

То есть: максимальное напряжение — в чистом воздухе!

Проблема с ESP32

ESP32 работает от 3.3 В, и его входы не выдерживают напряжения выше 3.3 В. Даже кратковременное превышение может повредить микроконтроллер.

Многие готовые модули (например, CJMCU-6814) уже содержат подтягивающий резистор между VCC и аналоговым выходом (AO). Если вы подаёте на такой модуль 5 В (для нагревателя), то на AO автоматически появляется напряжение до 5 В.

В этом случае нельзя просто подключить AO напрямую к ESP32.

Неправильные решения (распространённые ошибки)

• «Подтянуть AO к 3.3 В внешним резистором» — не работает, если внутри модуля уже есть подтяжка к 5 В. Две подтяжки конфликтуют, и напряжение остаётся выше 3.3 В.
• Питать весь модуль от 3.3 В — нагреватель не получит нужные 5 В, сенсор не прогреется и почти не будет реагировать на газ.

Правильное решение: внешний делитель напряжения

Оставьте модуль подключённым к 5 В (нагреватель работает), но перед входом ESP32 добавьте внешний делитель:

AO (модуля) ──[R1]──┬── GPIO (ESP32)
                                       │
                                      [R2]
                                       │
                                      GND

Рекомендуемые номиналы:

• R1 = 20 кОм, R2 = 10 кОм → коэффициент деления = 1/3
• Максимум при 5 В на AO: 5 × 10 / (20 + 10) = 1.67 В — безопасно!
• При 4.2 В → 1.4 В, при 0.4 В → 0.13 В — ESP32 всё видит.

Альтернатива (если нужен больший диапазон):

• R1 = 10 кОм, R2 = 20 кОм → коэффициент = 2/3
• Максимум: 5 × 20 / (10 + 20) = 3.33 В — в пределе допуска.
• Используйте только если уверены, что напряжение на AO никогда не превысит 5 В.

Проверка

1. Подключите модуль к 5 В и GND.
2. Через 2–5 минут измерьте напряжение между AO и GND мультиметром.
3. Если оно >3.3 В (например, 4–5 В) — значит, внутри есть подтяжка к 5 В, и делитель обязателен.

Вывод

Для надёжной и безопасной работы MiCS-6814 с ESP32:

• Питайте модуль от 5 В (нагреватель должен работать).
• Используйте внешний делитель напряжения перед входом ESP32.
• Не полагайтесь на «просто подтяжку к 3.3 В» — это не решает проблему, если модуль уже подтянут к 5 В.

Такой подход гарантирует долгую работу вашего ESP32 и корректные показания сенсора.