Sensor de Gás MQ-135: Pinagem (Pinout) - Características e Especificações

Visão geral do Sensor de Gás MQ-135 e sua pinagem.

Você já se perguntou como é possível "dar olhos" e um "nariz" ao seu projeto eletrônico para que ele compreenda a qualidade do ar ao seu redor? Na era da Internet das Coisas (IoT) e da automação residencial, monitorar o ambiente deixou de ser um luxo e tornou-se uma necessidade de segurança e saúde.

Se você está construindo um sistema de ventilação inteligente, um detector de vazamentos ou apenas quer saber quando a qualidade do ar na sua sala piorou, existe um componente que é o "cavalo de batalha" dos makers e engenheiros: o Sensor de Gás MQ-135.

Mas atenção: não é apenas plug-and-play. Como professor e engenheiro, já vi muitos estudantes queimando portas ou lendo dados errados por falta de preparação técnica. Neste artigo, vamos dissecar este componente, do nível atômico ao código, garantindo que você domine o MQ-135 completamente e com precisão.

O Que é o Sensor de Gás MQ-135?

O MQ-135 é um sensor de gás do tipo semicondutor de óxido metálico (MOS) projetado para detectar uma ampla gama de gases nocivos e compostos orgânicos voláteis (COVs) no ar. Ele é amplamente reconhecido pela sua capacidade de monitorar a qualidade do ar interno (Indoor Air Quality - IAQ) com um custo-benefício excelente.

Fig. 2 – Componente eletrônico Sensor MQ-135.

Imagine o MQ-135 como um "nariz eletrônico". Assim como nosso olfato depende de reações químicas para identificar cheiros, este sensor altera sua resistência elétrica dependendo da concentração de gases ao seu redor.

⚠️ Nota Técnica Importante sobre CO₂: Embora o MQ-135 seja frequentemente vendido para monitorar Dióxido de Carbono (CO₂), ele é, na verdade, altamente sensível a Amônia, Óxidos de Nitrogênio, Benzeno e Fumaça. Para medições precisas de CO₂ puro, sensores NDIR (infravermelho não dispersivo) como o MH-Z19 são tecnicamente superiores. Use o MQ-135 para monitorar a Qualidade Geral do Ar (VOCs) ou tendências de poluição, não como um medidor clínico de CO₂.

Principais Gases Detectados:

• Amônia (NH₃)
• Óxidos de Nitrogênio (NOx)
• Benzeno (C₆H₆)
• Dióxido de Carbono (CO₂) - *com as ressalvas acima
• Fumaça e Álcool

Como Funciona a Tecnologia por Trás do MQ-135

Aqui é onde a engenharia fica interessante. Não pense que o sensor "cheira" o ar magicamente. O processo é eletroquímico e térmico. No interior daquele pequeno cilindro cerâmico, existe uma camada sensível de dióxido de estanho (SnO₂). Em condições normais de ar limpo, este óxido permite que uma corrente elétrica flua com certa dificuldade (uma resistência de base alta).

No entanto, quando a superfície é aquecida e entra em contato com gases combustíveis ou redutores, ocorre uma reação que diminui essa resistência drasticamente.

Fig. 3 - Estrutura interna do Sensor de Gás MQ-135.

O segredo é o calor. O sensor possui um elemento aquecedor interno. Sem ele, as reações químicas na superfície do SnO₂ não aconteceriam na velocidade necessária. É por isso que, ao ligar seu projeto, você verá uma leitura instável nos primeiros momentos: o sensor está "esquentando" para começar a trabalhar.

Pinagem e Especificações do Sensor MQ-135

Muitos iniciantes ficam confusos ao ver o sensor, pois o componente bruto possui 6 pinos, mas a placa de desenvolvimento azul que compramos na loja tem 4 pinos de conexão. Vamos esclarecer isso.

1. Módulo de Desenvolvimento (4 Pinos)

Na maioria dos projetos, você usará o módulo azul, que simplifica a conexão:

Fig. 4 - Módulo padrão de mercado com 4 pinos de conexão.

• VCC: Alimentação (5V).
• GND: Terra.
• A0: Saída Analógica (Tensão variável proporcional ao gás).
• D0: Saída Digital (TTL Alto/Baixo, ajustável via potenciômetro).

2. Estrutura dos 6 Pinos (Nível Componente)

Se você for trabalhar com o componente nu (sem a placa azul), aqui está a função de cada pino na estrutura do sensor. Note que não há polaridade para os pinos de sinal (A e B):

Fig. 5 - Diagrama de pinagem do componente bruto (6 pinos).

1. Pino 1 - A (Sinal): Pino resistivo para leitura.
2. Pino 2 - H (Aquecedor): Alimentação positiva do aquecedor interno.
3. Pino 3 - A (Sinal): Pino resistivo para leitura (conectado internamente ao Pino 1).
4. Pino 4 - B (Sinal): Pino resistivo para leitura.
5. Pino 5 - H (Aquecedor): Alimentação negativa (GND) do aquecedor interno.
6. Pino 6 - B (Sinal): Pino resistivo para leitura (conectado internamente ao Pino 4).

💡 Dica do Professor: Na maioria dos projetos didáticos e de hobby, você utilizará o Módulo MQ-135 Pronto. Ele já faz todo o trabalho difícil de conectar esses pinos internamente e disponibilizar tudo em um conector fácil de usar.

Principais Características Técnicas

Fig. 6 - Especificações elétricas detalhadas.

• Tensão de Operação: 5Vcc (padrão para Arduino e microcontroladores).
• Corrente de aquecimento: Aquecimento estável (~150mA), mas cuidado com o pico inicial (inrush) que pode chegar a 200-300mA nos primeiros segundos. Sua fonte deve aguentar esse "tranco".
• Saída Dupla:
  • Analógica (A0): Fornece uma tensão variável de 0V a 5V proporcional à concentração de gás. Ideal para medições precisas com ADC.
  • Digital (D0): Fornece 0V ou 5V (Lógica TTL) baseada em um limite ajustável via potenciômetro na placa.
• Tempo de Resposta: < 10s (Reage rápido a mudanças bruscas).
• Tempo de Recuperação: < 30s (Volta ao estado inicial).
• Dimensões: Compacto (32mm x 22mm x 27mm).
• Faixa de Temperatura de Operação: -10°C a 50°C.

Calibração e Uso: O Passo a Passo Prático

Um erro comum é esperar que o sensor retorne valores em "ppm" (partes por milhão) diretamente. Ele retorna uma tensão analógica que precisa ser interpretada.

1. Modo Digital (O Alarme Simples)

Neste modo, usamos a saída D0 do módulo. O módulo tem um potenciômetro (parafuso azul). Ao girá-lo, você ajusta o limiar de sensibilidade. Quando o gás ultrapassa esse limite, o LED acende e o pino D0 envia 5V para o Arduino. Ideal para acionar alarmes sonoros ou exaustores.

2. Modo Analógico (A Ciência Real)

Para medir a qualidade do ar de forma contínua, usamos o pino A0.

• O Desafio: A resistência muda com o gás, temperatura e umidade.
• A Solução - O Resistor de Carga (RL): A placa azul possui um resistor em série. A medição A0 é a tensão sobre esse resistor. Se você não sabe o valor de RL (comum ser 1kΩ, 2kΩ, 5kΩ ou 10kΩ), seus cálculos estarão errados. Verifique com um multímetro.

📈 Cálculo da Resistência do Sensor (Rs):
Primeiro, calculamos a tensão de saída: Vout = (LeituraADC * 5.0) / 1023
Depois, a resistência do sensor: Rs = ((Vcc - Vout) / Vout) * RL
Onde Vcc = 5V e RL é o valor do resistor do seu módulo (ex: 1kΩ = 1000).

Código de Calibração e Leitura

Este código em C++ para Arduino permite calibrar o sensor e estimar a concentração de CO2 baseado na curva padrão.

/***************************** Exemplo MQ-135 Cálculo PPM Autor: FVM Learning *****************************/ const int ANALOG_PIN = A0; float R0 = 10.0; // VALOR CALIBRADO (Leia abaixo como encontrar) float RL = 1.0; // RESISTOR DE CARGA DO SEU MÓDULO EM kΩ (Verifique no hardware!) void setup() { Serial.begin(9600); Serial.println("Iniciando calibracao do MQ-135..."); // Etapa de Calibração: O sensor deve estar em AR LIMPO float sensorVal = 0; for(int i = 0; i < 100; i++) { sensorVal += analogRead(ANALOG_PIN); delay(10); } sensorVal = sensorVal / 100.0; float V_out = sensorVal * (5.0 / 1023.0); float Rs = (5.0 - V_out) / V_out * RL; // Ajuste a razão 3.6 conforme necessidade do seu ambiente R0 = Rs / 3.6; Serial.print("Rs no ar limpo: "); Serial.print(Rs); Serial.print(" | R0 Calibrado: "); Serial.println(R0); } void loop() { int adcRaw = analogRead(ANALOG_PIN); float V_out = adcRaw * (5.0 / 1023.0); float Rs = (5.0 - V_out) / V_out * RL; float ratio = Rs / R0; // Equação aproximada da curva log-log para CO2 (baseada em datasheet) // ppm = a * (ratio)^b float ppm_CO2 = 116.6020682 * pow(ratio, -2.769034857); Serial.print("ADC: "); Serial.print(adcRaw); Serial.print(" | Ratio Rs/R0: "); Serial.print(ratio); Serial.print(" | Estimativa CO2: "); Serial.print(ppm_CO2); Serial.println(" ppm"); delay(1000); }

Nota: Os coeficientes utilizados são aproximações baseadas no datasheet para CO2. Outros gases exigirão coeficientes diferentes.

Aplicações Reais

• Monitores de qualidade do ar em salas de aula ou escritórios.
• Detecção de vazamentos de gás em cozinhas e indústrias.
• Sistemas antifumo integrados a sprinklers.
• Robótica de busca e resgate.

🤔 Dúvidas Frequentes (FAQ)

Para garantir que seu projeto seja um sucesso, compilamos algumas das perguntas mais comuns sobre este tema. Confira!

Quanto tempo leva para o sensor MQ-135 aquecer? 🔽

O tempo mínimo de pré-aquecimento é de cerca de 20 a 30 segundos para começar a ler dados. No entanto, para uma estabilidade total e leituras precisas (estabilização da linha de base), recomenda-se deixar o sensor ligado por 24 a 48 horas continuamente.

O MQ-135 detecta Gás de Cozinha (GLP/LPG)? 🔽

O MQ-135 é mais sensível a Amônia, Benzeno e CO₂. Para detectar gás de cozinha (GLP) ou metano com alta precisão, o modelo mais indicado tecnicamente é o MQ-2, embora o MQ-135 possa ter alguma reação devido a componentes voláteis na combustão.

Por que as leituras mudam se o gás estiver constante? 🔽

O MQ-135 é sensível à temperatura e umidade do ar. Um dia úmido fará a resistência cair, indicando mais "gás" mesmo que não haja. Para projetos sérios, use um sensor de temperatura/umidade (como DHT22) para compensar esses dados matematicamente.

Qual a diferença entre a saída A0 e D0 no módulo? 🔽

A saída A0 (Analógica) fornece uma tensão variável que permite calcular a concentração aproximada de gás. A saída D0 (Digital) fornece apenas um sinal "Ligado/Desligado" (0 ou 1) quando o gás ultrapassa um limite ajustado pelo potenciômetro, sendo ideal para alarmes simples.

📚 Leitura Complementar e Materiais Relacionados

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• Sensor Temperatura e Umidade AHT25: Pinagem (Pinout) - Características e Especificações
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Conclusão

O sensor de gás MQ-135 é uma ferramenta poderosa e acessível. Compreender sua pinagem, o funcionamento do aquecedor, o valor do resistor de carga (RL) e a importância da calibração é o que separa um projeto amador de um sistema profissional.

Lembre-se: a eletrônica é sobre experimentação. Calibre o seu sensor para o ambiente específico onde ele será usado. Se conseguiu rodar o código e descobriu o valor de R0 do seu sensor, deixe nos comentários abaixo!

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Esperamos sinceramente que este guia tenha sido útil e enriquecedor para seus projetos! Obrigado por dedicar seu tempo a este conteúdo.

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