MQ-3 Gassensor: Umfassender Leitfaden zur Alkohol-Detektion

Gassensoren retten Leben, indem sie brennbare, giftige Gase detektieren (Methan, CO, Alkohol, LPG). Der MQ-3 ist ein Halbleiter-Gassensor (MOS-Typ) mit hoher Empfindlichkeit auf Ethanol (Alkohol). Er eignet sich für Atemalkoholtester (Alcolocks), Umgebungsüberwachung und Sicherheitsanlagen. Dieser Artikel deckt Funktionsweise, Pinout, Specs, Alternativen und Anwendungen ab.

Was ist der MQ-3?

Der MQ-3 detektiert Alkohol (Ethanol), aber auch Methan, Propan, Butan, CO, Hexan. Er basiert auf Zinndioxid (SnO₂), dessen Widerstand sich bei Gasadsorption ändert. Im Breakout-Board (z. B. MQ-3 Modul) sind Komparator (LM393) und Potentiometer für digitalen Schwellenwert-Ausgang integriert.

Hardware-Übersicht (Modul)

• Kleines Breakout-Board (nicht breadboard-kompatibel ohne Adapter).
• Zwei Ausgänge: AO (Analog) – Spannung proportional zur Gaskonzentration; DO (Digital) – High/Low nach Schwellenwert (Poti einstellbar).
• Onboard: Power-LED (Betrieb), Status-LED (DO=Low → Gas erkannt).
• Heizspannung nötig (interner Heizer für SnO₂, ca. 5 V).

Komparator-Symbol (LM393)

Funktionsweise (Physik)

1. SnO₂-Schicht wird durch Heizer auf ~300–400 °C erhitzt.
2. In sauberer Luft: Sauerstoff adsorbiert an Oberfläche, entzieht Elektronen → Elektronen-Armutszone → hoher Widerstand → geringer Strom.
3. Alkohol (reduzierendes Gas) reagiert mit adsorbiertem Sauerstoff → Elektronen kehren in Leitungsband zurück → Widerstand sinkt → Strom steigt → Ausgangsspannung steigt.
4. Mehr Alkohol = niedrigerer Widerstand = höhere Analog-Spannung.

Pin-Belegung

Modul (4 Pins)

• VCC: 5 V Versorgung (Heizer + Logik)
• GND: Masse
• AO: Analogausgang 0–5 V (proportional Konzentration)
• DO: Digitalausgang (TTL, 0/5 V), Schwelle per Poti einstellbar

Sensor (6 Pins, z. B. MQ-3 Rohsensor)

• H-H (Heizer): Einer an VCC, einer an GND (Polung egal, Widerstand ca. 33 Ω).
• A-A / B-B (Sensor): Zwei Paare, austauschbar. Einer an VCC (Lastwiderstand RL zu GND), anderer als Signalausgang. RL typ. 10–47 kΩ (Datenblatt beachten).

Technische Spezifikationen

• Betriebstemperatur: –10 °C bis +50 °C
• Versorgung: 5 V DC, 60 mA (Heizer aus) / 165 mA (Heizer an)
• Lastwiderstand R_L: 200 kΩ (einstellbar für Kalibrierung)
• Empfindlichkeit: R_S(Luft) / R_S(0,4 mg/L Alkohol) ≥ 5
• Detektionsbereich: 0,05 – 10 mg/L Alkohol (25–500 ppm)
• Vorheizzeit: > 24 h (erstmalig) für stabile Werte
• Ausgang DO: TTL 0/5 V (Low = Gas > Schwelle)
• Ausgang AO: 0,1–0,3 V (sauber) bis ~4 V (hohe Konzentration)
• Sensorwiderstand R_S: 2–20 kΩ (in 0,4 mg/L Alkohol)
• Stromaufnahme: ~150 mA, Heizleistung < 750 mW
• Abmessungen: 32 × 22 × 16 mm

Alternative MQ-Sensoren (Gas-Typen)

Je nach Zielgas anderen MQ-Sensor wählen:

(Kohlenmonoxid-Detektor)

Sensor	Haupt-Zielgas
MQ-2	LPG, Propan, Wasserstoff, Rauch, Methan
MQ-3	Alkohol (Ethanol), Benzin, Hexan
MQ-4	Methan (CH₄), Erdgas
MQ-5	LPG, Erdgas, Stadtgas
MQ-6	LPG, Propan, Butan
MQ-7	Kohlenmonoxid (CO)
MQ-8	Wasserstoff (H₂)
MQ-9	CO, brennbare Gase (zyklisch beheizt)
MQ-135	Luftqualität (CO₂, NH₃, Benzol, Rauch)

Äquivalente für MQ-3: MQ303A, MQ214, MQ-2 (teilweise).

Anwendungen

• Atemalkoholtester (Alcolock, Polizeikontrolle, persönlich)
• Umgebungsüberwachung (Labore, Lackierereien, Tanklager)
• Gas-Leckage-Alarm (Überkonzentration)
• Spielzeug / Lernprojekte (alkoholhaltigen Atem detektieren)
• Standalone-Sensornode (IoT, Datenlogger)

Atemalkoholtester

Wichtige Hinweise für den Einsatz

• Vorheizen: Mind. 24 h kontinuierlich vor erster Kalibrierung.
• Kalibrierung: Bekannte Referenzgaskonzentration nötig für quantitative Messung. Ohne Kalibrierung nur qualitativ (Anwesenheit Ja/Nein).
• Querempfindlichkeit: Reagiert auch auf andere Lösungsmittel, Benzin, Rauch – nicht alkoholspezifisch!
• Temperatur/Feuchte: Beeinflussen Signal → Kompensation nötig für präzise Messung.
• Lebensdauer: 1–3 Jahre bei Dauerbetrieb, dann Drift.

Fazit

Der MQ-3 ist ein kostengünstiger, einfach anzuschließender Alkoholsensor für qualitative und (mit Aufwand) quantitative Detektion. Er hat maßgeblich zur Verkehrssicherheit beigetragen (Alcolocks). Für präzise Messungen (Behörden, Medizin) sind elektrochemische oder IR-Sensoren (NIR) erforderlich. Bei Fragen zur Einbindung (Arduino, ESP, Raspberry Pi) kontaktieren Sie uns.