【ESP32教學】第十五篇：MQ-2氣體感測器與ISD1820語音錄放音模組異味與煙霧語音警報器實作

2026-10-01
發佈由管理員

05 4 月

一、實驗說明：打造智慧居家氣體洩漏與語音警報系統！

在居家安全與工業物聯網（IoT）應用中，氣體洩漏（如液化石油氣、天然氣、煙霧或異味氣體）的及時通報至關重要。傳統蜂鳴器聲光警報有時較為單調或無法直觀告知危機內容；若能結合語音提示，便能在第一時間清晰告知使用者狀況（例如：「警告！檢測到瓦斯洩漏，請迅速離開！」）。

本實驗米羅將帶大家使用 ESP32 開發板 搭配 MQ-2 煙霧/可燃氣體感測模組 與 ISD1820 語音錄放音模組。當 MQ-2 讀取到的氣體濃度數值飆升超過安全閾值時，ESP32 會傳送觸發訊號給 ISD1820 模組，播放預先錄製好的語音警報詞，達到智慧聲光語音防護效果！

二、實驗材料準備清單

本篇實作 ESP32 異味與氣體語音警報專案所需的硬體元件如下：

ESP32 開發板
麵包板 (Breadboard)
MQ-2 煙霧/可燃氣體感測模組
ISD1820 語音錄放音模組（含 0.5W 8Ω 小揚聲器）
杜邦跳線若干
USB 傳輸線

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三、核心知識：MQ-2 感測器與 ISD1820 模組工作原理

1. ISD1820 錄放音模組

ISD1820 是一款集成了錄音與放音功能的單晶片模組，具備以下特點：

錄音時間：約 8 ~ 10 秒。
內建功放：具備內部音頻放大器，可直接驅動 0.5W 8Ω 揚聲器，無需額外擴大機。
按鍵與跳線說明：
- REC 鍵：按住即可錄音，鬆開停止。
- PLAYE 鍵：邊緣觸發模式，按一下即完整播放整段語音。
- PLAYL 鍵：點動模式，按住播放，鬆開停止。
- RPL 跳線：循環播放模式控制。
- FT 跳線：直通模式，使麥克風語音直接從揚聲器輸出。
接腳說明：
- VCC / GND：電源輸入 (3V ~ 5V)。
- P-E (PlayE)：高電位觸發播放完整語音（本專題與 ESP32 GPIO16 相連）。
- P-L (PlayL)：高電位點動播放。
- REC：高電位啟動錄音。

2. MQ-2 氣體感測器模組

MQ-2 屬於金屬氧化物半導體氣體感測器，能檢測家庭或工業環境中的多種氣體洩漏：

可檢測氣體：煙霧、液化石油氣 (LPG)、丁烷、丙烷、甲烷、酒精 (乙醇)、氫氣等。
輸出方式：支援類比信號 (AO) 輸出與數位閾值信號 (DO) 輸出。本實作採用類比訊號接至 ESP32 的 ADC 腳位（GPIO36）讀取精確濃度變化。
若需要了解mq系列更詳細的細節，可參考Arduino網站：https://playground.arduino.cc/Main/MQGasSensors/

四、實作實驗程式碼：氣體濃度監測與語音觸發

請將以下程式碼複製到 Arduino IDE 中並上傳至 ESP32 開發板：

1. 範例程式碼

int PlayE = 16;     // ISD1820錄放音模組PlayE控制腳 連接到ESP32的 GPIO16
int gas_sensor=36; //MQ-2感測器AO信號腳 連接到ESP32的 GPIO36 

void setup()    
{   
  Serial.begin(9600);
  pinMode(PlayE, OUTPUT);     //設置PlayE對應的腳GPIO16為輸出
  pinMode(gas_sensor,INPUT); //設置gas_sensor對應的腳GPIO36為輸入
}    
      
void loop()  
{    
  int val=analogRead(gas_sensor); //從MQ2感測器讀出類比數值 
  Serial.println(val); //MQ2偵測值結果顯示輸出
 
  if (val>1000){ //當val超過1000時就會驅動ISD1820錄放音模組播放出語音警報詞通知
      digitalWrite(PlayE, HIGH); //播放語音
      delay(300);
      digitalWrite(PlayE, LOW);  //低電位
   }else{
      digitalWrite(PlayE, LOW);  //保持低電位 
   }
   delay(200);
}

2. 燒錄與操作測試

先按住 ISD1820 模組上的 REC 鈕，對著麥克風錄製一段約 3~5 秒的警報語音（如：「注意！氣體洩漏警報！」）。
點擊 Arduino IDE 的 「上傳 (Upload)」 按鈕將程式碼上傳至 ESP32。
開啟 「序列埠監控視窗 (Serial Monitor)」（鮑率設為 9600）。
通電後，MQ-2 需要預熱約 20~30 秒。數值穩定後，可以用打火機（不點火釋放微量氣體）靠近 MQ-2 感測器測試。
當監控視窗讀數超過 1000 時，揚聲器將自動播放預錄好的語音警報詞！

五、初學者常見卡關問題與排錯指南（Troubleshooting）

1. 通電後 MQ-2 模組發熱，這正常的嗎？

這是正常現象： MQ-2 模組內部設有加熱絲（Heater）以進行電化學反應，因此運作時模組會有微溫感。但也因如此，建議將 MQ-2 連接至 ESP32 的 5V 供電，以獲得較精準穩定的讀數。

2. MQ-2 剛通電時，讀數非常高且居高不下？

預熱特性： 新通電的 MQ-2 感測模組需要約 30 秒至 1 分鐘的預熱穩定時間。請靜置片刻，待讀數降至基期值（通常在 200~500 之間）後再開始測試。

3. ESP32 傳送觸發訊號後，ISD1820 喇叭完全沒有聲音？

檢查錄音狀況： 請先手動按壓 ISD1820 模組上的 PLAYE 鍵，測試喇叭是否能正常放音。如果手動按下也沒有聲音，請確認錄音是否成功或喇叭線（SP1）是否有鬆脫。
觸發針腳接錯： 請確認 ESP32 的 GPIO 是否連接至 ISD1820 的 P-E 腳位（而非 P-L 或 REC）。