DFRobot气体传感器选型指南

一篇读懂DFRobot气体传感器

DFRobot气体传感器分为Gravity和Fermion两大系列。Gravity系列主打易用和广度，采用统一的3-Pin/4-Pin防反插接口，适用于创客教育、快速原型开发和通用IoT项目。Fermion系列则以MEMS技术为核心，追求微型化和低功耗，适用于空间受限或嵌入式量产项目。电化学传感器系列提供出厂校准模块，精度和选择性更高，且ESPHome提供了原生传感器平台，使得ESP32/ESP8266成为接入Home Assistant的首选主控。

看见那些杀死人的气体。

CO₂ 浓度过高时，人悄悄失去意识。

制冷剂泄漏时，爆炸在毫无预警中发生。

一氧化碳在家中积累时，人在睡眠中死去。

所有这些气体，人眼看不见，人鼻闻不到，

但一束波长精确匹配的红外光，

能在毫秒内感知它们的存在。

以 Gravity 和 Fermion 两大系列为骨架，其中 Gravity 系列覆盖了半导体（MQ）和电化学（SEN046x）等经典原理，主打易用和广度；而 Fermion 系列则以 MEMS 技术为核心，追求微型化和低功耗，代表了其产品线的一个现代演进方向。

DFRobot气体传感器产品系列图

🧭 按产品系列划分

1. Gravity 系列 —— 经典标准生态（主打“易用与规范”）

定位：DFRobot 标志性的旗舰级标准接口生态。

特点：采用统一的 3-Pin / 4-Pin 防反插接口（电源、地、信号/总线），将复杂的传感器芯片封装并带有标准的转接板。

适用场景：创客教育、快速原型开发、实验室测试以及通用 IoT 项目。它让用户无需纠结复杂的接线和电平转换，真正做到“即插即用”。（前面提到的传统 MQ 系列气体传感器、大多数水质/环境传感器基本都标配 Gravity 版本）。

1.1模拟式 (MQ 系列)：基于传统的半导体原理，价格亲民。覆盖了常见的可燃气体和烟雾检测，如烟雾(MQ2)、酒精(MQ3)、甲烷(MQ4)、煤气(MQ5)、LPG(MQ6)、一氧化碳(MQ7)、氢气(MQ8)等。

均为模拟输出，适配具备 ADC 的主控板。工作电压通常为 5V，但传感器本身可在 3.3V 下工作，因此对 3.3V 逻辑的主控板也友好。

气体/目标	型号（典型）	适配主控板	一句话适配说明	适用场景
烟雾 / 可燃气体	MQ2 (SEN0127)	Arduino Uno / Nano / Mega, ESP32, 树莓派, Intel Edison/Joule/Curie	Gravity 即插即用接口，模拟引脚直读；3.3V 下可兼容树莓派等 3.3V 平台	课堂和创客的烟雾报警器原型、气体检测原理的教学演示、厨房或燃气灶旁的泄漏提示（DIY）、设备周边的"异常烟气趋势"监测、智能家居联动、巡检机器人、小车上的粗略气体感知
酒精 / 乙醇	MQ3 (SEN0128)	Arduino 系列, ESP32, 树莓派	模拟输出，任意带 ADC 的主流主控均可读取	呼气酒精检测原型、酒精/乙醇泄漏趋势报警、创客与STEM教育项目、嵌入式安全监测演示、汽油挥发气辅助感知
甲烷 / 天然气	MQ4 (SEN0129)	Arduino 系列, ESP32, 树莓派	同上；若用 ESP32 接 HA，需在 ESPHome 中配置 ADC 组件	室内空气检测、实时空气检测站、智能家居系统、DIY甲醛检测仪等
煤气 / LPG	MQ5 (SEN0130)	Arduino, ESP32, 树莓派	3 针 Gravity 接口（VCC/GND/OUT），适配逻辑与 MQ-2 一致	检测液化石油气、天然气和煤气。可避免酒精、烹饪油烟和香烟烟雾等
LPG / 丙烷液化石油气	MQ6 (SEN0131)	Arduino 系列, ESP32, 树莓派	模拟读取，注意主控 ADC 分辨率（ESP32 为 12-bit，Arduino Uno 为 10-bit）	消费与工业级燃气泄漏报警、便携式燃气检漏仪、通风联动控制、创客与教育项目
一氧化碳	MQ7 (SEN0132)	Arduino 系列, ESP32, 树莓派	需循环高低压加热，主控需能稳定输出 PWM 或 GPIO 控制加热周期	课堂和创客的 CO 检测入门、气体传感器原理演示、车库、工作间、燃气热水器旁的 CO 趋势提示（DIY）、原型验证：先看某个环境里 CO 有没有变化、机器人、无人机上的粗略气体感知
氢气	MQ8 (SEN0133)	Arduino 系列, ESP32, 树莓派	模拟输出，适配逻辑同 MQ 系列通用	氢气泄漏报警与安全预警、电池室/实验室氢气监测、通风联动控制、创客与教育项目
CO / 可燃气体	MQ9 (SEN0134)	Arduino 系列, ESP32, 树莓派	广谱交叉敏感，适合趋势监测，不挑主控	气体泄漏探测、工业气体探测、可移动的气体探测设备
模拟 LPG 气体传感器	HCHO 甲醛传感器 (SEN0231)	Arduino 系列, ESP32, 树莓派	同上；若用 ESP32 + ESPHome，通过 `adc` 平台读取即可	室内空气检测、实时空气检测站、智能家居系统、DIY甲醛检测仪等

1.2电化学式 (SEN046x 系列)：提供出厂校准的电化学传感器模块，精度和选择性更高，适合工业或较严肃的项目。检测对象包括 O₂, CO, H₂S, Cl₂, NH₃, SO₂, NO₂, O₃, H₂, HCl, HF, PH₃ 等十几种气体

这是三个系列中主控板适配最明确、生态最成熟的一组。官方明确兼容 Arduino、ESP32、树莓派，工作电压 3.3–5.5V，支持 模拟、I²C、UART 三种输出。更关键的是，ESPHome 提供了原生传感器平台（dfrobot_sen0465_i2c 和 dfrobot_sen0465_uart），使得 ESP32/ESP8266 成为接入 HA 的首选主控。

气体	SKU	适用场景	适配主控板	一句话适配说明
O₂ 氧气	SEN0465	可广泛应用于工业、矿井、仓储等空气不易流通的空间，以及环保领域中的氧气浓度检测。	ESP32 / ESP8266（ESPHome 原生）, Arduino, 树莓派	I²C/UART 数字输出，ESPHome 直接调用组件，无需手写驱动
CO一氧化碳	SEN0466	可广泛应用于石油石化、冶金、矿山等工业场所及环保领域一氧化碳的检测。	ESP32（ESPHome 原生）, Arduino, 树莓派	同上；I²C 地址可改（32 个），同一总线可挂多颗
H₂S硫化氢	SEN0467	可广泛应用于工业、矿下及环保领域硫化氢的检测。	ESP32（ESPHome 原生）, Arduino, 树莓派	数字接口抗干扰强，适合工业场景
Cl₂氯气	SEN0468	可广泛应用于化工、医药生产及环保领域氯气的检测。	ESP32（ESPHome 原生）, Arduino, 树莓派	3.3–5.5V 宽压，对主控逻辑电平不敏感
NH₃氨气	SEN0469	可广泛应用于工业及环保领域氨气的检测。如：施肥后氨气	ESP32（ESPHome 原生）, Arduino, 树莓派	养殖/制冷场景常用 ESP32 + Wi-Fi 回传
SO₂二氧化硫	SEN0470	可广泛应用于工业及环保领域二氧化硫的检测。	ESP32（ESPHome 原生）, Arduino, 树莓派	UART 或 I²C 均可，UART 适合长距离板间通信
NO₂二氧化氮	SEN0471	可广泛应用于工业、矿下及环保领域二氧化氮的检测。	ESP32（ESPHome 原生）, Arduino, 树莓派	同上
O₃臭氧	SEN0472	可广泛应用于工业及环保领域进行臭氧的检测。	ESP32（ESPHome 原生）, Arduino, 树莓派	臭氧强氧化性，主控板本身无特殊要求
H₂氢气	SEN0473	可广泛应用于工业及环保领域氢气的检测。	ESP32（ESPHome 原生）, Arduino, 树莓派	氢气场景常配合安全报警逻辑，ESP32 可本地决策
HCl氯化氢	SEN0474	可广泛应用于合工业、矿下及环保领域氯化氢的检测。	ESP32（ESPHome 原生）, Arduino, 树莓派	高危气体，建议数字输出（I²C/UART）而非模拟
HF氟化氢	SEN0475	可广泛应用于工业及环保领域氟化氢的检测。	ESP32（ESPHome 原生）, Arduino, 树莓派	同上；半导体/化工场景优选数字接口
PH₃磷化氢	SEN0476	可广泛应用于工业、矿下及环保领域磷化氢的检测。	ESP32（ESPHome 原生）, Arduino, 树莓派	粮仓熏蒸场景常用 ESP32 做远程监测

电化学系列主控板适配的关键优势：ESPHome 原生组件意味着你不需要在 ESP32 上从头编写 I²C/UART 读取逻辑，只需在 YAML 中声明平台和地址，浓度实体就会直接出现在 Home Assistant 中。这是三个系列中唯一具备“主控板 + 固件框架”一体化支持的一组，适配确定性最高。

1.3 CO₂ 二氧化碳传感器

型号 / 产品	应用领域	检测范围	精度	工作电压	接口	点击购买
SEN0220 宽量程红外 CO₂ 传感器	高浓度 CO₂ 监测、农业与畜牧环境监测、过程监测	0～50000 ppm	±（50 ppm＋读数的 5%）	DC 4.5～5.5 V	UART	点击购买
SEN0536 SCD41 光声红外 CO₂ 传感器	室内空气质量监测、温室环境控制、智能通风	400～5000 ppm	±（40 ppm＋读数的 5%）	DC 3.3～5 V	I²C	点击购买
SEN0159 MG-811 电化学 CO₂ 传感器	发酵环境监测、蘑菇种植、CO₂ 阈值报警与通风控制实验	0～10000 ppm	官方选型表标注 ±100 ppm @ 400 ppm；不代表全量程精度，见下方说明	DC 5 V	Gravity 模拟输出＋数字阈值报警输出	点击购买
SEN0219 红外 CO₂ 传感器	家庭、办公室和教室空气质量监测，智能新风与暖通控制	400～5000 ppm	±（50 ppm＋读数的 5%）	DC 5.0±0.1 V	PWM	点击购买
SEN0678 STCC4 热导式 CO₂ 传感器	多节点室内空气监测、智能家居、楼宇与教室监测、STEM 教育	400～5000 ppm	±（100 ppm＋读数的 10%）	DC 3.3～5 V	Gravity I²C	点击购买

2. Fermion 系列 —— 微型/贴片集成生态（主打“小体积与高集成”）

定位：面向空间受限、高集成度或嵌入式量产项目的微型（Breakout）模块系列。

特点：尺寸极小，通常去掉了大尺寸的防反插端子，采用标准的邮票孔或排针引脚，更贴近底层芯片模组的形态。

适用场景：可穿戴设备、小型智能硬件、空间紧凑的边缘节点，或者是对体积和成本有严苛要求的项目（例如前面提到的微型 MEMS 综合气体/气味传感器很多就采用 Fermion 形态）。

MEMS 气体传感器家族：目前有11种类型，覆盖 HCHO（甲醛）、CO、CH₄、VOC、NH₃、H₂S、EtOH（乙醇）、Smoke（烟雾）、Odor（气味）、H₂、NO₂。它们可以根据需求组合使用，是构建微型电子鼻或物联网节点的理想选择。

气体/目标	SKU	适用场景	适配主控板	一句话适配说明
甲醛 (HCHO)	SEN0563	可以定性的测量甲醛气体浓度，适用于空气净化器、空调新风、智能穿戴、便携检测仪等应用场景。	UNIHIKER / UNIHIKER K10, Arduino, ESP32, 树莓派	模拟输出，任意带 ADC 的主控可读；官方项目多基于 UNIHIKER
CO 一氧化碳	SEN0564	可以定性的测量一氧化碳气体浓度，适用于一氧化碳气体泄漏报警器、便携式一氧化碳气体检测器等应用场景。	UNIHIKER 系列, Arduino, ESP32, 树莓派	同上
CH₄ 甲烷	SEN0565	可以定性的测量甲烷气体浓度，适用于可燃气体泄漏监测装置、气体检漏仪、防火/安全探测系统等应用场景。	UNIHIKER 系列, Arduino, ESP32, 树莓派	3 引脚（VCC/GND/OUT），3.3–5V 供电
VOCs 乙醇、甲醛、甲苯等	SEN0566	可以定性的测量VOC气体浓度，适用于室内空气质量检测、新风系统、空气净化器等应用场景。	UNIHIKER / UNIHIKER K10, Arduino, ESP32, 树莓派	官方有 UNIHIKER + VOC 的完整项目示例
NH₃ 氨气	SEN0567	可以定性的测量氨气浓度，适用于冷库氨气泄漏、养殖业通风控制、厕所气味监测等应用场景。	UNIHIKER 系列, Arduino, ESP32, 树莓派	模拟读取，适配逻辑统一
H₂S 硫化氢	SEN0568	可以定性的测量硫化氢气体浓度，适用于厕所、下水道、垃圾站等场所硫化氢检测等应用场景。	UNIHIKER K10（ESP32-S3）, Arduino, 树莓派	"官方电子鼻项目中使用 H₂S Fermion + UNIHIKER K10"
EtOH 乙醇	SEN0569	可以定性的测量乙醇浓度，适用于乙醇气体泄漏、便携乙醇检测器等应用场景。	UNIHIKER 系列, Arduino, ESP32, 树莓派	同上
烟雾	SEN0570	可以定性的测量烟雾浓度，适用于烟雾报警器等应用场景。	UNIHIKER / UNIHIKER K10, Arduino, ESP32, 树莓派	官方有 UNIHIKER + MEMS 烟雾的专项项目
Odor 臭味	SEN0571	可以定性的测量臭味气体浓度，适用于口气检测器、异味检测等应用场景。	UNIHIKER K10, Arduino, ESP32, 树莓派	电子鼻场景常与多颗 Fermion 组合，主控需多路 ADC
H₂ 氢气	SEN0572	可以定性的测量氢气气体浓度，适用于氢器泄漏报警器等应用场景。	UNIHIKER 系列, Arduino, ESP32, 树莓派	3.3–5V 兼容，适配 Arduino/ESP32 无压力
NO₂ 二氧化氮	SEN0574	可以定性的测量二氧化氮气体浓度，适用于二氧化氮检测器、汽车尾气检测等应用场景。	UNIHIKER 系列, Arduino, ESP32, 树莓派	同上

Fermion 系列主控板适配的注意点：Fermion 是裸板 Breakout 形态，没有 Gravity 的即插即用外壳接口，连接到非 DFRobot 主控板时需要杜邦线或焊接排针。官方项目虽然以 UNIHIKER 为主，但电气上就是模拟电压读取，Arduino/ESP32/树莓派均可胜任；区别在于 UNIHIKER 有现成的 Python/Arduino 示例和屏幕交互，生态整合度更高。

🔬 按传感原理划分

从你之前关心的技术原理角度看，DFRobot 的产品也覆盖了主流技术：

半导体式：主要体现在 Gravity 系列的 MQ 模拟传感器中，成本低，适合定性或半定量检测。
电化学式：以 Gravity 系列的 SEN046x 系列为代表，具有更好的选择性和精度，适合定量检测特定有毒有害气体。
MEMS 技术平台：Fermion 系列是 MEMS 技术的集中体现。它本身是制造平台，但其产品（如 MEMS 烟雾传感器）基于半导体等原理，实现了微型化和低功耗。
光学式 (NDIR/光声等)：DFRobot 的选型指南中专门讨论了NDIR（非色散红外）和光声光谱（PAS）等原理在 CO₂ 传感器中的应用，表明其产品线也覆盖了这类高精度光学方案。

🎯 按检测对象划分

这是最实用的选型视角，DFRobot 的传感器几乎覆盖了从环境到工业的常见气体目标：

空气质量与环境：CO₂、VOC、HCHO（甲醛）、Odor（气味）、O₃（臭氧）、NO₂、SO₂。
可燃与有毒气体：可燃气体（甲烷、液化气等 MQ 系列）、CO、H₂S、NH₃、Cl₂、H₂、HCl、HF、PH₃。
特定应用气体：酒精/乙醇（EtOH）、烟雾（Smoke）等。

🎯 按使用场景分类

当欧盟 F-Gas 法规要求所有新型空调必须配备制冷剂泄漏检测传感器，

当车规标准要求车内 CO₂ 浓度超标必须触发警报，

当半导体洁净室需要颗粒物和气体实时监测，

暖通空调（HVAC）行业的智能化需求：全球空调市场进入节能和智能化改造阶段，CO₂ 传感器用于精确控制新风量（按需通风）成为高端商业楼宇的标配
新能源汽车的传感器需求萌芽：2015 年前后，国内新能源汽车政策密集出台，车内空气质量、电池热管理、制冷系统的传感需求开始出现——但当时汽车级传感器的认证周期长（3-5 年），国内企业几乎没有积累
医疗气体传感器的专业化需求：呼吸机、麻醉机、血氧仪……医疗设备对气体传感器的精度和可靠性要求比工业级更高，是 NDIR 传感器的天然高溢价应用场景
超声波气体计量的战略进入：超声波流量计原理的燃气表，精度高于传统膜式燃气表，是"智慧计量"的核心硬件。
高温固体电解质传感器的技术突破：汽车发动机排气中的氧含量检测（λ 传感器），需要在 800℃ 以上高温环境下稳定工作的陶瓷厚膜传感器——这个技术方向的研发投入，在 2023 年后产生了爆炸性的收入回报
医疗气体传感器的市场培育：麻醉气体、呼吸气体、血氧监测的传感器研发，建立了进入高门槛医疗市场的技术基础
全球室内空气质量意识的觉醒：新冠病毒通过空气传播的科学共识，使"室内 CO₂ 浓度=通风质量=病毒传播风险"的感知逻辑瞬间大众化。学校、餐厅、办公室、地铁……所有密闭空间的管理者都开始询问：如何知道我的空气质量够不够好？答案是：CO₂ 传感器
家用空气净化器的爆发性需求：新冠期间，消费者对室内空气质量的焦虑催生了空气净化器、新风机、带 IAQ 传感器的家用设备的爆发性需求
医疗呼吸设备的急迫需求：呼吸机、CPAP、麻醉机……新冠 ICU 设备短缺在全球爆发，医疗气体传感器需求出现历史性脉冲

制冷剂泄漏，车舱安全，洁净室监控。

这束气体传感器的光，

不会熄灭。

备提示：本文仅个人学习记录，非官方提供。

本人目前还是一名入门小白，正在《从零开始学硬件》 更新系列文章。

如果你和我处在同一学习阶段，可参考我的学习路径：

从零开始学硬件（第一篇）：总览——硬件的“人体解剖学”
从零开始学硬件（第二篇）：主板——大脑与神经中枢与思考的艺术
从零开始学硬件（第三篇）：传感器——硬件的五官与感知