Dust Sensor

Dust Sensor
Dust Sensor
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基本信息
分类: 气体传感器模块
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品牌: Waveshare
功能简介
特性 烟雾、灰尘颗粒等浓度检测
' 无特性,不解释
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' 无特性,不解释
' 无特性,不解释
接口 AD
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目录

特性和原理

本模块是以夏普GP2Y1010AU0F为核心的灰尘传感器。传感器内部的红外二极管,可以输出一个跟灰尘浓度成线性关系的电压值。通过该电压值即可计算出空气中的灰尘和烟尘含量。

  • 测量对象: 直径大于0.8μm灰尘颗粒
  • 有效量程: 500μg/m3
  • 输出类型: 电压模拟量
  • 工作电压: 2.5V~5.5V
  • 产品尺寸: 63.2mm×41.3mm
  • 固定孔尺寸: 2.0mm
  • 通气孔尺寸: 9.0mm

传感器输出特性

传感器输出电压与灰尘浓度关系在0到0.5mg/m3范围内成线性关系,如下图所示:

Dust Sensor- (1).png

图 1: 传感器输出特性曲线

传感器控制原理

通过设置模块ILED引脚为高电平,从而打开传感器内部红外二极管。
等待0.28ms,外部控制器采样模块AOUT引脚的电压值。这是因为传感器内部红外二极管在开启之后0.28ms,输出波形才达到稳定。如下图所示:

Dust Sensor- (2).png

图 2: ILED与红外二极管输出波形关系

采样持续0.04ms之后,再设置ILED引脚为低电平,从而关闭内部红外二极管。
根据电压与浓度关系即可计算出当前空气中的灰尘浓度,具体实现细节请参考Demo程序。
注:输出的电压经过了分压处理(查看原理图),要将测得的电源放大11倍才是实际传感器输出的电压。

主要用途

检测空气中灰尘浓度,用于空气净化器、空气质量监测仪、PM2.5检测仪等。

操作和现象

传感器接口说明

传感器接口说明表
引脚号 标识 描述
1 VCC 电源正(2.5V-5.5V)
2 GND 电源地
3 AOUT 电压模拟量输出
4 ILED 传感器内部LED驱动

连接开发板使用

下面章节以四款不同类型的开发板为例,描述具体操作步骤及实验现象。

Open103R(主控芯片STM32F103R)

1、编译下载Demo程序。 2、通过串口模块,把开发板USART2接口连接至电脑,串口调试助手设置如下:

波特率 115200
数据位 8
停止位 1
校验位 None
流控制 None

3、传感器模块连接如下:

传感器和Open103R引脚对应关系表
模块 开发板
VCC 3.3V或5V
GND GND
AOUT GPIOA.6
ILED GPIOA.7

4、开发板上电,可看到串口助手不断显示当前灰尘浓度值,当有大量灰尘颗粒进入通气孔时,数据发生明显变化,实验现象见附录。

Open407Z-C(主控芯片STM32F407Z)

1、编译下载Demo程序。 2、通过串口模块,把开发板USART2接口连接至电脑,串口调试助手设置如下:

波特率 115200
数据位 8
停止位 1
校验位 None
流控制 None

3、传感器模块连接如下:

传感器和Open407Z-C引脚对应关系表
模块 开发板
VCC 3.3V或5V
GND GND
AOUT GPIOA.6
ILED GPIOA.7

4、开发板上电,可看到串口助手不断显示当前灰尘浓度值,当有大量灰尘颗粒进入通气孔时,数据发生明显变化,实验现象见附录。

NUCLEO-F103RB(主控芯片STM32F103R)

本开发板Demo程序分为Mbed及ST Library两个版本。操作步骤及实验现象相同。
1、编译下载Demo程序。 2、将开发板通过USB接口连接至电脑,串口调试助手设置如下:

波特率 115200
数据位 8
停止位 1
校验位 None
流控制 None

3、传感器模块连接如下:

传感器和XNUCLEO-F103RB引脚对应关系表
模块 开发板
VCC 3.3V或5V
GND GND
AOUT A0
ILED D7

4、开发板上电,可看到串口助手不断显示当前灰尘浓度值,当有大量灰尘颗粒进入通气孔时,数据发生明显变化,实验现象见附录。

Arduino UNO

1、编译下载Demo程序。
2、将开发板通过USB接口连接至电脑,串口调试助手设置如下:

波特率 9600
数据位 8
停止位 1
校验位 None
流控制 None

3、传感器模块连接如下:

传感器和UNO PLUS引脚对应关系表
模块 开发板
VCC 3.3V或5V
GND GND
AOUT A0
ILED D7

4、开发板上电,可看到串口助手不断显示当前灰尘浓度值,当有大量灰尘颗粒进入通气孔时,数据发生明显变化,实验现象见附录。

附录:

实验现象

串口打印灰尘浓度数据:

Dust Sensor- (3).jpg

空气污染指数分级标准如下表所示:

空气污染指数分级标准表
PM2.5
浓度均值(μg/m3)
空气质量
AQI
空气质量级别 空气质量指数类别
0-35 0-50 一级
35-75 51-100 二级
75-115 101-150 三级 轻度污染
115-150 151-200 四级 中度污染
150-250 201-300 五级 重度污染
250-500 ≥300 六级 严重污染

文档

视频

程序

软件

数据手册

  • GP2Y1010AU0F ---(旧版灰尘传感器)
  • GP2Y1014AU0F ---(2016年8月份后购买的都是新版本的传感器,兼容旧版的灰尘传感器)

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