“Dust Sensor”的版本间的差异
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+ | <div class="tabbertab" title="说明"> | ||
+ | ==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。<br /> | ||
+ | *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:<br /> | ||
+ | {|class="imgtable" | ||
+ | |[[File:Dust Sensor- (1).png|900px]]<br/> | ||
+ | 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。<br /> | ||
+ | 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:<br /> | ||
+ | {|class="imgtable" | ||
+ | |[[File:Dust Sensor- (2).png|900px]]<br/> | ||
+ | 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。<br /> | ||
+ | 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。<br /> | ||
+ | 注:输出的电压经过了分压处理([https://{{SERVERNAME}}/w/upload/b/b8/Dust-Sensor-Schematic.pdf 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。<br /> | ||
+ | ==操作和现象== | ||
+ | ===传感器接口说明=== | ||
+ | {|border=1; style="width:400px;" align="center" | ||
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+ | |引脚号||标识||描述 | ||
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+ | ===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。<br /> | ||
+ | ====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: | ||
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+ | 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。 | ||
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+ | ====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: | ||
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+ | 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。 | ||
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+ | ====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。<br /> | ||
+ | 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: | ||
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+ | 3、传感器模块连接如下:<br /> | ||
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+ | |+传感器和XNUCLEO-F103RB引脚对应关系表 | ||
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+ | 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。<br /> | ||
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+ | ====Arduino UNO==== | ||
+ | 1、编译下载Demo程序。<br /> | ||
+ | 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:<br /> | ||
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+ | |波特率||9600 | ||
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+ | 3、传感器模块连接如下:<br /> | ||
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+ | |+传感器和UNO PLUS引脚对应关系表 | ||
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+ | 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。 | ||
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+ | ==附录:== | ||
+ | ===实验现象=== | ||
+ | 串口打印灰尘浓度数据:<br /> | ||
+ | {|class="imgtable" | ||
+ | |[[File:Dust Sensor- (3).jpg|900px]] | ||
+ | |} | ||
+ | 空气污染指数分级标准如下表所示:<br /> | ||
+ | {|border=1; style="width:400px;" align="center" | ||
+ | |+ 空气污染指数分级标准表 | ||
+ | |-style="background:#0fe; color:black;" align="center" | ||
+ | |PM2.5<br />浓度均值(μg/m3)||空气质量<br />AQI||空气质量级别||空气质量指数类别 | ||
+ | |-align="center" | ||
+ | |0-35||0-50||一级||优 | ||
+ | |-align="center" | ||
+ | |35-75||51-100||二级||良 | ||
+ | |-align="center" | ||
+ | |75-115||101-150||三级||轻度污染 | ||
+ | |-align="center" | ||
+ | |115-150||151-200||四级||中度污染 | ||
+ | |-align="center" | ||
+ | |150-250||201-300||五级||重度污染 | ||
+ | |-align="center" | ||
+ | |250-500||≥300||六级||严重污染 | ||
+ | |} | ||
+ | </div> | ||
+ | <div class="tabbertab" title="资料"> | ||
+ | |||
===文档=== | ===文档=== | ||
− | *[ | + | *[https://{{SERVERNAME}}/w/upload/e/e2/Dust-Sensor-User-Manual.pdf 用户手册] <br> |
− | *[ | + | *[https://{{SERVERNAME}}/w/upload/b/b8/Dust-Sensor-Schematic.pdf 原理图]<br> |
*[[:File:Dust-Sensor-size.jpg|尺寸图]] | *[[:File:Dust-Sensor-size.jpg|尺寸图]] | ||
===视频=== | ===视频=== | ||
*[[Dust-Sensor-Video|演示视频]][[File:video-logo.png|23px|link=Dust-Sensor-Video]] | *[[Dust-Sensor-Video|演示视频]][[File:video-logo.png|23px|link=Dust-Sensor-Video]] | ||
===程序=== | ===程序=== | ||
− | *[ | + | *[https://{{SERVERNAME}}/w/upload/2/2a/Dust-Sensor-code.7z 示例程序]<br> |
===软件=== | ===软件=== | ||
− | *[ | + | *[https://{{SERVERNAME}}/w/upload/5/5f/Sscom.7z 串口调试助手]<br/> |
− | *[ | + | *[https://{{SERVERNAME}}/w/upload/0/0d/Arduino.7z Arduino]<br/> |
===数据手册=== | ===数据手册=== | ||
− | *[ | + | *[https://{{SERVERNAME}}/w/upload/d/dd/GP2Y1010AU0F.pdf GP2Y1010AU0F] ---(旧版灰尘传感器) |
− | *[ | + | *[https://{{SERVERNAME}}/w/upload/1/18/GP2Y1014AU0F.pdf 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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− | + | 转到:[[#软件]],[[#程序]],[[#文档]] | |
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2021年6月18日 (五) 17:59的最新版本
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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:
![]() 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:
![]() 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
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:
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:
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:
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:
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:
![]() |
空气污染指数分级标准如下表所示:
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 | 优 |
35-75 | 51-100 | 二级 | 良 |
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 |