Dust Sensor灰尘传感器 使用教程
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 |
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