使用夏普GP2Y1010AU0F灰尘传感器检测空气质量.docx
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使用夏普GP2Y1010AU0F灰尘传感器检测空气质量
使用夏普GP2Y1010AU0F灰尘传感器检测空气质量
夏普灰尘传感器价格较便宜，能检测岀室内空气中的灰尘和烟尘含量
检测原理
其原理如下图，传感器中心有个洞可以让空气自由流过，定向发射LED光，通过检测经过空气中灰尘折射
过后的光线来判断灰尘的含量。
airpurifierfunctiotk
Chart-A
LED…qpt：
匚江
先口「dr©a
Chart-BWithoutdustand/orsmoke
Cha.rt-C
Withtdustand/orsmoke
I-■
电路图
Fig.1InputConditionforLEDInputTerminal
Pulse-drivenwaveform
T-10ms
（需要增加数模转
因为数据是通过pin5的电压模拟信号输岀的，而树莓派的引脚不支持模拟信号直接读取
换芯片），所以先用Arduino来实验。
Arduino代码
V-LEDLED-GNDED5工VOVCC
GND之间再串联一个
根据电路图，把Arduino和传感器连接起来：
1.Sharppin1（V-LED）=>5V串联1个150欧姆的电阻（最好在电阻一侧和
220uf的电容）
2.Sharppin2（LED-GND）=>GND
3.Sharppin3（LED）=>ArduinoPIN2（开关LED
4.Sharppin4（S-GND）=>GND
5.Sharppin5（Vo）=>ArduinoA0pin（空气质量数据通过电压模拟信号输出）
6.Sharppin6（Vcc）=>5V
1./*
2.InterfacetoSharpGP2Y1010AU0FParticleSensor
3.ProgrambyChristopherNafis
4.WrittenApril2012
5.
5.http:
//pic.1
6.http:
//pic.1
8.
9.
Sharppin1（V-LED）
=>5V（connectedto150ohmresister）
10.
Sharppin2（LED-GND）=>ArduinoGNDpin
11.
Sharppin3（LED）
=>Arduinopin2
12.
Sharppin4（S-GND）
=>ArduinoGNDpin
13.
Sharppin5（Vo）
=>ArduinoA0pin
14.
Sharppin6（Vcc）
=>5V
15.
*/
16.
#include
17.
#include
18.
19.
intdustPin=0;
20.
intledPower=2;
21.
intdelayTime=280;
22.
intdelayTime2=40;
23.
floatoffTime=9680;
24.
25.
intdustVal=0;
26.
inti=0;
27.
floatppm=0;
28.
chars[32];
29.
floatvoltage=0;
30.
floatdustdensity=0;
31.
floatppmpercf=0;
32.
33.
voidsetup（）{
34.
Serial.begin（9600）;
35.
pinMode（ledPower,OUTPUT
36.
37.
//givetheethernetmoduletimetobootup:
38.
delay（1000）;
39.
40.
i=0;
41.
ppm=0;
42.
}
43.
44.
voidloop（）{
45.
i=i+1;
46.
digitalWrite（ledPower,LOVX〃powerontheLED
47.
delayMicroseconds
（delayTime）;
48.
dustVal=analogRead（dustPin）;//readthedustvalue
49.
ppm=ppn+dustVal;
50.
delayMicroseconds
（delayTime2）;
51.
digitalWrite（ledPower,HIGH）;//turntheLEDoff
63.
StringdataString=""
64.
dataString
+=dtostrf
（voltage,9,4,s）;
65.
dataString
+=",";
66.
dataString
+=dtostrf
（dustdensity,5,2,s）
67.
dataString
+=",";
68.
dataString
+=dtostrf
（ppmpercf,8,0,s）;
69.
i=0;
70.
ppm=0;
Serial.println（dataString）;
71.
73.
把传感器和
Ardiuno连接好后，可以连续打印出传感器的输出电压值。
输出电压大小和灰尘含量的曲线入
下图:
OutputVoltagevs.DustDensity
f—
/
/
f
/
/
/
£
or
2
O-
o
3210?
^B19IQ二Rlflo
通过电压的波形还可以判断是烟还是尘呢
灰尘传感器GP2Y1010AU检出方法说明资料
页数
1・椽要2/5
2・关于规格书的特性2/5
3・关于驱动条件2/5
4.关于检出方法——2/5
4・1关于检出方法2/5
4・2关于尘埃、香烟、油烟的烟的判别方法2/5
4・3关于无尘时输出电压的更新4/5
5・特性数据
5J粉尘浓度特性数据4/5
PawIof5
1.概要
［灰尘传感器GP2Y1010AU检出方法说明资料］的使用，是为了方便软件编程，并对检出方法进行了总结，便F客户在设计上的活用。
对于检出原理、构造.构成图、诸特性、使用上的注意第项等,可参照（DUSTSENSORGP2Y1010AUAPPLICATIONNOTE］。
本资料作为参对，便用时在实装状态下，仅供呦认上的便用。
2.关于规格韦上的待性
（1）关于无尘时输出电压（Vcc（V））
在没有灰尘.烟的状态下的输出电压，有规定厳大值。
（2）关于输出电压范圈（VoH）
是输出电压的最大电丿心仃规定最小值.
（3）关于检出感度（K）
粉尘浓B0.lmg/m3变化时的输出电压的变化,冇规定最小；V值•杓」」MILDSEVEN辆理烟做的咻。
3.关于驱动条件
根据LED驱动周期（脉冲周期：
T（ms））,LED岖动时间（脉冲：
宽度Pw（ms））输出电压会变动，规格书特性的规格值是脉泽翩WT:
10ms,脉冲宽度Pw:
0.32ms,取样时（nJ:
0.28ms,相据此条件变动，规格书上规定（无仝时输出电压.楡出惑
也随之变动。
在微机編程上，不能以此条件设定的情况下，请在规格书的推荐范国内操
电压输出电斥的特性.请蟄照［DUSTSENSORGP2Y10I0AUAPPL1CATIONNOTE］。
4.关于检出方法
4-1.关于检出方法
GP2Y10I0AU插上电源后1抄内会稳定、正當地运作，可以进行检出。
对GP2Y1010AU输出电压的绝对值，并不是判定检出的有无，我们推荐的使用方H：
无尘时，从输出电爪的变化H來做判定。
另外，更甚者可以根据输出电平时间上的变化来对检出对象物的种别进行判别。
关干一般被采用的灰尘和烟的判别方法，作如下说明。
4-2.灰尘和烟的判别方法
从输出电平的大小的变化及输出电平时间的变化来看，可以知道檢出对象物是什现在,对灰尘和烟检出时输出的区别.作如卜说明。
一般，香烟的烟是细微粒子，密度高，会扩敵式的大范尉漂移。
与此相比，灰尘址-个-个大颗粒，密度低，断断续续式的进入灰尘传感器的检出领域。
m下怜烟是连续的衣现出较高的输出|,灰尘是间隔的表现出较高的输出电压。
因此,根据传感器的输出电压值（发光素子和已同期的脉冲输出电压值）在时间上的推移向徼机软件的读取,是否无尘/是否有烟/是否有灰尘,不管是哪种状态，及空气污染的程度是多少，都口〔以进行检出。
另外，以前的旧机种GP2U05/06根据峰值保持电路，时定数较大，由于起落的应答时间较长，对「•单个的灰尘，也有难以检出的悄况发生。
［关于烟的检出.判定值］
相当于香烟的烟那样的检出物，按如下表示。
可以检出的范围（输出电压可变范rni（V））=输出电压范围:
voii（v）-无尘时输出电圧：
Voc（V）o
将此换算成粉尘浓度：
俭岀粉尘浓度范围（m&m3）=检出町能范围（输出电压可变范围（V））-检出感度：
K（V/（0」
烟检出的情况下，其判定值如下：
判定值=检岀浓度-10XK（V/（0Jmg/m"）+无尘时输出电圧（V）
【例］
•检出浓度：
0.2（mg/m5）來判定时
•K:
TYP0.5（V/（0.1mg/m'）
•无尘时输出电压：
0.9（V）的情况卜.
判定值=（0.2X10）X0.5+0.9
=1.9V
［灰尘的检出］
灰尘的检岀是在规定时间内,在某一输出电压变化的标准以上,判定在篥•时间的输出被记入什么，从而检出灰尘的有无。
4-3.关于无尘时输出电压的更新
无尘时输出电压是灰尘、烟的检出有无的判定级別的基准，正确的说是检出秸度的提高。
①无尘肘输出电压圧根据发光••极悴发光输出的低下.在兪了内部灰尘的附周国温度等来进行变化的。
发光输出低下，无尘时输出电压下降；器件的盒n内部灰尘的附养能使无尘输出电斥有上升的傾向。
堪本上,随看时间的推移，如果输出电压没有变化，并不会观作无检出物,以那个标准作为无尘输出电压来更新。
［例H
•空气淸新机的电源插入后，会强制性片、空气淸新机能，如果无尘时输出电压变低的话，龙尘0懈出电压会更新。
［例2］
•空气清新机能在运转中,「输出4迟标准的变化若在规定时间（如5・10分钟之间）没右变化，无尘输出电压会更新。
•空气淸新机没有运转时，长时间（如1小时以上），若输出电压的标准没有变
•以输出电展变得血低时的标准作为尢尘输出电压來览新.
艾光二极管•一般.发光二极管在O0I通电谄况尺输出会降低。
灰尘传感器发光二极管的输出降低，无尘输出电压及检出感度也会随之降低。
此无尘输出电压及感度的补正方法,介绍如卜•：
在本传感器编入用户的机器后,用户产品在出厂时无尘输出电压被记忆在E'PROM中。
此后，在市场的某一时间，标准在固定的情况卜•及比记忆的标准低下时就会进行更新,根据无尘输出电压低下的程度补正检出电压•例如,对微机补正灰尘及烟是否有无的判定标准。
另外，无尘输出电压变高时是由丁•其它因索（如盒f内部有厌尘附着零），请不要进行检出感度提爲的补正。
5.诸特性数据
本数据址参考数据，并不是保证特性的证明。
输出迫压
5-1.粉尘浓度待性数据
测定方法：
以GP2Y1010AU规恪书的3・3项电气的、比学的特性为堆准。
请参考下图。
GP2Y1010AU尘浓度待性例
输出电压
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