智能家居入门DIY——GP2Y10之颗粒物传感器

Posted 2020-11-20 zcsor

        这个传感器接线算比较简单的，程序也不麻烦。不过这东西是颗粒物传感器吧，不是神马PM2.5（总悬浮颗粒物），不是神马PM10（可吸入颗粒物）。插个螺丝刀进去度数也是变的，不是说的很清楚原理是反光嘛…………这个在弄的时候也狠狠的参照了官方文档：

一、连线：

蓝V-LED：过150Ω电阻接5V

绿LED-GND：接GND

白LED：接一个用于你输出周期信号的PIN（不是用PWM），我接的是3

黄S-GND：接GND

黑VO：接一个模拟输入PIN，我接的A0

红：VCC：接5V

在5V和GND之间接一个220μF的电容。

二、程序：

1、输出周期信号：

        官方文档上说，这个东西需要的信号是10±1ms周期内0.32±0.02ms高电平。所以，可以知道，最少需要9毫秒(9000-320)，而剩下的2毫秒我们假定各种write,delay函数以及其他计算函数在2毫秒内可以完成。所以，第一次延时为320，第二次为8680。

int ParticulateWork() {
    digitalWrite(ledPower, HIGH);
    delayMicroseconds(320);
    digitalWrite(ledPower, LOW);
    delayMicroseconds(8680);            
    return analogRead(dustPin);
}

2、读取和计算：

double ParticulateTest(int testcount) {

    double result = 0.0;
    for (int i = 0; i < testcount; i++) {
        result += ParticulateWork();
    }
    //取平均值并映射为电压。
    result = result * VoMax / testcount / 1024 ;
    //if (result <= CalibrationVoltage) {
    //    return 0.0;
    //}else{
    //    //将平均电压带入公式：(CalibrationVoltage为无尘电压，RatioK为系数。)
    //    result = (result - CalibrationVoltage) * 10.0 * RatioK * 1000;
    //    return result;
    //}
    return result;
}

         先不要关注注释掉的部分，也不要关注公式是怎么来的——先来校准一下你的传感器，没有专业设备来校准这十几块的东西时，我是这样做的：

堵住两侧的孔洞，调节传感器孔洞右下角的电位器，观察上面函数的输出值（注意格式化输出位数：Serial.println(ParticulateTest(10),6);），反正我是没调节到0，调节到某一个范围时，输出值比较稳定了，此时，记录输出中的最小值，把这个值作为无尘电压。当然，这个值不是准确值，我也无法得到准确值，所以后面函数中还做了比较。

        现在，关注一下注释掉的部分，这公式就是一个颗粒物浓度和电压的一次函数。我用VS写代码，所以选定它们之后，按下CTRL+K、CTRL+U取消注释，现在再次运行代码，你将得到当前空气中颗粒物浓度（微克每立方米），然后点上一颗烟，朝着检测孔吹一下，（不管你笑没笑，反正我是这么干的），输出数值接近250，对你没看错就是二百五……不管你笑没笑，若按照现行标准，151-200μg/m3已经是重度污染，大于250就是严重污染。所以，我认为这个公式还是有一定的准确度的。

        最后，解释一下这个公式，它是我从官方文档上扒下来的，这样说是不是像很有理有据了？那么我来解释一下这个道理：首先计算电压偏移，然后*10，我不知道为啥文档上这么写的……然后*K，我也不知道为啥是0.5，文档上也是这么写的，只有最后一个1000我知道，因为测量单位是毫克每立方米把它换算成微克每立方米就要*1000。所以呢？道理解释完了，很有道理吧。其实，总体来说，10也好K也好都是一个系数，讲道理应该是根据电路计算得来的，用来放大结果到符合客观事实的。但无论如何，我觉得它符合我的要求，知道一口二手烟过来已经重度污染了这就可以了。下面是我的参数：

double CalibrationVoltage = 0.003;         //注释掉换算部分实测得出的
double RatioK = 0.5;                       //官方文档上扒下来的
double VoMax = 1.5;                        //官方文档上扒下来的，实测1.47

好了，又可以愉快的玩耍一个新玩具了……