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DN7C3CA001是夏普新發(fā)布的PM2.5傳感器，次傳感器能夠切割濾除粒徑大于2.5微米的粒子通過光傳感器元件，從而真正實(shí)現(xiàn)對(duì)粒徑小于等于2.5微米的顆粒物的監(jiān)測(cè)，具體介紹請(qǐng)參考。
圖1. 粒徑切割原理圖
拿到手的型號(hào)是DN7C3CA002改進(jìn)版。根據(jù)傳感器手冊(cè)中的接線方法可以發(fā)現(xiàn)，除了物理排線線序相反以及需要接風(fēng)扇的供電電路外，其它引腳接線方法與GP2Y1010AU0F相同。
圖2. 接線原理圖
DN7C3CA002與GP2Y1010AU0F的脈沖采樣參數(shù)和采樣時(shí)長(zhǎng)都是一樣的，猜測(cè)兩者采用的是類似的光學(xué)器件。
圖3. 采樣脈沖
圖4. 采樣時(shí)間
傳感器采用電壓輸出方式，手冊(cè)中給出了輸出電壓與PM2.5質(zhì)量濃度之間的關(guān)系:
圖5. 輸出電壓與質(zhì)量濃度關(guān)系
其中Vo是輸出電壓（電壓?jiǎn)挝欢际莔V）,Vs是基準(zhǔn)電壓，Vs基準(zhǔn)電壓的獲取有兩種方式，一種方式是從傳感器的序列號(hào)中讀出，由于我拿到的這顆傳感器無序列號(hào)，所以只有采用第二種方式，通過不接風(fēng)扇電源將傳感器垂直放置幾分鐘后讀出的輸出電壓。
同時(shí)傳感器需要對(duì)Vs基準(zhǔn)電壓進(jìn)行溫度補(bǔ)償，修正參考值同樣除了可以從傳感器序列號(hào)中讀出外也可以通過測(cè)量得到。
圖6. 溫度修正曲線
在-10~40℃約6mV/℃,40~60℃約1.5mV/℃。測(cè)量拿到的這顆傳感器的Vs基準(zhǔn)電壓非常低，遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到圖6中兩條曲線的電壓值，不知道是電路問題還是傳感器自身的問題。
為了能夠根據(jù)實(shí)時(shí)溫度修正Vs基準(zhǔn)電壓，使用sht10獲取溫度和濕度數(shù)據(jù)。同時(shí)使用lcd1602作為顯示輸出，基于Arduino UNO組成主控電路。
圖7. 裝置運(yùn)行
圖8. 內(nèi)部結(jié)構(gòu)
程序代碼在arduino IDE 0023上通過：
pmkit.rar
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2016-4-11 01:40 上傳
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，需要sht1x庫(kù)的支持。
- #include
- #include
- #define LCD_led 9
- #define clockPin A0
- #define dataPin A1
- #define DUSTOUTpin A2 //read dust value from this pin
- #define DUSTLEDpin A3 //control dust led through this pin
- LiquidCrystal lcd(2, 4, 5, 6, 7, 8);
- SHT1x sht1x(dataPin, clockPin);
- const int delayTime=280;
- const int delayTime2=40;
- const float offTime=9680;
- float temp_c=0.0;
- float humidity=0.0;
- double dustVal=0.0;
- double voteChange = 5000.0 /1024.0; //mV
- #define FREEPMVALUE 3
- #define FREEPMTEMP 31.0
- #define BASERATIO40 6 //mV
- #define BASERATIO60 1.5 //mV
- #define PMFIX 0 // 25 ug/m3
- #define PMRATIO 0.6
- #define DOBASEFIX false
- #define NSAMPLES 100
- uint8_t sampleCount = 0;
- int sampleSumPm = 0;
- int dustLevel=0;
- //moving average filter
- #define NULLVALUE -1.0
- #define MOVINGAVERAGECOUT 10
- double pm2_5[MOVINGAVERAGECOUT];
- uint8_t arrNewPoint = 0;
- static void initFilterArray()
- {
- for(int i=0;i<movingaveragecout;i++)
- {
- pm2_5[i]=NULLVALUE;
- }
- }
- int readPM(){
- // ledPower is any digital pin on the arduino connected to Pin 3 on the sensor
- digitalWrite(DUSTLEDpin,LOW);// power on the LED
- delayMicroseconds(delayTime);
- int Val = analogRead(DUSTOUTpin); // read the dust value via pin 5 on the sensor
- delayMicroseconds(delayTime2);
- digitalWrite(DUSTLEDpin,HIGH); // turn the LED off
- delayMicroseconds(offTime);
- return Val;
- }
- void setup() {
- pinMode(LCD_led, OUTPUT);
- digitalWrite(LCD_led, HIGH);
- pinMode(DUSTLEDpin,OUTPUT);
- digitalWrite(DUSTLEDpin,HIGH);// turn the LED off
- initFilterArray();
- lcd.begin(16, 2);
- lcd.print("System Warming!");
- //Serial.begin(9600);
- delay(5000);
- lcd.clear();
- lcd.setCursor(0, 0);
- lcd.print("PM2.5:");
- lcd.setCursor(11, 0);
- lcd.print("ug/m3");
- lcd.setCursor(5, 1);
- lcd.print("C");
- lcd.setCursor(15, 1);
- lcd.print("%");
- }
- void loop() {
- dustLevel =readPM();
- sampleCount++;
- sampleSumPm = sampleSumPm + dustLevel;
- if(sampleCount==NSAMPLES)
- {
- showTempHumiData();
- getPMdata(sampleSumPm / sampleCount);
- sampleCount=0;
- sampleSumPm=0;
- }
- }
- void getPMdata(int avgPm) {
- double dustVolt = avgPm * voteChange; //mV
- if(DOBASEFIX)
- {
- double baseVot = FREEPMVALUE * voteChange; //mV
- double baseChg = 0.0;
- if(temp_c <= 40.0 && temp_c>= -10.0)
- {
- baseChg=BASERATIO40;
- }
- else if(temp_c > 40.0 && temp_c <= 60.0)
- {
- baseChg=BASERATIO60;
- }
- baseVot=baseVot + baseChg*(temp_c - FREEPMTEMP);
- dustVolt=dustVolt-baseVot;
- if(dustVolt<0)
- {
- dustVolt=0;
- }
- }
- dustVal = dustVolt * PMRATIO;
- dustVal = dustVal + PMFIX;
- // moving average
- getMovingAverage(pm2_5,&dustVal);
- lcd.setCursor(6, 0);
- lcd.print(" ");
- lcd.setCursor(6, 0);
- lcd.print(dustVal,0);
- }
- void showTempHumiData() {
- temp_c = sht1x.readTemperatureC();
- humidity = sht1x.readHumidity();
- lcd.setCursor(0, 1);
- lcd.print(" ");
- lcd.setCursor(0, 1);
- lcd.print(temp_c,1);
- lcd.setCursor(12, 1);
- lcd.print(" ");
- lcd.setCursor(12, 1);
- lcd.print(humidity,0);
- }
- static float getAverage(double vals[])
- {
- double sum=0.0;
- uint8_t cout=0;
- for(int i=0;i<movingaveragecout;i++)
- {
- if(vals[i] != NULLVALUE)
- {
- sum=sum+vals[i];
- cout++;
- }
- }
- if(cout>0)
- {
- return sum/cout;
- }
- else
- {
- return 0.0;
- }
- }
- static void getMovingAverage(double pms[],double* pm)
- {
- pms[arrNewPoint] = *pm;
- arrNewPoint++;
- if(arrNewPoint>=MOVINGAVERAGECOUT)
- {
- arrNewPoint=0;
- }
- *pm=getAverage(pms);
- }
儀器未經(jīng)標(biāo)定，應(yīng)用還需謹(jǐn)慎！
</movingaveragecout;i++)
</movingaveragecout;i++)
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