PM2.5空氣懸測微粒感測

前一陣子,有位友人需要用micro:bit偵測空氣中的PM2.5的濃度,找了我問了一些問題,於是,我不小心就順便把PM2.5空氣濃度偵測的積木做好了,在此也一併分享給大家使用。

micro:bit擴展積木網址如下,請自行安裝擴展:

https://github.com/lioujj/pxt-GP2Y1051

空氣中的懸浮微粒(PM),如果它的大小直徑小於或等於2.5微米(μm)的粒子,就稱為PM2.5,GP2Y1051AU0F是Sharp公司所出產的一款偵測空氣中懸浮微粒濃度的一款感測器,它的頂部以及底部都有一個圓孔,目的是讓空氣能流通它的內部,所以使用時,最好能維持上下兩個孔洞的通風。它的內部有一個LED光源,透過LED光線被懸浮微粒阻擋的程度便可以粗略偵測到PM2.5的濃度。另外還有用雷射光掃描偵測的PM2.5感測器,準確度會更高,但價格比較貴。GP2Y1051AU0F購買時,會附上黑、紅、白三色接頭,黑色是負極,紅色是正極,白色線則是訊號線,也符合micro:bit擴展板上的GVS接頭順序。線路接頭請依下圖接上,勿接錯方向。

Sharp早期出了許多一系列的PM2.5濃度的感測器,我覺得最好用的是GP2Y1051AU0F這一款,因為它是序列埠界面,基本上只要四條線(VCC、GND、TX、RX),但是因為我們只需要接收感測器的資料,所以只要連接三條線就可以取得資料,而且之前Sharp出的好幾代的感測器,和開發板連接的線路多又複雜,必須連接一些電容和電阻才可以正常偵測空氣,GP2Y1051AU0F簡化到線路連接好,取得資料換算後,便得到懸浮微粒的濃度,實在是比前幾代的感測器好用多了。但是因為這個感測器對電壓很敏感,如果用micro:bit偵測的話,一定要使用可調整為5V電壓的擴展板才可以,不行直接接micro:bit,這樣量測出來的是不準的。大陸也有一家廠商做了一個可相容於這一款的空氣感測器,編號是YW-51GJ,使用方法以及積木和GP2Y1051AU0F完全相容。

本例中,將PM2.5的線路連接到P14的位置,可自行調整。電路連接圖如下:

感測器提供的線路,我用鱷魚夾杜邦線將它夾住,並將夾住的地方用絕緣膠帶纏繞,這樣不用重新焊過電線。

程式的部份,使用起來非常簡單,先安裝好我寫的PM2.5的擴展積木,接下來只要拖拉二個積木就可以進行PM2.5的感測,擴展積木位址:https://github.com/lioujj/pxt-GP2Y1051