Анализатор квалитета ваздуха помоћу ардуино и нова пм сензора сдс011 за мерење пм2.5 и пм10

Загађење ваздуха главно је питање у многим градовима, а индекс квалитета ваздуха се сваким даном погоршава. Према извештају Светске здравствене организације, више људи је превремено убијено ефектима опасних честица које се налазе у ваздуху него у аутомобилским несрећама. Према Агенцији за заштиту животне средине (ЕПА), ваздух у затвореном може бити 2 до 5 пута токсичнији од спољашњег. Дакле, овде градимо уређај за праћење квалитета ваздуха мерењем честица ПМ2,5 и ПМ10 у ваздуху.

Претходно смо користили сензор за гас МК135 за монитор квалитета ваздуха и Схарп ГП2И1014АУ0Ф сензор за мерење густине прашине у ваздуху. Овог пута користимо сензор СДС011 са Ардуино Нано за изградњу Анализатора квалитета ваздуха. СДС011 сензор може израчунати концентрације честица ПМ2,5 и ПМ10 у ваздуху. Овде ће се вредности ОЛ2.5 и ПМ2.5 у реалном времену приказати на ОЛЕД дисплеју.

Компоненте потребне

• Ардуино Нано
• Нова ПМ сензор СДС011
• 0.96 'СПИ ОЛЕД модул екрана
• Јумпер Вирес

Нова ПМ сензор СДС011

Сензор СДС011 је најновији сензор за квалитет ваздуха који је развила компанија Нова Фитнесс. Ради на принципу ласерског расипања и може добити концентрацију честица између 0,3 и 10 μм у ваздуху. Овај сензор се састоји од малог вентилатора, усисног вентила за ваздух, ласерске диоде и фотодиоде. Ваздух улази кроз улаз за ваздух где извор светлости (ласер) осветљава честице, а расејана светлост се фотодетектором трансформише у сигнал. Ови сигнали се затим појачавају и обрађују да би се добила концентрација честица ПМ2,5 и ПМ10.

Спецификације сензора СДС011:

• Излаз: ПМ2,5, ПМ10
• Опсег мерења: 0,0-999,9μг / м3
• Улазни напон: 4.7В до 5.3В
• Максимална струја: 100мА
• Струја мировања: 2мА
• Време одзива: 1 секунда
• Фреквенција излаза серијских података: 1 пут / секунду
• Резолуција пречника честице: ≤ 0,3μм
• Релативна грешка: 10%
• Опсег температура: -20 ~ 50 ° Ц

0.96 'ОЛЕД модул екрана

ОЛЕД (Органске светлеће диоде) је технологија која емитује светлост и направљена је постављањем низа танких органских филмова између два проводника. Кад се на ове филмове примени електрична струја, ствара се јако светло. ОЛЕД-ови користе исту технологију као и телевизори, али имају мање пиксела него на већини наших телевизора.

За овај пројекат користимо монохроматски 7-пински ССД1306 0.96 ”ОЛЕД екран. Може да ради на три различита комуникациона протокола: СПИ 3 Вире мод, СПИ фоур-вире моде, И2Ц моде. Прибадаче и његове функције објашњене су у доњој табели:

Пин Наме	Друга имена	Опис
Гнд	Приземље	Осовина уземљења модула
Вдд	Вцц, 5 В	Напајање (3-5В подношљиво)
СЦК	Д0, СЦЛ, ЦЛК	Делује као затик сата. Користи се и за И2Ц и за СПИ
СДА	Д1, МОСИ	Дата пин модула. Користи се и за ИИЦ и за СПИ
ОИЕ	РСТ, РЕСЕТ	Ресетује модул (корисно током СПИ)
ДЦ	А0	Дата Цомманд пин. Користи се за СПИ протокол
ЦС	Цхип Селецт	Корисно када се под СПИ протоколом користи више модула

Овде смо покрили цео чланак о ОЛЕД екранима и њиховим врстама.

ОЛЕД спецификације:

• ИЦ управљачког програма ОЛЕД: ССД1306
• Резолуција: 128 к 64
• Визуелни угао:> 160 °
• Улазни напон: 3.3В ~ 6В
• Боја пиксела: плава
• Радна температура: -30 ° Ц ~ 70 ° Ц

Сазнајте више о ОЛЕД-у и његовом повезивању са различитим микроконтролером пратећи везу.

Кружни дијаграм за анализатор квалитета ваздуха

Шема кола за мерење честица ПМ2,5 и ПМ10 помоћу Ардуина је врло једноставна и дата је у наставку.

СДС011 сензор и ОЛЕД модул екрана напајају се са + 5В и ГНД. Игле предајника и пријемника СДС011 повезане су на пинове Д3 и Д4 Ардуино Нано-а. Будући да ОЛЕД модул екрана користи СПИ комуникацију, успоставили смо СПИ комуникацију између ОЛЕД модула и Ардуино Нано-а. Везе су приказане у доњој табели:

С.Но	Пин модула ОЛЕД	Ардуино Пин
1	ГНД	Приземље
2	ВЦЦ	5В
3	Д0	10
4	Д1	9
5	ОИЕ	13
6	ДЦ	11
7	ЦС	12

Изградња круга на Перф Боарду

Такође сам залемио све компоненте на перф плочи како би изгледао уредно. Али можете их направити и на дасци за плочу. Даске које сам направио су доле. Током лемљења, водите рачуна да не сортирате жице. Даска за парфем коју сам залемио приказана је испод:

Објашњење кода за Монитор квалитета ваздуха

Комплетна шифра овог пројекта дата је на крају документа. Овде објашњавамо неке важне делове кода.

Код користи СДС011, Адафруит_ГФКС , и Адафруит_ССД1306 библиотеке. Ове библиотеке се могу преузети из Менаџера библиотека у Ардуино ИДЕ-у и могу се инсталирати одатле. За то отворите Ардуино ИДЕ и идите на Скица> Укључи библиотеку> Управљање библиотекама . Сада потражите СДС011 и инсталирајте библиотеку СДС сензора Р. Зсцхиегнера.

Слично томе, инсталирајте библиотеке Адафруит ГФКС и Адафруит ССД1306 компаније Адафруит.

Након инсталирања библиотека у Ардуино ИДЕ, покрените код тако што ћете укључити потребне библиотечке датотеке.

#инцлуде #инцлуде #инцлуде #инцлуде

У следећим редовима дефинишите две променљиве за чување вредности ПМ10 и ПМ2.5.

пловак п10, п25;

Затим дефинишите ОЛЕД ширину и висину. У овом пројекту користимо 128 × 64 СПИ ОЛЕД екран. Можете променити те променљиве СЦРЕЕН_ВИДТХ и СЦРЕЕН_ХЕИГХТ у складу са приказом.

#дефине СЦРЕЕН_ВИДТХ 128 #дефине СЦРЕЕН_ХЕИГХТ 64

Затим дефинишите СПИ комуникационе пинове где је повезан ОЛЕД екран.

#дефине ОЛЕД_МОСИ 9 #дефине ОЛЕД_ЦЛК 10 #дефине ОЛЕД_ДЦ 11 #дефине ОЛЕД_ЦС 12 #дефине ОЛЕД_РЕСЕТ 13

Затим креирајте инстанцу приказа Адафруит са ширином и висином дефинисаном раније са СПИ комуникацијским протоколом.

Екран Адафруит_ССД1306 (СЦРЕЕН_ВИДТХ, СЦРЕЕН_ХЕИГХТ, ОЛЕД_МОСИ, ОЛЕД_ЦЛК, ОЛЕД_ДЦ, ОЛЕД_РЕСЕТ, ОЛЕД_ЦС);

Сада унутар функције сетуп () , иницијализујте серијски монитор брзином преноса од 9600 у сврхе отклањања грешака. Такође, иницијализујте ОЛЕД екран и сензор СДС011 функцијом старт () .

ми_сдс.бегин (3,4); Сериал.бегин (9600); дисплаи.бегин (ССД1306_СВИТЦХЦАПВЦЦ);

Унутар празнине петље () очитајте вредности ПМ10 и ПМ2,5 са сензора СДС011 и одштампајте очитања на серијски монитор.

воид лооп () {еррор = ми_сдс.реад (& п25, & п10); иф (! грешка) {Сериал.принтлн ("П2.5:" + Стринг (п25)); Сериал.принтлн ("П10:" + Стринг (п10));

Након тога, подесите величину и боју текста користећи сетТектСизе () и сетТектЦолор () .

дисплаи.сетТектСизе (2); дисплаи.сетТектЦолор (БЕЛА);

Затим у следећем реду дефинишите позицију за започињање текста методом сетЦурсор (к, и) . Овде ћемо приказати вредности ПМ2.5 и ПМ10 на ОЛЕД дисплеју, тако да прва линија почиње на (0,15), док друга линија почиње на (0, 40) координатама.

дисплаи.сетЦурсор (0,15); дисплаи.принтлн ("ПМ2.5"); дисплаи.сетЦурсор (67,15); дисплаи.принтлн (п25); дисплаи.сетЦурсор (0,40); дисплаи.принтлн ("ПМ10"); дисплаи.сетЦурсор (67,40); дисплаи.принтлн (п10);

И на крају, позовите методу дисплаи () за приказ текста на ОЛЕД дисплеју.

дисплаи.дисплаи (); дисплаи.цлеарДисплаи ();

Испитивање монитора квалитета ваздуха Ардуино

Када су хардвер и код спремни, време је да тестирате уређај. За то повежите Ардуино са преносним рачунаром, одаберите плочу и порт и притисните дугме за отпремање. Као што можете видети на доњој слици, приказаће вредности ПМ2.5 и ПМ10 на ОЛЕД дисплеју.

Комплетни видео запис и код су дати у наставку. Надам се да сте уживали у водичу и научили нешто корисно. Ако имате питања, оставите их у одељку за коментаре или користите наше форуме за друга техничка питања.