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灰塵傳感器作為輸入到Arduino兼容板的輸入開源

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資料介紹

描述

在開始項目之前...

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如果您想制作空氣質量監測器，或者想嘗試空氣質量傳感器，或者只是對可用于與 Arduino 接口的各種傳感器感到好奇，那么這個項目應該非常適合您。它主要涉及一個灰塵傳感器作為輸入到 Arduino 兼容板的輸入。這種特殊的傳感器在外殼內的多個組件上運行，例如：紅外 LED、一組鏡頭、光電二極管檢測器和電磁屏蔽。所有這些部分協同工作，通過測量灰塵濃度來讀取空氣質量。大氣中的顆粒物水平（PM 水平）是通過計算給定時間單位中的低脈沖占用時間（LPO 時間）來測量的，其中 LPO 時間與 PM 濃度成正比。所以，該傳感器可以為空氣凈化器系統提供可靠的數據，在該系統中，它可以響應直徑小于 1μm 的 PM 水平。對于這個項目，您需要的部件包括：

1 Grove - 灰塵傳感器 (PPD42NS)
1 Arduino（本例使用Seeeduino v4.2）
3 根跳線（公對公）
1 個 USB 數據線（取決于 Arduino）

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安裝電路

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這個項目的電路非常簡單，你甚至根本不需要面包板。輸入灰塵傳感器通過三根跳線直接連接到 Arduino 微控制器。作為開始前的預防措施，請通過 Arduino 移除任何電源。然后，通過 JST 連接器將灰塵傳感器上的黃線（信號）連接到 Arduino 板上的 D8（數字引腳 8）。之后，將傳感器 JST 連接器的紅線 (VCC/+) 連接到 Arduino 電源引腳行上的 5v（+5 伏）。最后，將 Grove Dust Sensor 的黑線 (GND/-) 再次通過 JST 連接到 Arduino 的 GND (-) 引腳之一。這就是關于這個項目的硬件設置！

關于代碼

該代碼由多個函數組成，這在 Arduino 中非常有用，尤其是在處理復雜的傳感器和接口時。此代碼首先聲明此傳感器的引腳，即 D8（數字引腳 8）為整數。對于接下來的兩行，我們聲明擴展大小變量僅用于數字存儲。稍后可以使用它為該變量分配值或讀數。我們可以將數據寫入和存儲在無符號長變量中，例如來自傳感器的數據、數學計算、隨時間變化的讀數等。這兩行中的變量是：?持續時間和?開始時間。繼續前進，還有另外兩個無符號長變量，當前分配了一個讀數（sampletime_ms和 lowpulseoccupancy)，它將在代碼中進一步使用。這些變量的好處是它們可以攜帶更多數據，因為它們具有廣泛的規模，被證明在收集數據方面很有用。以下?浮點?變量（比率?和濃度）用于十進制數，因此在聲明了預設值的情況下，它可用于稍后在此草圖中讀取十進制數。現在，我們進入void 設置?部分，從設置串行通信開始，以 9600 波特的速率從傳感器輸出數據。接下來是下一行，我們將 D8（數字引腳 8）設置為輸入引腳，以便將來自傳感器的數據發送到 Arduino 微控制器。之后，我們命令變量 ?starttime， 以毫秒為單位讀取當前時間，以便變量可以參與計時，更進一步。這就是設置部分，現在是時候進入void循環部分了。void 循環的第一行?是高級 I/O 函數之一，它讀取脈沖，無論是 HIGH 還是 LOW（1 或 0）。在此代碼中，pulseIn函數設置為 LOW，因此該函數將開始計時 LOW 脈沖，直到它變為 HIGH。在該函數之后，收集的時間將分配給持續時間的無符號長變量，以微秒為單位讀取時間。現在，我們聲明變量lowpulseoccupancy 讀取它自己的讀數，加上變量duration的讀數。現在我們已經來到了代碼的主要部分，我們在這里計算原始數據并將其轉換為我們可以讀取的單位。if 語句說，如果變量starttime減去當前的計數時間，大于或等于變量sampletime_ms的值（2000 毫秒），則它被編程為執行if 語句下面的其余代碼。隨后，我們利用我們過去聲明的變量之一，通過使用變量ratio?將其分配給一個值，即lowpulseoccupancy， ?我們遇到了，并且，通過一點數學，我們可以為該變量分配一個新的讀數ratio。因此，variable ratio等于lowpulseoccupancy（添加到變量duration的讀數中）除以變量sampletime_ms?乘以 10，得到整數百分比。隨后，我們將計算出的值轉換為單位pcs/0.01cf。我們將為此使用的變量將被命名為?濃度。開始，濃度由 1.1 乘以可變比率的值組成 ?到 3 的冪。然后，將該連續方程減去 3.8，乘以可變比率?的 2 次冪。再將其加上 520，再次乘以可變比率，最后，將連續讀數相加到 0.62。草圖中的pow()函數用于將整數、值或變量提升到其他事物的冪。當我們結束這段代碼時，我們將讀數打印到串行監視器中，在我們打印變量濃度之前，在串行監視器上使用短語“ Concentration = ” ，因為該變量將來自傳感器的原始數據轉換為合適的測量單位。此外，在串行監視器的同一行上，我們打印該值的單位 (pcs/0.01cf) 以完全結束讀數。因此，串行監視器上的最終讀數將顯示為“濃度 = （讀數） pcs/0.01cf”。最后，變量lowpulseoccupancy 重置為 0，以便根據void 循環獲得新的讀數，以及變量starttime（當前時間）。最后，這些行包含了我們的代碼，它的長度很短，但是當它被剝離時很復雜。