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激光粉塵傳感器PM2004
產品簡介
1.1 檢測原理
采用激光散射原理，即令激光照射在空氣中的懸浮顆粒物上產生散射，同時在某一特定角度收集散射光，得到散射光強隨時間變化的曲線，進而微處理器利用基于米氏(MIE)理論的算法，得出顆粒物的等效粒徑及單位體積內不同粒徑的顆粒物數量
1.2 產品說明
PM2004 激光粉塵傳感器是一款數字式通用顆粒物濃度傳感器，可以用于獲得單位體積內空氣中懸浮顆粒物即PM1.0、PM2.5、PM10的個數及質量(μg/m3)，并以數字接口形式輸出。本傳感器可嵌入各種與空氣中懸浮顆粒物濃度相關的儀器儀表或環(huán)境改善設備，為其提供及時準確的濃度數據。
最小分辨粒徑0.3微米
屏蔽設計，抗靜電干擾
使用壽命長、數據精準穩(wěn)定
12mm超薄厚度，體積小巧
空氣凈化器、空氣檢測儀
新風換氣系統(tǒng)、空調
抽油煙機、智能家居設備
空氣質量監(jiān)測設備、便攜式儀表
醫(yī)院、酒店、學校等公共場所
電氣參數 | 技術指標 | |
檢測類型 | PM2.5、PM10、PM1.0個數及質量(μg/m3) | |
檢測范圍 | 0~1000μg/m3 (可擴展) | |
檢測精度 | 最小分辨率 | 1μg/m3 |
數據精準度 | 0~100μg/m3: ±10μg/m3
| |
101~1000μg/m3: ±10%reading | ||
批量一致性 | ≥90% | |
工作電壓 | DC 5V±0.1V | |
工作電流 | ≤100mA (@5V供電) | |
待機電流 | ≤200μA (@5V供電) | |
穩(wěn)定時間 | ≤8s | |
檢測頻率 | 數據每秒更新1次 (默認) | |
輸出方式 | 默認輸出 | UART (3.3V_TTL電平) |
預留 | IIC、DAC、PWM (默認關閉) | |
使用壽命 | ＞40000小時 (連續(xù)工作) | |
參考尺寸 | 48.0x38.0x12.0 mm | |
圖表1
環(huán)境參數 | 技術指標 |
工作溫度 | -10℃～50℃ |
工作濕度 | 0～99%RH (無凝結) |
儲存溫度 | -30℃～ 60℃ |
儲存濕度 | 0～99%RH (無凝結) |
圖表2
圖表3 插座間距1.25mm
PIN | 定義 | 說明 |
01 | VCC | 功率輸入 +5V
|
02 | GND | 接地端子 |
03 | SET | 設置 高電平或懸空為正常工作狀態(tài)，低電平為休眠模式 |
04 | RXD/SDA | UART-RXD / IIC-SDA (數據輸入 @3.3V/5V) |
05 | TXD/SCL | UART-TXD / IIC-SCL (數據輸出 @3.3V/5V) |
06 | RESET | 模塊復位信號(低電平 @3.3V) |
07 | DAC | 模擬電壓 (默認關閉) |
08 | PWM | 默認關閉 |
圖表4
6.11 UART通訊協(xié)議(默認) |
|
圖表5
6.12 UART通用設置 9.1 UART通用設置 | |
波特率 | 9600 |
數據位 | 8 bits
|
停止位 | 1 bit |
校驗位 | 無 |
圖表6
6.13 UART數據定義 9.1 UART通用設置 | |
數據 | 定義 |
起始符1 | 0x42(固定) |
起始符2 | 0x4d(固定)
4d4 |
幀長度 高八位+低八位 | 幀長度=2×13+2(數據+校驗位) |
數據01高八位+低八位 | PM1.0濃度(CF=1,標準顆粒物,單位:μg /m3) |
數據02高八位+低八位 | PM2.5濃度(CF=1,標準顆粒物,單位:μg /m3) |
數據03高八位+低八位 | PM10濃度(CF=1,標準顆粒物,單位:μg /m3) |
數據04高八位+低八位 | PM1.0濃度(大氣環(huán)境下,單位:μg /m3) |
數據05高八位+低八位 | PM2.5濃度(大氣環(huán)境下,單位:μg /m3) |
數據06高八位+低八位 | PM10濃度(大氣環(huán)境下,單位:μg /m3) |
數據07高八位+低八位 | 0.1 升空氣中直徑在 0.3μm 以上的顆粒物個數 |
數據08高八位+低八位 | 0.1 升空氣中直徑在 0.5μm 以上的顆粒物個數 |
數據09高八位+低八位 | 0.1 升空氣中直徑在 1.0μm 以上的顆粒物個數 |
數據10高八位+低八位 | 0.1 升空氣中直徑在 2.5μm 以上的顆粒物個數 |
數據11高八位+低八位 | 0.1 升空氣中直徑在 5.0μm 以上的顆粒物個數 |
數據12高八位+低八位 | 0.1 升空氣中直徑在 10μm 以上的顆粒物個數 |
數據13高八位+低八位 | 預留 |
數據和校驗 高八位+低八位 | 校驗碼=起始符1+起始符2+……+數據13低八位 |
圖表7
設置主動上傳，命令行格式如下：
控制命令 | 數據頭碼 | CMD | 校驗和 | ||||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | |
被動上報模式 | 0x43 | 0x4d | 0xe1 | 0x00 | 0x00 | 0x01 | 0x71 |
主動上報模式 | 0x43 | 0x4d | 0xe1 | 0x00 | 0x01 | 0x01 | 0x72 |
主機讀取數據 | 0x43 | 0x4d | 0xe2 | 0x00 | 0x00 | 0x01 | 0x72 |
傳感器開機 | 0x43 | 0x4d | 0xe3 | 0x00 | 0x01 | 0x01 | 0x75 |
傳感器待機 | 0x43 | 0x4d | 0xe4 | 0x00 | 0x00 | 0x01 | 0x74 |
*被動模式在讀取時才上報，主動模式0.5s上報一次 | |||||||
圖表8
6.14 UART主動上傳 校驗算法 |
主動上傳數據幀的校驗值計算示例： |
數據幀：42 4D 00 1C 00 54 00 6E 00 7C 00 54 00 6E 00 7C 數據幀：00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 03 27 |
校驗值 =0x42+0x4D+0x00+0x1C+0x00+0x54+0x00+0x6E+0x00+0x7C +0x00+0x54+0x00+0x6E+0x00+0x7C+0x00+0x00+0x00+0x00 +0x00+0x00+0x00+0x00+0x00+0x00+0x00+0x00+0x00+0x00 = 0x0327 |
校驗值的高八位 0x03 放在數據幀的第 31 字節(jié) 校驗值的低八位 0x27 放在數據幀的第 32 字節(jié) |
圖表9
6.15 UART問答模式 校驗算法
問答模式下傳感器返回數據示例“FF 86 00 47 00 C7 03 0F 5A"
校驗值 = 0x86 + 0x00 + 0x47 + 0x00 + 0xC7 + 0x03 + 0x0F
= 0xA6（僅保留低 8 位）
= 0x59（取反）
= 0x5A（加 1）
示例代碼：
/**********************************************************************
* 函數名: unsigned char FucCheckSum(unsigned char *i, unsigned char ln)
* 功能描述:求和校驗（取發(fā)送、接收協(xié)議的1/2/3/4/5/6/7的和取反+1）
* 函數說明:將數組的元素1-倒數第二個元素相加后取反+1（元素個數必須大于2）
**********************************************************************/
unsigned char FucCheckSum(unsigned char *i, unsigned char ln)
{
unsigned char j,tempq=0;
i+=1;
for(j=0;j<(ln-2);j++)
{
tempq+=*i;
i++;
}
tempq=(~tempq)+1;
return(temp
圖表10 IIC電路應用
6.22 IIC常用通訊術語 | ||
START | 啟動信號 | 主控板發(fā)送 |
STOP | 停止信號 | 主控板發(fā)送 |
ACK | 應答信號 | 主控板或傳感器發(fā)送 |
NACK | 非應答信號 | 主控板發(fā)送 |
圖表11
6.23 協(xié)議格式
主控板發(fā)送待機命令（0XFD），進入低功耗模式
START + 地址（0XA0）+ACK+命令（0XFD）+ACK+STOP
主控板發(fā)送開機命令（0XFE），重新進入工作模式
START + 地址（0XA0）+ACK+命令（0XFE）+ACK+STOP
主控板讀取傳感器模塊數據命令，兩種模式:
僅發(fā)送模塊地址
START + 地址（0XA1）+ACK+寄存器00+ACK+寄存器01+ACK+寄存器02+……+寄存器32+NACK+STOP
發(fā)送模塊地址+寄存器地址
START+地址（0XA0）+ACK +命令（0X00）+ACK+START+地址（0XA1）+ACK+寄存器00+ACK+寄存器01+ACK+寄存器02+……+寄存器32+NACK+STOP
6.24 IIC數據定義 | |||
寄存器地址 | 數據位 | 數據定義 | |
高八位 | 低八位 | ||
0x00 | 0x01 | 起始符 | 0x42(固定) 0x4d(固定) |
0x02 | 0x03 | 幀長度 | 幀長度=2×13+2(數據+校驗位) |
0x04 | 0x05 | 數據01 | PM1.0濃度(CF=1,標準顆粒物,單位:μg /m3) |
0x06 | 0x07 | 數據02 | PM2.5濃度(CF=1,標準顆粒物,單位:μg /m3) |
0x08 | 0x09 | 數據03 | PM10濃度(CF=1,標準顆粒物,單位:μg /m3) |
0x0a | 0x0b | 數據04 | PM1.0濃度(大氣環(huán)境下,單位:μg /m3) |
0x0c | 0x0d | 數據05 | PM2.5濃度(大氣環(huán)境下,單位:μg /m3) |
0x0e | 0x0f | 數據06 | PM10濃度(大氣環(huán)境下,單位:μg /m3) |
0x10 | 0x11 | 數據07 | 0.1 升空氣中直徑在 0.3μm 以上的顆粒物個數 |
0x12 | 0x13 | 數據08 | 0.1 升空氣中直徑在 0.5μm 以上的顆粒物個數 |
0x14 | 0x15 | 數據09 | 0.1 升空氣中直徑在 1.0μm 以上的顆粒物個數 |
0x16 | 0x17 | 數據10 | 0.1 升空氣中直徑在 2.5μm 以上的顆粒物個數 |
0x18 | 0x19 | 數據11 | 0.1 升空氣中直徑在 5.0μm 以上的顆粒物個數 |
0x1a | 0x1b | 數據12 | 0.1 升空氣中直徑在 10μm 以上的顆粒物個數 |
0x1c | 0x1d | 數據13 | 保留，默認為0 |
0x1e | 0x1f | 數據和校驗 | 校驗碼=起始符1+起始符2+……+數據13低八位 |
圖表12
6.3 DAC通訊協(xié)議(預留) |
DAC電壓0.4~2V 對應0~滿量程，線性輸出；默認輸出pm2.5 (μg/m3) 例：量程為0~1000μg/m3，DAC輸出1.2V，對應pm2.5濃度為：500μg/m3 |
圖表13
6.4 PWM通訊協(xié)議(預留) | |
假設測量范圍為 0～1000 μg/m3，測量類型：pm2.5 | |
濃度輸出范圍 | 0～1000 μg/m3 |
周期 | 1000ms±5% |
周期起始段高電平輸出 | 200us（理論值） |
中部周期高電平輸出 | 1000ms±5％ |
周期結束段低電平輸出 | 200us（理論值） |
通過PWM獲得當前濃度值的計算公式：P(ug/m3)=1000×(TH)/(TH+TL) | |
TH為一個輸出周期中輸出為高電平的時間，TL為低電平的時間 | |
測試項目 | 試驗條件 | 標準 | 樣品數量 : N |
缺陷數量 : C | |||
低溫儲存 | 將傳感器放在-30±2℃的環(huán)境中不通電貯存72小時后置于常溫環(huán)境下測量其誤差。 | 常溫環(huán)境中恢復2小時后，傳感器應能正常工作。 | N=5 C=0 |
高溫儲存 | 將傳感器放在60±2℃的環(huán)境中不通電貯存72小時后置于常溫環(huán)境下測量其誤差。 | 常溫環(huán)境中恢復2小時后，傳感器應能正常工作。 | N=5 C=0 |
低溫工作 | 將傳感器置于-10±2℃的低溫環(huán)境中，施加額定電壓，工作72小時，然后置于常溫環(huán)境下測量傳感器的測量誤差。 | 常溫環(huán)境中恢復2小時后，傳感器應能正常工作。 | N=5 C=0 |
高溫工作 | 將傳感器置于50±2℃的高溫環(huán)境中，施加額定電壓，工作72小時，然后置于常溫環(huán)境下測量傳感器的測量誤差。 | 常溫環(huán)境中恢復2小時后，傳感器應能正常工作。 | N=5 C=0 |
高低溫沖擊 | 在-30℃保持60分鐘后，10s內切換到60℃再保持60分鐘，重復循環(huán)10次。在測試期間，樣品不通電。 | 常溫環(huán)境中恢復2小時后，傳感器應能正常工作。 | N=5 C=0 |
高溫高濕工作 | 將傳感器放置在 45±2℃, 90±5%RH的環(huán)境中, 通以電壓(可接受的工作電壓范圍內)工作72小時。 | 常溫環(huán)境中恢復2小時后，傳感器應能正常工作。 | N=5 C=0 |
鹽霧試驗 | 根據GB/T2423.17，將傳感器置于35℃的鹽霧箱中，用5%氯化鈉鹽水噴灑24小時。實驗后，用蒸餾水洗滌，用空氣吹干。 | 在標準環(huán)境下，恢復應不小于1h，不大于2h，外觀應無不良和腐蝕。 | N=2 C=0 |
振動 | 在X / Y / Z軸裸機應能承受以下條件的振動測試: 頻率范圍：10~55~10Hz/min； 振幅：1.5mm； 掃描周期：2H | 測試后，外觀應無不良。傳感器滿足基本性能測試標準。 | N=4 C=0 |
包裝跌落 | 下落高度：根據GB/T4857.18規(guī)定的重量高度來設定高度。按照GB/T4857.5包裝運輸包裝跌落試驗方法進行試驗。跌落試驗順序為一角、三楞、六面。 | 包裝跌落試驗后，傳感器應無不良外觀，無部件脫落，傳感器應正常工作。 | N=1 箱 C=0 |
圖表18
傳感器必須垂直安裝，確保入口和出口保持暢通，避免強氣流。
遠離人工氣流如風扇，如當用于空氣清新機時，風扇的前方和后方都不能安裝，可任選外殼一側安裝，但外殼上要保留通風口以保證外部氣流可以流進來。
安裝時要避免粘性粒子如油類進入傳感器，當這種粒子粘在光學部件上將會產生故障。
潮濕，否則會壞掉。
避免在室外操作或塵土飛揚的環(huán)境中操作。
本產品外殼金屬部分與內部電路板的直流地連接，如果人直接觸碰整機的直流地會出現(xiàn)安全問題，因此需要將傳感器安裝在人體不能直接觸碰到的位置，且只有斷電后才能觸碰到傳感器。
當前位置：
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