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一、前言
PM2.5傳感器（GP2Y1010AU）是一種用于檢測空氣中直徑小于或等于2.5微米的顆粒物濃度的傳感器。它由日本夏普公司（Sharp Corporation）生產(chǎn)，廣泛應用于環(huán)境監(jiān)測、空氣凈化器、工業(yè)檢測等領域。以下是關于PM2.5傳感器（GP2Y1010AU）的詳細介紹
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二、簡介
1. 工作原理：
PM2.5傳感器（GP2Y1010AU）采用光學檢測原理，利用紅外光照射到空氣中的顆粒物，然后通過檢測顆粒物對光的散射和吸收情況，計算出顆粒物的濃度。
2. 特點：
- 測量范圍：0.1～5mg/m3（顆粒物濃度）
- 分辨率：0.1mg/m3
- 響應時間：約1分鐘
- 輸出信號：模擬電壓信號（0～5V）
- 尺寸：47×35×18.5mm（不包括引腳）
3. 使用方法：
- 將傳感器與微控制器或數(shù)據(jù)處理電路連接，通過測量傳感器的輸出電壓，計算出顆粒物濃度。
- 傳感器需要接通電源（通常是5V）和地線。
- 輸出信號可以通過模擬輸入接口（如Arduino的A0端口）讀取。
4. 應用領域：
- 環(huán)境監(jiān)測：實時監(jiān)測空氣質量，了解PM2.5濃度，為環(huán)保政策制定和執(zhí)行提供數(shù)據(jù)支持。
- 空氣凈化器：根據(jù)PM2.5濃度自動調節(jié)空氣凈化器的工作狀態(tài)，實現(xiàn)智能化控制。
- 工業(yè)檢測：監(jiān)測工業(yè)生產(chǎn)過程中的顆粒物排放，確保生產(chǎn)環(huán)境的安全和環(huán)保。
5. 注意事項：
- 傳感器對溫度和濕度較為敏感，可能會影響測量精度。在使用時，盡量保持環(huán)境溫度和濕度穩(wěn)定。
- 避免將傳感器直接暴露在陽光下，以免影響測量結果。
- 定期清潔傳感器，以保持其良好的測量性能。
三、資料獲取
關注微信公眾號--星之援工作室 發(fā)送關鍵字（PM2.5）
代碼含重要注釋，開源，可自行移植
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四、設備使用
實現(xiàn)效果
可以直接對設備哈氣獲取要其他煙霧進行測試 ，也可以直接向洞中插入東西，數(shù)據(jù)都會產(chǎn)生變化
接線
四、代碼編寫
main.c
?實現(xiàn)函數(shù)調用
/*--------------------------------------------------------*
* *
* 星之援網(wǎng)絡科技工作室學習資料v1.0 *
* 時間：2024.9.23 *
* 程序介紹：計算檢測PM2.5 *
* 實現(xiàn)效果：PA1和進行電壓的測量
* PB0模擬輸出 10ms PWM信號
* 并且顯示在串口中 *
* *
*--------------------------------------------------------*
*/
#include "led.h"
#include "delay.h"
#include "key.h"
#include "sys.h"
#include "usart.h"
#include "adc.h"
#include "pwm.h"
/*--------ADC---------*
* PA0 *
*--------------------*
*--------IO ---------*
* PB0 *
*--------------------*
VCC -5V
GND -GND
*/
int main(void)
{
u16 adcx;
u32 time ;
float V;
int dustVal = 0;
delay_init(); //延時函數(shù)初始化
NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);//設置中斷優(yōu)先級分組為組2：2位搶占優(yōu)先級，2位響應優(yōu)先級
uart_init(115200); //串口初始化為115200
LED_GPIO_Config(); //LED端口初始化
ADCx_Init(); //ADC初始化
while(1)
{
time++;
adcx=Get_Adc_Average(ADC_Channel_1,10);
V = 3.3f * adcx / 4096.f * 2; //獲得AO輸出口的電壓值
dustVal = (0.17*V-0.1)*1000; //乘以1000單位換成ug/m3//
if (dustVal < 0)
dustVal = 0; //限位//
if(time % 100 == 0 )
{
printf("dustVal: %d , V: %.1fn",dustVal,V);
time = 0;
}
//delay_ms(1);
}
}
adc.c
實現(xiàn)電壓監(jiān)測
#include "adc.h"
#include "led.h"
#include "delay.h"
__IO uint16_t ADC_ConvertedValue[NOFCHANEL]={0};
/**
* @brief ADC GPIO 初始化
* @param 無
* @retval 無
*/
static void ADCx_GPIO_Config(void)
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
// 打開 ADC IO端口時鐘
ADC_GPIO_APBxClock_FUN ( ADC_GPIO_CLK, ENABLE );
// 配置 ADC IO 引腳模式
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = ADC_PIN2|ADC_PIN1;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AIN;
// 初始化 ADC IO
GPIO_Init(ADC_PORT, &GPIO_InitStructure);
}
/**
* @brief 配置ADC工作模式
* @param 無
* @retval 無
*/
static void ADCx_Mode_Config(void)
{
DMA_InitTypeDef DMA_InitStructure;
ADC_InitTypeDef ADC_InitStructure;
// 打開DMA時鐘
RCC_AHBPeriphClockCmd(ADC_DMA_CLK, ENABLE);
// 打開ADC時鐘
ADC_APBxClock_FUN ( ADC_CLK, ENABLE );
// 復位DMA控制器
DMA_DeInit(ADC_DMA_CHANNEL);
// 配置 DMA 初始化結構體
// 外設基址為：ADC 數(shù)據(jù)寄存器地址
DMA_InitStructure.DMA_PeripheralBaseAddr = ( u32 ) ( & ( ADC_x->DR ) );
// 存儲器地址
DMA_InitStructure.DMA_MemoryBaseAddr = (u32)ADC_ConvertedValue;
// 數(shù)據(jù)源來自外設
DMA_InitStructure.DMA_DIR = DMA_DIR_PeripheralSRC;
// 緩沖區(qū)大小，應該等于數(shù)據(jù)目的地的大小
DMA_InitStructure.DMA_BufferSize = NOFCHANEL;
// 外設寄存器只有一個，地址不用遞增
DMA_InitStructure.DMA_PeripheralInc = DMA_PeripheralInc_Disable;
// 存儲器地址遞增
DMA_InitStructure.DMA_MemoryInc = DMA_MemoryInc_Enable;
// 外設數(shù)據(jù)大小為半字，即兩個字節(jié)
DMA_InitStructure.DMA_PeripheralDataSize = DMA_PeripheralDataSize_HalfWord;
// 內存數(shù)據(jù)大小也為半字，跟外設數(shù)據(jù)大小相同
DMA_InitStructure.DMA_MemoryDataSize = DMA_MemoryDataSize_HalfWord;
// 循環(huán)傳輸模式
DMA_InitStructure.DMA_Mode = DMA_Mode_Circular;
// DMA 傳輸通道優(yōu)先級為高，當使用一個DMA通道時，優(yōu)先級設置不影響
DMA_InitStructure.DMA_Priority = DMA_Priority_High;
// 禁止存儲器到存儲器模式，因為是從外設到存儲器
DMA_InitStructure.DMA_M2M = DMA_M2M_Disable;
// 初始化DMA
DMA_Init(ADC_DMA_CHANNEL, &DMA_InitStructure);
// 使能 DMA 通道
DMA_Cmd(ADC_DMA_CHANNEL , ENABLE);
// ADC 模式配置
// 只使用一個ADC，屬于單模式
ADC_InitStructure.ADC_Mode = ADC_Mode_Independent;
// 掃描模式
ADC_InitStructure.ADC_ScanConvMode = ENABLE ;
// 連續(xù)轉換模式
ADC_InitStructure.ADC_ContinuousConvMode = ENABLE;
// 不用外部觸發(fā)轉換，軟件開啟即可
ADC_InitStructure.ADC_ExternalTrigConv = ADC_ExternalTrigConv_None;
// 轉換結果右對齊
ADC_InitStructure.ADC_DataAlign = ADC_DataAlign_Right;
// 轉換通道個數(shù)
ADC_InitStructure.ADC_NbrOfChannel = NOFCHANEL;
// 初始化ADC
ADC_Init(ADC_x, &ADC_InitStructure);
// 配置ADC時鐘Ｎ狿CLK2的8分頻，即9MHz
RCC_ADCCLKConfig(RCC_PCLK2_Div8);
// 配置ADC 通道的轉換順序和采樣時間
ADC_RegularChannelConfig(ADC_x, ADC_CHANNEL2, 1, ADC_SampleTime_239Cycles5);
ADC_RegularChannelConfig(ADC_x, ADC_CHANNEL2, 2, ADC_SampleTime_239Cycles5);
// 使能ADC DMA 請求
ADC_DMACmd(ADC_x, ENABLE);
// 開啟ADC ，并開始轉換
ADC_Cmd(ADC_x, ENABLE);
// 初始化ADC 校準寄存器
ADC_ResetCalibration(ADC_x);
// 等待校準寄存器初始化完成
while(ADC_GetResetCalibrationStatus(ADC_x));
// ADC開始校準
ADC_StartCalibration(ADC_x);
// 等待校準完成
while(ADC_GetCalibrationStatus(ADC_x));
// 由于沒有采用外部觸發(fā)，所以使用軟件觸發(fā)ADC轉換
ADC_SoftwareStartConvCmd(ADC_x, ENABLE);
}
/**
* @brief ADC初始化
* @param 無
* @retval 無
*/
void ADCx_Init(void)
{
ADCx_GPIO_Config();
ADCx_Mode_Config();
}
u16 Get_Adc_Average(u8 ch,u8 times)
{
u32 temp_val=0;
u8 t;
PM2_5_ON;
delay_us(280); // 開啟LED后的280us的等待時間
temp_val=ADC_ConvertedValue[1];
delay_us(19); //延時19us，因為這里AD采樣的周期為239.5，所以AD轉換一次需耗時21us，19加21再加280剛好是320us
PM2_5_OFF;
delay_us(9680); //需要脈寬比0.32ms/10ms的PWM信號驅動傳感器中的LED
return temp_val;
}
/*********************************************END OF FILE**********************/
adc.h
#ifndef __ADC_H
#define __ADC_H
#include "stm32f10x.h"
// 注意：用作ADC采集的IO必須沒有復用，否則采集電壓會有影響
/********************ADC1輸入通道（引腳）配置**************************/
#define ADC_APBxClock_FUN RCC_APB2PeriphClockCmd
#define ADC_CLK RCC_APB2Periph_ADC1
#define ADC_GPIO_APBxClock_FUN RCC_APB2PeriphClockCmd
#define ADC_GPIO_CLK RCC_APB2Periph_GPIOA
#define ADC_PORT GPIOA
// 注意
// 1-PC0 在霸道里面接的是蜂鳴器，默認被拉低
// 2-PC0 在指南者里面接的是SPI FLASH的 片選，默認被拉高
// 所以 PC0 做 ADC 轉換通道的時候，結果可能會有誤差
// 轉換通道個數(shù)
#define NOFCHANEL 2
#define ADC_PIN1 GPIO_Pin_0
#define ADC_CHANNEL1 ADC_Channel_0
#define ADC_PIN2 GPIO_Pin_1
#define ADC_CHANNEL2 ADC_Channel_1
// ADC1 對應 DMA1通道1，ADC3對應DMA2通道5，ADC2沒有DMA功能
#define ADC_x ADC1
#define ADC_DMA_CHANNEL DMA1_Channel1
#define ADC_DMA_CLK RCC_AHBPeriph_DMA1
/**************************函數(shù)聲明********************************/
void ADCx_Init (void);
u16 Get_Adc_Average(u8 ch,u8 times);
#endif /* __ADC_H */
五、參考
基于STM32F103單片機霧霾檢測PM2.5檢測空氣質量檢測除塵系統(tǒng)https://blog.csdn.net/a_huan258147/article/details/116261005?ops_request_misc=%257B%2522request%255Fid%2522%253A%252270E293FE-E8B7-4F6F-90F6-F0A69E48BA5D%2522%252C%2522scm%2522%253A%252220140713.130102334..%2522%257D&request_id=70E293FE-E8B7-4F6F-90F6-F0A69E48BA5D&biz_id=0&utm_medium=distribute.pc_search_result.none-task-blog-2~all~sobaiduend~default-1-116261005-null-null.142%5Ev100%5Epc_search_result_base4&utm_term=pm2.5%E4%BC%A0%E6%84%9F%E5%99%A8%E8%BF%9E%E6%8E%A5stm32f103&spm=1018.2226.3001.4187
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