使用夏普GP2Y1010AU0F灰塵傳感器檢測空氣質量

夏普GP2Y1010AU0F灰塵傳感器價格較便宜，能檢測出室內空氣中的灰塵和煙塵含量. 

檢測原理

其原理如下圖，傳感器中心有個洞可以讓空氣自由流過，定向發射LED光，通過檢測經過空氣中灰塵折射過後的光線來判斷灰塵的含量。

電路圖

因為數據是通過pin 5的電壓模擬信號輸出的，而樹莓派的引腳不支持模擬信號直接讀取（需要增加數模轉換芯片），所以先用Arduino來實驗。

Arduino 代碼

根據電路圖， 把Arduino和傳感器連接起來：

1. Sharp pin 1 (V-LED) => 5V 串聯1個150歐姆的電阻（最好在電阻一側和GND之間再串聯一個220uf的電容）
2. Sharp pin 2 (LED-GND) => GND
3. Sharp pin 3 (LED) => Arduino PIN 2 （開關LED）
4. Sharp pin 4 (S-GND) => GND
5. Sharp pin 5 (Vo) => Arduino A0 pin （空氣質量數據通過電壓模擬信號輸出）
6. Sharp pin 6 (Vcc) => 5V

2. #include<SPI.h>
3. #include<stdlib.h>
5. intdustPin=0;
6. intledPower=2;
7. intdelayTime=280;
8. intdelayTime2=40;
9. floatoffTime=9680;
11. intdustVal=0;
12. inti=0;
13. floatppm=0;
14. char s[32];
15. floatvoltage=0;
16. floatdustdensity=0;
17. floatppmpercf=0;
19. voidsetup(){
20.  Serial.begin(9600);
21.   pinMode(ledPower,OUTPUT);
23.  // give the ethernet module time to boot up:
24.   delay(1000);
26.   i=0;
27.   ppm=0;
28. }
30. voidloop(){
31.   i=i+1;
32.   digitalWrite(ledPower,LOW);// power on the LED
33.   delayMicroseconds(delayTime);
34.   dustVal=analogRead(dustPin);// read the dust value
35.   ppm=ppm+dustVal;
36.   delayMicroseconds(delayTime2);
37.   digitalWrite(ledPower,HIGH);// turn the LED off
38.   delayMicroseconds(offTime);
40.   voltage=ppm/i*0.0049;
41.   dustdensity=0.17*voltage-0.1;
42.   ppmpercf=(voltage-0.0256)*120000;
43.  if(ppmpercf<0)
44.     ppmpercf=0;
45.  if(dustdensity<0)
46.     dustdensity=0;
47.  if(dustdensity>0.5)
48.     dustdensity=0.5;
49.  StringdataString="";
50.   dataString+=dtostrf(voltage,9,4,s);
51.   dataString+=",";
52.   dataString+=dtostrf(dustdensity,5,2,s);
53.   dataString+=",";
54.   dataString+=dtostrf(ppmpercf,8,0,s);
55.   i=0;
56.   ppm=0;
57.  Serial.println(dataString);
58.   delay(1000);
59. }

把傳感器和Ardiuno連接好後，可以連續打印出傳感器的輸出電壓值。輸出電壓大小和灰塵含量的曲線入下圖：

通過電壓的波形還可以判斷是煙還是塵呢…

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