Dust Sensor User Manual

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Dust Sensor 用户手册

微雪电子

Dust Sensor 灰尘传感器
用户手册
1. 特性和原理
本模块是以夏普 GP2Y1010AU0F 为核心的灰尘传感器。传感器内部的红外二极管，可
以输出一个跟灰尘浓度成线性关系的电压值。通过该电压值即可计算出空气中的灰尘
和烟尘含量。

测量对象：
有效量程：
输出类型：
工作电压：
产品尺寸：
固定孔尺寸：
通气孔尺寸：

直径大于 0.8μm 灰尘颗粒
500μg/m3
电压模拟量
2.5V~5.5V
63.2mm×41.3mm
2.0mm
9.0mm

1.1. 传感器输出特性
传感器输出电压与灰尘浓度关系在 0 到 0.5mg/m3 范围内成线性关系，如下图所示：

图 1: 传感器输出特性曲线

1.2. 传感器控制原理
1)

通过设置模块 ILED 引脚为高电平，从而打开传感器内部红外二极管。

2)

等待 0.28ms，外部控制器采样模块 AOUT 引脚的电压值。这是因为传感器内部红
外二极管在开启之后 0.28ms，输出波形才达到稳定。如下图所示：
1

版本 V1.4，2015 年 12 月 29 日

Dust Sensor 用户手册

微雪电子

图 2: ILED 与红外二极管输出波形关系

3)
4)

采样持续 0.04ms 之后，再设置 ILED 引脚为低电平，从而关闭内部红外二极管。
根据电压与浓度关系即可计算出当前空气中的灰尘浓度，具体实现细节请参考
Demo 程序。

注：输出的电压经过了分压处理（查看原理图）
，要将测得的电源放大 11 倍才是实际
传感器输出的电压。

1.3. 主要用途
检测空气中灰尘浓度，用于空气净化器、空气质量监测仪、PM2.5 检测仪等。

2. 操作和现象
2.1. 传感器接口说明
引脚号

标识

描述

1

VCC

电源正(2.5V-5.5V)

2

GND

电源地

3

AOUT

电压模拟量输出

4

ILED

传感器内部 LED 驱动

表 1: 传感器接口说明

2.2. 连接开发板使用
下面章节以四款不同类型的开发板为例，描述具体操作步骤及实验现象。

2.2.1. Open103R（主控芯片 STM32F103R）
1)
2)

编译下载 Demo 程序。
通过串口模块，把开发板 USART2 接口连接至电脑，串口调试助手设置如下：
波特率

115200

数据位

8
2

版本 V1.4，2015 年 12 月 29 日

Dust Sensor 用户手册

3)

微雪电子

停止位

1

校验位

None

流控制

None

传感器模块连接如下：
模块

开发板

VCC

3.3V 或 5V

GND

GND

AOUT

GPIOA.6

ILED

GPIOA.7

表 2: 传感器和 Open103R 引脚对应关系

4)

开发板上电，可看到串口助手不断显示当前灰尘浓度值，当有大量灰尘颗粒进入
通气孔时，数据发生明显变化，实验现象见附录。

2.2.2. Open407Z-C（主控芯片 STM32F407Z）
1)
2)

3)

编译下载 Demo 程序。
通过串口模块，把开发板 USART2 接口连接至电脑，串口调试助手设置如下：
波特率

115200

数据位

8

停止位

1

校验位

None

流控制

None

传感器模块连接如下：
模块

开发板

VCC

3.3V 或 5V

GND

GND

AOUT

GPIOA.6

ILED

GPIOA.7

表 3: 传感器和 Open407Z-C 引脚对应关系

4)

开发板上电，可看到串口助手不断显示当前灰尘浓度值，当有大量灰尘颗粒进入
通气孔时，数据发生明显变化，实验现象见附录。

2.2.3. NUCLEO-F103RB（主控芯片 STM32F103R）

1)
2)

本开发板 Demo 程序分为 Mbed 及 ST Library 两个版本。操作步骤及实验现象相同。
编译下载 Demo 程序。
将开发板通过 USB 接口连接至电脑，串口调试助手设置如下：
波特率

115200

数据位

8
3

版本 V1.4，2015 年 12 月 29 日

Dust Sensor 用户手册

3)

微雪电子

停止位

1

校验位

None

流控制

None

传感器模块连接如下：
模块

开发板

VCC

3.3V 或 5V

GND

GND

AOUT

A0

ILED

D7

表 4: 传感器和 XNUCLEO-F103RB 引脚对应关系

4)

开发板上电，可看到串口助手不断显示当前灰尘浓度值，当有大量灰尘颗粒进入
通气孔时，数据发生明显变化，实验现象见附录。

2.2.4. Arduino UNO
1)
2)

3)

编译下载 Demo 程序。
将开发板通过 USB 接口连接至电脑，串口调试助手设置如下：
波特率

9600

数据位

8

停止位

1

校验位

None

流控制

None

传感器模块连接如下：
模块

开发板

VCC

3.3V 或 5V

GND

GND

AOUT

A0

ILED

D7

表 5: 传感器和 UNO PLUS 引脚对应关系

4)

开发板上电，可看到串口助手不断显示当前灰尘浓度值，当有大量灰尘颗粒进入
通气孔时，数据发生明显变化，实验现象见附录。

3. 附录：
3.1. 实验现象
串口打印灰尘浓度数据：

4
版本 V1.4，2015 年 12 月 29 日

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微雪电子

空气污染指数分级标准如下表所示：
空气质量

空气质量指

浓度均值(μg/m3)

空气质量
AQI

级别

数类别

0-35

0-50

一级

优

35-75

51-100

二级

良

75-115

101-150

三级

轻度污染

115-150

151-200

四级

中度污染

150-250

201-300

五级

重度污染

250-500

≥300

六级

严重污染

PM2.5

表 6: 空气污染指数分级标准

5
版本 V1.4，2015 年 12 月 29 日
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File Type                       : PDF
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Linearized                      : No
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Author                          : Waveshare
Producer                        : Mac OS X 10.12.4 Quartz PDFContext
Creator                         : Microsoft® Office Word 2007
Create Date                     : 2017:05:04 16:50:43Z
Modify Date                     : 2017:05:04 16:50:43Z
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