Dust Sensor User Manual

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Dust Sensor 用户手册 微雪电子

1

版本 V1.4，2015 年12 月29 日

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：

直径大于 0.8μm 灰尘颗粒

有效量程：

500μg/m3

输出类型：

电压模拟量

工作电压：

2.5V~5.5V

产品尺寸：

63.2mm×41.3mm

固定孔尺寸：

2.0mm

通气孔尺寸：

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：

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版本 V1.4，2015 年12 月29 日

图 2: ILED 与红外二极管输出波形关系

3) 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。

4) 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) 编译下载 Demo 程序。

2) 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

Dust Sensor 用户手册 微雪电子

3

版本 V1.4，2015 年12 月29 日

停止位

1

校验位

None

流控制

None

3) 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) 编译下载 Demo 程序。

2) 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

3) 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）

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。

1) 编译下载 Demo 程序。

2) 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

Dust Sensor 用户手册 微雪电子

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版本 V1.4，2015 年12 月29 日

停止位

1

校验位

None

流控制

None

3) 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) 编译下载 Demo 程序。

2) 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

3) 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：

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版本 V1.4，2015 年12 月29 日

空气污染指数分级标准如下表所示：

PM2.5

浓度均值(μg/m3)

空气质量

AQI

空气质量

级别

空气质量指

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

表 6: 空气污染指数分级标准