手把手教你做PM2.5检测仪

这几天持续有南方的朋友到北京品霾,纷纷表示虽然南方的霾湿润灵秀,但要说量足味儿正,大抵是不如北京的。也听说过河北的霾粗砺豪放,可惜又少了一点底蕴。

霾还是要讲究个积淀,北京的老霾着实是比南方新霾厚重,吸起来入鼻绵柔,却不失醇厚,仔细品味之下略有回甘。

雾是故乡厚,霾是北京纯。

既然雾霾已成常态,自己DIY一个PM2.5检测仪还是很有必要的。利用零基础入门开发板 Arduino UNO R3,只需很简单的电路和很少的代码就能自制一个PM2.5检测仪。为保证测量精度,这里选用激光粉尘传感器来测试空气中的雾霾污染程度,同时选用DHT11来检测环境温度和湿度,非常适合中小学生练习。

一、制作PM2.5检测仪所需的材料

Arduino UNO R3开发板,一个

激光PM2.5传感器,一个

1.3寸OLED屏,1个

温湿度传感器DHT11,一个

面包板,一个

杜邦线,若干

电阻,阻值约5k,1个

制作PM2.5检测仪所需的全部材料

二、元件介绍

1. Arduino UNO R3开发板

    Arduino是一个开放源代码的设计平台,由硬件Arduino板和软件Arduino IDE集成开发环境两部分组成。Arduino板是一个以AVR单片机为核心的开源硬件平台,有多种型号和配套资源,其中最基础、最常用的是Arduino UNO R3板,价格低廉、售价约23元,体积小巧、使用方便。Arduino IDE是一款非常优秀的软件开发平台,界面简洁友好,上手快,具有很好的跨平台性。

Arduino UNO R3板

Arduino编程是基于入门级的C语言,门槛低,最重要的是在Arduino环境中,很多功能均已封装成函数,可直接调用函数完成相应的功能,大大降低了编程复杂度,学生无需具备太多的单片机知识就可使用 Arduino板与各种传感器、电子元件连接,快速搭建出各种有趣的、实用的电路,实现丰富的功能。Arduino还支持第三方库和硬件等,灵活性和扩展性强。

Arduino板端口和管脚功能定义

2. 激光PM2.5传感器

为保证测试精度,选用了一款激光PM2.5传感器,缺点是售价比较离谱,这东西成本不高,但因为缺乏竞争,所以价格一直居高不下。该传感器接口有6个引脚,但实际上只用到4个,各引脚定义如下所示。

传感器说明书下载 链接: https://pan.baidu.com/s/1bpVw2U7 密码: mi4y

传感器采用异步串行通信方式(UART),以帧为单位进行通讯。帧格式固定,每一帧由9 个字节组成,分命令帧和应答帧。当外部设备向传感器发送命令帧时,传感器会回复外部设备对应的应答帧。

波特率:9600;

校验位:无;

停止位:1 位;

数据位:8;

OLED屏

OLED显示屏采用有机发光二极管,不需背光源,是一种较新型的显示屏,缺点是价格较高,不如LCD寿命长。

有机发光显示技术由非常薄的有机材料涂层和玻璃基板构成。当有电荷通过时这些有机材料就会发光。OLED发光的颜色取决于有机发光层的材料,故厂商可由改变发光层的材料而得到所需之颜色。有源阵列有机发光显示屏具有内置的电子电路系统因此每个像素都由一个对应的电路独立驱动。OLED具备有构造简单、自发光不需背光源、对比度高、厚度薄、视角广、反应速度快、可用于挠曲性面板、使用温度范围广等优点。

本例程采用128×64的1.3寸OLED单色显示屏,IIC接口,参考售价约27元。

接线时,请务必仔细核对电源和地线,不要接反。

温湿度传感器DHT11 是一款廉价的温湿度传感器,利用湿敏电阻测量湿度,采用数字温度传感器测试温度,并由单片机处理后采用串行输出。DHT11 售价约4元,就是略丑。DHT22 售价约15元,虽然颜色变白了,但颜值依然很低。二者管脚定义一样,但操作时序不同在应用时需要注意。这里,我们选用DTH11型号。

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