Arduino空气质量监测仪

简介

随着科技的进步,人们对生活品质的追求越来越高。健康生活作为最基础的部分,越来越受到人们关注。雾霾,PM2.5,甲醛这是近几年来最热的几个关于空气质量的话题。能够实时地检测身边的空气质量成为了现代人们一种非常迫切的需求。 DFRobot新出空气质量监测仪,兼容Arduino,STM32等设备,可测量PM10和PM2.5数值,同时内置甲醛以及温湿度传感器,可实时监测室内空气质量。其中颗粒(PM 10 & PM 2.5)浓度使用激光散射原理,能够连续采集并计算单位体积内空气中不同大小的悬浮颗粒物数目,即颗粒物浓度分布,可以通过该数值换算成质量浓度。甲醛浓度基于电化学原理检测,具备高精度、高稳定性的特点。同时传感器内嵌入了一个瑞士生产的温/湿度一体检测芯片,能够精确的检测出温度值和湿度值。该传感器把颗粒物浓度数值、甲醛浓度数值及温度、湿度监测功能合并,利用UART接口输出相关数据帧。传感器能够嵌入各种与空气质量监测和环境空气改善相关的仪器设备,为其提供及时准确的环境参数。

技术规格

安装注意事项

引脚说明

引脚图

标号 名称 功能描述
PIN1 VCC 电源正(+5V)
PIN2 GND 电源负
PIN3 SET 设置管脚 /TTL电平@3.3V,高电平或悬空为正常工作状态,低电平为休眠状态
PIN4 RXD 串口接收管脚/TTL电平@3.3V
PIN5 TXD 串口发送管脚/TTL电平@3.3V
PIN6 RESET 模块复位信号/TTL电平@3.3V,低复位
PIN7 NC
PIN8 NC

使用教程

本教程会提供两个样例代码,意在提供一个简单的方法去读取PM2.5、甲醛、温湿度数值。

准备

样例代码——Arduino Leonardo

/*
       @file SEN0233.ino
       @brief Air Quality Monitor (PM 2.5, HCHO, Temperature & Humidity)
       @n Get the module here: http://www.dfrobot.com.cn/goods-1422.html
       @n This example is to detect formaldehyde, PM2.5, temperature and humidity in the environment.

       @copyright  [DFRobot](http://www.dfrobot.com), 2017
       @copyright GNU Lesser General Public License

       @author [lijun](ju.li@dfrobot.com)
       @version  V1.0
       @date  2017-04-21
*/

char col;
unsigned int PMSa = 0, FMHDSa = 0, TPSa = 0, HDSa = 0, PMSb = 0, FMHDSb = 0, TPSb = 0, HDSb = 0;
unsigned int PMS = 0, FMHDS = 0, TPS = 0, HDS = 0, CR1 = 0, CR2 = 0;
unsigned char buffer_RTT[40] = {}; //串口接收数据
char tempStr[15];
void setup()
{
  Serial.begin(115200);
  Serial1.begin(9600);
}

void loop()
{
  while (!Serial1.available());
  while (Serial1.available() > 0) //检测是否有串口数据
  {
    for (int i = 0; i < 40; i++)
    {
      col = Serial1.read();
      buffer_RTT[i] = (char)col;
      delay(2);
    }

    Serial1.flush();

    CR1 = (buffer_RTT[38] << 8) + buffer_RTT[39];
    CR2 = 0;
    for (int i = 0; i < 38; i++)
      CR2 += buffer_RTT[i];
    if (CR1 == CR2)               //校验
    {
      PMSa = buffer_RTT[12];      //读取PM2.5高八位数据
      PMSb = buffer_RTT[13];      //读取PM2.5低八位数据
      PMS = (PMSa << 8) + PMSb;   //PM2.5数据
      FMHDSa = buffer_RTT[28];    //读取甲醛高八位数据
      FMHDSb = buffer_RTT[29];    //读取甲醛低八位数据
      FMHDS = (FMHDSa << 8) + FMHDSb; //甲醛数据
      TPSa = buffer_RTT[30];      //读取温度高八位数据
      TPSb = buffer_RTT[31];      //读取温度低八位数据
      TPS = (TPSa << 8) + TPSb;   //温度数据
      HDSa = buffer_RTT[32];      //读取湿度高八位数据
      HDSb = buffer_RTT[33];      //读取湿度低八位数据
      HDS = (HDSa << 8) + HDSb;   //湿度数据
    }
    else
    {
      PMS = 0;
      FMHDS = 0;
      TPS = 0;
      HDS = 0;
    }
  }

  Serial.println("-----------------------uart--------------------------");
  Serial.print("Temp : ");
  sprintf(tempStr, "%d%d.%d", TPS / 100, (TPS / 10) % 10, TPS % 10);
  Serial.print(tempStr);
  Serial.println("C");               //显示温度
  Serial.print("RH   : ");
  sprintf(tempStr, "%d%d.%d", HDS / 100, (HDS / 10) % 10, HDS % 10);
  Serial.print(tempStr);            //显示湿度
  Serial.println(" %");               //“%”
  Serial.print("HCHO : ");
  Serial.print(FMHDS);
  Serial.println(" ug/m3"); // 显示甲醛,单位  ug/m³ 毫克每立方米
  Serial.print("PM2.5: ");
  Serial.print(PMS);
  Serial.println(" ug/m3"); //显示PM2.5 单位  ug/m³ 毫克每立方米
  Serial.println();
}

样例代码——Arduino UNO (软串口)

连接线路:

PM2.5 Sensor Adapter UNO
VCC 5v
GND GND
TX 10
RX 11
/*
   @file SEN0233.ino
   @brief Air Quality Monitor (PM 2.5, HCHO, Temperature & Humidity)
   @n Get the module here: http://www.dfrobot.com.cn/goods-1422.html
   @n This example is to detect formaldehyde, PM2.5, temperature and humidity in the environment.

   @copyright  [DFRobot](http://www.dfrobot.com), 2017
   @copyright GNU Lesser General Public License

   @author [lijun](ju.li@dfrobot.com)
   @version  V1.0
   @date  2017-03-01
*/
#include <SoftwareSerial.h>
SoftwareSerial mySerial(10, 11); // RX, TX
char col;
unsigned int PMSa = 0, FMHDSa = 0, TPSa = 0, HDSa = 0, PMSb = 0, FMHDSb = 0, TPSb = 0, HDSb = 0;
unsigned int PMS = 0, FMHDS = 0, TPS = 0, HDS = 0, CR1 = 0, CR2 = 0;
unsigned char buffer_RTT[40] = {}; //串口接收数据
char tempStr[15];
void setup()
{
  Serial.begin(115200);
  mySerial.begin(9600);

}

void loop()
{
  while (!mySerial.available());
  while (mySerial.available() > 0) //检测是否有串口数据
  {
    for (int i = 0; i < 40; i++)
    {
      col = mySerial.read();
      buffer_RTT[i] = (char)col;
      delay(2);
    }

    mySerial.flush();

    CR1 = (buffer_RTT[38] << 8) + buffer_RTT[39];
    CR2 = 0;
    for (int i = 0; i < 38; i++)
      CR2 += buffer_RTT[i];
    if (CR1 == CR2)               //校验
    {
      PMSa = buffer_RTT[12];      //读取PM2.5高八位数据
      PMSb = buffer_RTT[13];      //读取PM2.5低八位数据
      PMS = (PMSa << 8) + PMSb;   //PM2.5数据
      FMHDSa = buffer_RTT[28];    //读取甲醛高八位数据
      FMHDSb = buffer_RTT[29];    //读取甲醛低八位数据
      FMHDS = (FMHDSa << 8) + FMHDSb; //甲醛数据
      TPSa = buffer_RTT[30];      //读取温度高八位数据
      TPSb = buffer_RTT[31];      //读取温度低八位数据
      TPS = (TPSa << 8) + TPSb;   //温度数据
      HDSa = buffer_RTT[32];      //读取湿度高八位数据
      HDSb = buffer_RTT[33];      //读取湿度低八位数据
      HDS = (HDSa << 8) + HDSb;   //湿度数据
    }
    else
    {
      PMS = 0;
      FMHDS = 0;
      TPS = 0;
      HDS = 0;
    }
  }

  Serial.println("-----------------------uart--------------------------");
  Serial.print("Temp : ");
  sprintf(tempStr, "%d%d.%d", TPS / 100, (TPS / 10) % 10, TPS % 10);
  Serial.print(tempStr);
  Serial.println(" C");              //显示温度
  Serial.print("RH   : ");
  sprintf(tempStr, "%d%d.%d", HDS / 100, (HDS / 10) % 10, HDS % 10);
  Serial.print(tempStr);            //显示湿度
  Serial.println(" %");               //%
  Serial.print("HCHO : ");
  Serial.print(FMHDS);
  Serial.println(" ug/m3"); //显示甲醛,单位  ug/m³ 毫克每立方米
  Serial.print("PM2.5: ");
  Serial.print(PMS);
  Serial.println(" ug/m3"); //显示PM2.5 单位  ug/m³ 毫克每立方米
  Serial.println();
}

运行结果示意图:

运行结果

Mind+(基于Scratch3.0)图形化编程(arduino uno软串口)

  1. 下载及安装软件。下载地址:http://www.mindplus.cc 详细教程:Mind+基础wiki教程-软件下载安装
  2. 切换到“上传模式”。 详细教程:Mind+基础wiki教程-上传模式编程流程
  3. “扩展”中选择“主控板”中的“Arduino Uno”,选择"功能模块"中的"软串口"。 详细教程:Mind+基础wiki教程-加载扩展库流程
  4. 进行编程,程序如下图:
  5. 程序上传完毕后,打开串口即可看到数据输出。详细教程:Mind+基础wiki教程-串口打印

项目程序文件下载点击下载

典型应用案例

准备

接线图

电路连接图

样例代码

/*
   @file SEN0233.ino
   @brief Air Quality Monitor (PM 2.5, HCHO, Temperature & Humidity)
   @n Get the module here: http://www.dfrobot.com.cn/goods-1422.html
   @n This example is to detect formaldehyde, PM2.5, temperature and humidity in the environment.

   @copyright  [DFRobot](http://www.dfrobot.com), 2017
   @copyright GNU Lesser General Public License

   @author [lijun](ju.li@dfrobot.com)
   @version  V1.0
   @date  2017-07-028
*/

#include <Wire.h>
#include "DFRobot_RGBLCD.h"
char col;
unsigned int PMSa = 0, FMHDSa = 0, TPSa = 0, HDSa = 0, PMSb = 0, FMHDSb = 0, TPSb = 0,
             HDSb = 0, PMS = 0, TPS = 0,  HDS = 0, CR1 = 0, CR2 = 0, FMHDS = 0;
unsigned char buffer_RTT[40] = {}; //串口接收数据
char tempStr[15];
DFRobot_RGBLCD lcd(16, 2);  //RGB address; 16 characters and 2 lines of show

void setup()
{
  Serial.begin(9600);
  lcd.init();//初始化LCD1602 RGB屏
  lcd.setRGB(0, 255, 0); //设置屏的初始背光颜色
  lcd.setCursor(0, 0 ); //设置从(0,0)开始显示
  lcd.print("T:");//显示T:
  lcd.setCursor(9, 0 );
  lcd.print("H:");
  lcd.setCursor(0, 1 );
  lcd.print("F:");
  lcd.setCursor(9, 1 );
  lcd.print("P:");
}

void loop()
{
  while (Serial.available() > 0) //检测是否有串口数据
  {
    for (int i = 0; i < 40; i++) //读取串口数据
    {
      col = Serial.read();
      buffer_RTT[i] = (char)col;
      delay(2);
    }

    Serial.flush();
    CR1 = (buffer_RTT[38] << 8) + buffer_RTT[39];
    CR2 = 0;
    for (int i = 0; i < 38; i++)
      CR2 += buffer_RTT[i];
    if (CR1 == CR2)               //校验
    {
      PMSa = buffer_RTT[12];      //读取PM2.5高八位数据
      PMSb = buffer_RTT[13];      //读取PM2.5低八位数据
      PMS = (PMSa << 8) + PMSb;   //PM2.5数据
      FMHDSa = buffer_RTT[28];    //读取甲醛高八位数据
      FMHDSb = buffer_RTT[29];    //读取甲醛低八位数据
      FMHDS = (FMHDSa << 8) + FMHDSb; //甲醛数据
      TPSa = buffer_RTT[30];      //读取温度高八位数据
      TPSb = buffer_RTT[31];      //读取温度低八位数据
      TPS = (TPSa << 8) + TPSb;   //温度数据
      HDSa = buffer_RTT[32];      //读取湿度高八位数据
      HDSb = buffer_RTT[33];      //读取湿度低八位数据
      HDS = (HDSa << 8) + HDSb;   //湿度数据
    }
    else
    {
      PMS = 0;
      FMHDS = 0;
      TPS = 0;
      HDS = 0;
    }
  }
  lcd.setCursor(2, 0 );
  sprintf(tempStr, "%d%d.%d", TPS / 100, (TPS / 10) % 10, TPS % 10); //显示温度
  lcd.print(tempStr);
  lcd.write(0xdf);              //显示°
  lcd.print('C');               //显示C
  lcd.setCursor(11, 0 );
  sprintf(tempStr, "%d%d.%d", HDS / 100, (HDS / 10) % 10, HDS % 10); //显示湿度
  lcd.print(tempStr);
  lcd.print('%');               //显示%
  lcd.setCursor(2, 1 );
  lcd.print((float)FMHDS / 1000); // 显示甲醛,单位  mg/m³ 毫克每立方米
  lcd.print((int)FMHDS % 10);
  lcd.setCursor(11, 1 );
  sprintf(tempStr, "%d%d%d", PMS / 100, (PMS / 10) % 10, PMS % 10); //显示PM2.5个、十、百位单位ug/m³ 微克每立方米
  lcd.print(tempStr);
}

结果

显示屏上显示当前检测出来的温度(T)、湿度(H)、甲醛浓度(F)、PM2.5浓度 (P) 空气检测

常见问题

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