DFROBOT SEN0233 Arduino空气质量监测仪产品资料使用教程

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，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、PM2.5、PM1.0数值，同时温湿度传感器，可实时监测室内空气质量和环境温湿度。其中颗粒（PM 10 & PM 2.5&PM1.0）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。同时传感器内嵌入了一个温/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、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

工作电压：5.0 VDC
最大工作电流：100 mA
待机电流：≤200 uA
数据接口电平：L<0.8V，H>2.7V，电平最大电压3.3V
颗粒物测量范围：0.3~1.0 μm；1.0~2.5μm；2.5~10μm
颗粒物计数效率：50% @ 0.3μm 98% @ ≥0.5μm
颗粒物质量浓度有效量程（PM2.5标准值）：0~500ug/m³
颗粒物质量浓度最大量程（PM2.5标准值）：0~2000ug/m³
颗粒物质量浓度分辨率：1ug/m³
颗粒物质量浓度一致性（PM2.5标准值）：±10%@100~500 ug/m³ 2.±10 ug/m³@0~100 ug/m³
标准体积：0.1 L
温度测量范围：0~99℃
温度测量分辨绿：0.1℃
温度测量精度：±0.5℃
湿度测量范围：0~99%
湿度测量分辨率：0.1%
湿度测量精度：±2%
单次响应时间：≤1s
综合响应时间：≤10s
串口波特率：9600bps
工作温度范围：-10~+50℃
存储温度范围：-40~+80℃
工作湿度范围：0~99%
平均无故障时间：≥3年
产品尺寸：50 mm*38 mm*21 mm / 1.97*1.50*0.83 inches

安装注意事项

1. 金属外壳与内部电源地导通，注意不要和其他外部板组电路或机箱外壳短接。
2. 进风口和出风口所在的平面紧贴用户机内壁与外界连通的气孔为最佳安装方式，如无法实现，则出风口周围 2cm 之内无遮挡。进风口和出风口之间应有结构使气流隔离，避免气流在用户机内部从出风口直接回流到进风口。
3. 用户机内壁为进风口所开的通气孔不应小于进风口的尺寸。
4. 应用于净化器类产品时，尽量避免将传感器直接置于净化器自身风道中，如果无法避免，应单独设置一个独立的结构空间，将传感器置于其中，使其与净化器自身风道隔离。
5. 应用与净化器或固定检测设备时，传感器位置应高于地面 20cm 以上。否则有可能被近地面的大尘埃颗粒甚至絮状物污染导致风扇缠绕阻转。
6. 传感器应用于户外固定设备时，对于沙尘暴、雨雪等天气以及杨柳絮的防护，应由设备完成。
7. 传感器是一个整体元件，用户切勿将其拆解，包括金属屏蔽壳，以防出现不可逆破坏。
8. 传感器底部用 2mm 自攻螺钉固定，螺钉进入壳体长度应不大于 5mm。

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、温湿度数值。

准备

硬件
- 1 x DFRobot Leonardo & Xbee R3控制板
- 1 x IO 传感器扩展板 V7.1
- 1 x Air Quality Monitor (PM 2.5, Temperature & Humidity)二合一传感器及配套转接板
- 1 x Micro USB数据线
- 若干杜邦线
软件
- Arduino IDE 点击下载Arduino IDE

样例代码——Arduino Leonardo

由于传感器采用串口通信，本样例使用Arduino Leonardo Serial1作为传感器接口。

/*!
 * @file  SEN0233.ino
 * @brief Air Quality Monitor (PM 2.5, HCHO, Temperature & Humidity)
 * @n Get the module here: https://www.dfrobot.com.cn/goods-1422.html
 * @n This example is to detect formaldehyde, PM2.5, temperature and humidity in the environment.
 * @copyright  Copyright (c) 2010 DFRobot Co.Ltd (http://www.dfrobot.com)
 * @license  The MIT License (MIT)
 * @author  [lijun](ju.li@dfrobot.com)
 * @version  V1.0
 * @date  2017-04-21
 */

char col;
unsigned int PMSa1 = 0, PMSa2_5 = 0, PMSa10 = 0, FMHDSa = 0, TPSa = 0, HDSa = 0, PMSb1 = 0, PMSb2_5 = 0, PMSb10 = 0, FMHDSb = 0, TPSb = 0, HDSb = 0;
unsigned int PMS1 = 0,PMS2_5 = 0,PMS10 = 0, FMHDS = 0, TPS = 0, HDS = 0, CR1 = 0, CR2 = 0;
unsigned char bufferRTT[32] = {}; //串口接收数据
char tempStr[15];

void setup()
{
  // put your setup code here, to run once:
  Serial.begin(115200);

  //选择串口(Serial1,Serial2,Serial3)
  Serial1.begin(9600);
}

void loop() {
  // put your main code here, to run repeatedly:
  while (!Serial1.available());
  while (Serial1.available() > 0) //检测是否有串口数据
  {
    for (int i = 0; i < 32; i++)
    {
      col = Serial1.read();
      bufferRTT[i] = (char)col;
      delay(2);
    }

    Serial1.flush();

    CR1 = (bufferRTT[30] << 8) + bufferRTT[31];
    CR2 = 0;
    for (int i = 0; i < 30; i++)
      CR2 += bufferRTT[i];
    if (CR1 == CR2)               //校验
    {
      PMSa1 = bufferRTT[10];      //读取PM1高八位数据
      PMSb1 = bufferRTT[11];      //读取PM1低八位数据
      PMS1 = (PMSa1 << 8) + PMSb1;   //PM1数据

      PMSa2_5 = bufferRTT[12];      //读取PM2.5高八位数据
      PMSb2_5 = bufferRTT[13];      //读取PM2.5低八位数据
      PMS2_5 = (PMSa2_5 << 8) + PMSb2_5;   //PM2.5数据

      PMSa10 = bufferRTT[14];      //读取PM10高八位数据
      PMSb10 = bufferRTT[15];      //读取PM10低八位数据
      PMS10 = (PMSa10 << 8) + PMSb10;   //PM10数据

      TPSa = bufferRTT[24];      //读取温度高八位数据
      TPSb = bufferRTT[25];      //读取温度低八位数据
      TPS = (TPSa << 8) + TPSb;   //温度数据

      HDSa = bufferRTT[26];      //读取湿度高八位数据
      HDSb = bufferRTT[27];      //读取湿度低八位数据
      HDS = (HDSa << 8) + HDSb;   //湿度数据
    }
    else
    {
      PMS1 = 0;
      PMS2_5 = 0;
      PMS10 = 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("PM1.0: ");
  Serial.print(PMS1);
  Serial.println(" ug/m3"); //显示PM1.0 单位  ug/m³ 毫克每立方米
  Serial.print("PM2.5: ");
  Serial.print(PMS2_5);
  Serial.println(" ug/m3"); //显示PM2.5 单位  ug/m³ 毫克每立方米
  Serial.print("PM 10: ");
  Serial.print(PMS10);
  Serial.println(" ug/m3"); //显示PM 10 单位  ug/m³ 毫克每立方米

}

样例代码——Arduino UNO (软串口)

由于Arduino UNO只有一个串口，并且该串口已与USB相连，所以只能用软串口与传感器通信

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: https://www.dfrobot.com.cn/goods-1422.html
 * @n This example is to detect formaldehyde, PM2.5, temperature and humidity in the environment.
 * @copyright  Copyright (c) 2010 DFRobot Co.Ltd (http://www.dfrobot.com)
 * @license  The MIT License (MIT)
 * @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 PMSa1 = 0, PMSa2_5 = 0, PMSa10 = 0, FMHDSa = 0, TPSa = 0, HDSa = 0, PMSb1 = 0, PMSb2_5 = 0, PMSb10 = 0, FMHDSb = 0, TPSb = 0, HDSb = 0;
unsigned int PMS1 = 0,PMS2_5 = 0,PMS10 = 0, FMHDS = 0, TPS = 0, HDS = 0, CR1 = 0, CR2 = 0;
unsigned char bufferRTT[32] = {}; //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 < 32; i++)
    {
      col = mySerial.read();
      bufferRTT[i] = (char)col;
      delay(2);
    }

    mySerial.flush();

    CR1 = (bufferRTT[30] << 8) + bufferRTT[31];
    CR2 = 0;
    for (int i = 0; i < 30; i++)
      CR2 += bufferRTT[i];
    if (CR1 == CR2)               //校验
    {
      PMSa1 = bufferRTT[10];      //读取PM1高八位数据
      PMSb1 = bufferRTT[11];      //读取PM1低八位数据
      PMS1 = (PMSa1 << 8) + PMSb1;   //PM1数据
      
      PMSa2_5 = bufferRTT[12];      //读取PM2.5高八位数据
      PMSb2_5 = bufferRTT[13];      //读取PM2.5低八位数据
      PMS2_5 = (PMSa2_5 << 8) + PMSb2_5;   //PM2.5数据
      
      PMSa10 = bufferRTT[14];      //读取PM10高八位数据
      PMSb10 = bufferRTT[15];      //读取PM10低八位数据
      PMS10 = (PMSa10 << 8) + PMSb10;   //PM10数据
      
      TPSa = bufferRTT[24];      //读取温度高八位数据
      TPSb = bufferRTT[25];      //读取温度低八位数据
      TPS = (TPSa << 8) + TPSb;   //温度数据
      
      HDSa = bufferRTT[26];      //读取湿度高八位数据
      HDSb = bufferRTT[27];      //读取湿度低八位数据
      HDS = (HDSa << 8) + HDSb;   //湿度数据
    }
    else
    {
      PMS1 = 0;
      PMS2_5 = 0;
      PMS10 = 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("PM1.0: ");
  Serial.print(PMS1);
  Serial.println(" ug/m3"); //显示PM1.0 单位  ug/m³ 毫克每立方米
  Serial.print("PM2.5: ");
  Serial.print(PMS2_5);
  Serial.println(" ug/m3"); //显示PM2.5 单位  ug/m³ 毫克每立方米
  Serial.print("PM 10: ");
  Serial.print(PMS10);
  Serial.println(" ug/m3"); //显示PM 10 单位  ug/m³ 毫克每立方米
}

运行结果示意图：

Mind+图形化编程（arduino uno软串口）

下载及安装软件。下载地址：https://www.mindplus.cc
切换到“上传模式”。
“扩展”中选择“主控板”中的“Arduino Uno”，选择"功能模块"中的"软串口"。
进行编程，程序如下图：
程序上传完毕后，点击打开串口即可看到数据输出。

项目程序文件下载：点击下载

典型应用案例

准备

硬件
- 1 x Arduino UNO控制板或 DFRobot Leonardo & Xbee R3控制板（需修改程序中的Serial为Serial1）
- 1 x IO 传感器扩展板 V7.1
- 1 x Gravity LCD1602 RGB Backlight Module
- 1 x Air Quality Monitor (PM 2.5, HCHO, Temperature & Humidity)三合一传感器及配套转接板
- 1 x Micro USB数据线
- 若干杜邦线
软件
- Arduino IDE，点击下载Arduino IDE

接线图

电路连接图

样例代码

这个样例代码是上面连接图的程序
请先下载Gravity: I2C LCD1602 RGB 彩色背光液晶屏Arduino库

/*!
 * @file  SEN0233.ino
 * @brief Air Quality Monitor (PM 2.5, HCHO, Temperature & Humidity)
 * @n Get the module here: https://www.dfrobot.com.cn/goods-1422.html
 * @n This example is to detect formaldehyde, PM2.5, temperature and humidity in the environment.
 * @copyright  Copyright (c) 2010 DFRobot Co.Ltd (http://www.dfrobot.com)
 * @license  The MIT License (MIT)
 * @author  [lijun](ju.li@dfrobot.com)
 * @version  V1.0
 * @date  2017-07-28
 */

#include <Wire.h>
#include <SoftwareSerial.h>
#include "DFRobot_RGBLCD1602.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 bufferRTT[32] = {}; //串口接收数据
char tempStr[15];

SoftwareSerial mySerial(10, 11); // RX, TX
/*
Change the RGBaddr value based on the hardware version
-----------------------------------------
       Moudule        | Version| RGBAddr|
-----------------------------------------
  LCD1602 Module      |  V1.0  | 0x60   |
-----------------------------------------
  LCD1602 Module      |  V1.1  | 0x6B   |
-----------------------------------------
  LCD1602 RGB Module  |  V1.0  | 0x60   |
-----------------------------------------
  LCD1602 RGB Module  |  V1.1  | 0x2D   |
-----------------------------------------
*/
DFRobot_RGBLCD1602 lcd(/*RGBAddr*/0x60 ,/*lcdCols*/16,/*lcdRows*/2);  //16 characters and 2 lines of show

void setup()
{
  Serial.begin(115200);
  mySerial.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("PM2.5:");
  lcd.setCursor(9, 1 );
  lcd.print("ug/m3");
}

void loop()
{
  while (mySerial.available() > 0) //检测是否有串口数据
  {
    for (int i = 0; i < 32; i++) //读取串口数据
    {
      col = mySerial.read();
      bufferRTT[i] = (char)col;
      delay(2);
    }

    mySerial.flush();
    CR1 = (bufferRTT[30] << 8) + bufferRTT[31];
    CR2 = 0;
    for (int i = 0; i < 30; i++)
      CR2 += bufferRTT[i];
    if (CR1 == CR2)               //校验
    {
      PMSa = bufferRTT[12];      //读取PM2.5高八位数据
      PMSb = bufferRTT[13];      //读取PM2.5低八位数据
      PMS = (PMSa << 8) + PMSb;   //PM2.5数据
      TPSa = bufferRTT[24];      //读取温度高八位数据
      TPSb = bufferRTT[25];      //读取温度低八位数据
      TPS = (TPSa << 8) + TPSb;   //温度数据
      HDSa = bufferRTT[26];      //读取湿度高八位数据
      HDSb = bufferRTT[27];      //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(6, 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）、PM2.5浓度（PM2.5）空气检测

常见问题

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