攜帶式粉塵+紫外線偵測裝置DIY

ex9535

專題終於完成了~而且還拿到系上最高分，要代表系上競賽
雖然途中經歷風風雨雨，但也因這樣才讓小弟有所成長{:14_1478:}
小弟仍有許多不懂需要改進的地方，我的作品如果還有可以改進的地方，還麻煩各位大大指點n_097|

以下是小弟有運用到的材料
        名稱           |          規格             | 數量  |                          備註
------------------------------------------------------------------------------------------------------------
   1.  單晶片                ht66f50                        1                28pin
   2. 升壓電路                MT3608                         1                DC-DC 2A
   3. 電池                              ATL 385085M1             2                1890mAh
   4. 紫外線感知器        ML8511                     1                電壓 3~5V ；消耗電流 : Max 5mA
   5. 粉塵傳感器                GP2Y1010AU0F             1                電壓 5~7V ；消耗電流 : Max 85mA
   6. 石英震盪晶體         4MZ                             1
   7. 蜂鳴器                壓電式                     1                5V
   8. 電晶體                9014                      1                NPN型
   9. 二極體                1N4148                     1                齊納二極體
10. 開關                        觸摸式                     1
11. 電阻器                                 0Ω                     1                碳膜式
                                        220Ω                     8                碳膜式
                                         10KΩ                     1                精密型
                                       1.5KΩ                     1                碳膜式
                                      300KΩ                     1                精密型

12. 電容器                220uF/6.3V             1                固態式電容
                                0.01uF/50V             1                貼片式電容
                                0.1uF/50V                     1                貼片式電容
13. LED                           紅色                     2       
                                  黃色                     2       
                                  藍色                     2       
                                  綠色                     1       

----------------------------------------------------------------------------------------------------
晶片運用腳位示意 :



電路圖 :


紫外線感知器特性曲線 :


以下是我紫外線感知器的部分 :
        1. 小於1.375V也就是小於3 mW/cm2 設定為紫外線正常狀態。
        2. 1.375V~1.625V也就是5 mW/cm2設定為警告。
        3. 當電壓大於1.625V則為危險，提示使用者若額需要，不建議待在室外日曬。

粉塵感知器特性曲線 :


以下是我粉塵感知器設定的部分 :
        1. 電壓1V~1.5V也就是粉塵0.05~0.12mg/m3設定為提示。
        2. 電壓1.5V~2V也就是粉塵0.12~0.2mg/m3設定為警告。
        3. 大於2V為粉塵多於0.2 mg/m3設為危險。

-------------------------------------------------------------------------------------------------------
程式碼 :



-------------------------------------------------------------------------------------------------------
晶片燒入畫面 :


燒入器顯示畫面 :


-----------------------------------------------------------------------------------------------------
裝置展示+測試圖










使用電流測試 :




-----------------------------------------------------------------------------------------------------
備註 :  
        1. 以上測試電壓及電流單位為 mV及mA。
        2. 在粉塵感知器GP2Y1010AU0F資料手冊中提到，裡面的LED不能設定恆亮，是必須設定一個脈衝週期為10ms，一個脈波寬度為0.32ms，而我設定為亮0.28ms，休息0.04ms，也就是原廠建議脈波寬度0.32ms。
        3. 若要測試粉塵感知器，資料手冊中提到，不得使較大型髒污進入感知器中，否則數值則易誤判，甚至建議安裝攔沙網。我有用家裡拜拜的香做測試，但變化不大。※備註:不得自行分解清潔感知器。
        4. 紫外線感知器測試不能用一般LED測試，要用UV LED測試。下面連結是國際牌對LED作的解釋(雖然我跟我同學解釋多次，但他還是聽不下去...
                http://www2.panasonic.biz/es/lighting/led/led/principle/
        5. 相片上的版本是上一版，紫外線的電壓呈現有問題，目前的版本已經做好分壓，讓電壓正常呈現了，等天氣晴之後再做測試更新。


===================================================
很謝謝烏骨雞學姊出貨超級快n_089|
也謝謝之前把我敲醒的痞友們n_111|

葉坦克

用Arduino開發模組製作 應該會比較快速方便 且都有現成的模組(PM2.5濃度等...)

之前參加第四分區科展的時候，發現評審大多不是本科或只懂皮毛，所以個人認為 應該要將作品線材整理好，避免橫跨電路零件或遮住零件，然後電路布局合理 避免擠成一團，臨場解說是很重要的 一定要讓評審知道你的作品與眾不同的地方。
祝你好運!

ex9535

葉坦克 發表於 2018-6-18 04:46 PM
用Arduino開發模組製作 應該會比較快速方便 且都有現成的模組(PM2.5濃度等...)

之前參加第四分區科展的時 ...

謝謝 ! 線材部分之後會裁剪，還會製作外殼。
使用那顆晶片主要是因為之前參加那間公司在逢甲大學主辦的比賽，所以就想說沿用那顆晶片下去製作。
畢竟自己認為如果什麼東西學一半或是學皮毛，那沒有東西我學得起來...

ericchou

Q : 用家裡拜拜的香做測試，但變化不大。

===>
A : 可能樓主沒有使用風扇輔助收集氣體，
     強制氣體樣本通過感測器反應
     看其它類似裝置似乎都有加風扇收集樣本
     另外
     查閱sensor資料說明中
     有提到煙霧與塵埃感應訊號，有明顯差異呦 (您參考看看)







另外隨想的問題
1. 粉塵偵測sensor髒了要如何清潔 ?

2. 這裝置如何作校正，(與正規偵測器作數值匹配比較) ?
3. 一般粉塵偵測器，大多一起比較的參數 (溫度/濕度/粉塵量)，是否要增加上濕度 ?
4. 未來可考慮加掛太陽能電池，適應戶外無人偵測點應用。
5. 未來可考慮加掛資料傳輸介面，讓大數據收集統記更有方便性。


隨機參考的資料來源 :
Optical quality sensor the air Sharp GP2Y1010AU0F (煙塵偵測有明顯判差異判讀影片)
Air Quality Monitoring  (有加風扇的粉塵偵測)
GP2Y1010AU0F 灰塵感測 (通過電壓的波形還可以判斷是煙還是塵)

• 夏普GP2Y1010AU0F數據表
• 夏普GP2Y1010AU0F應用筆記
• http://www.howmuchsnow.com/arduino/airquality/
• http://www.arduino.org/learning/tutorials/boards-tutorials/sharp-dust-sensor-gp2y1010au
  

ericchou

看了一下 SHARP的粉塵感測器
後續有出模組型的 (有自帶風扇&集氣罩...等，價格約幾百台幣)
要針對粉塵精準量測，可以參考看看

SHARP DN7C3JA001 PM2.5 sensor

ex9535

ericchou 發表於 2018-6-18 07:02 PM
Q : 用家裡拜拜的香做測試，但變化不大。

===>

Q1. 粉塵偵測sensor髒了要如何清潔 ?
Q2. 這裝置如何作校正，(與正規偵測器作數值匹配比較) ?
Q3. 一般粉塵偵測器，大多一起比較的參數 (溫度/濕度/粉塵量)，是否要增加上濕度 ?
Q4. 未來可考慮加掛太陽能電池，適應戶外無人偵測點應用。
Q5. 未來可考慮加掛資料傳輸介面，讓大數據收集統記更有方便性。

A1 : 手冊上寫說清潔後，需要送回原廠校正，感覺麻煩，還在想有沒有自己清潔+校正的方式。
A2 : 因為時間+自己得能力關係，還沒學到加上LCD功能，目前用不同顏色的燈號做提示，若之後有時間會補上LCD顯示；比較準確是用電表量測Vout得到的電壓在對應DataSheet，因為程式裡A/D後的數值是取約略值。
A3 : 濕度 ? 是指濕度感知器還是?因為粉塵感知器只要大於 0.8u大小的都能捕捉到，沒有限於PM 2.5。大大的意思是需要能解析目前空氣中所存在的東西 ??
A4 : 哇~這...若設計成可風吹日曬雨淋，想必只能走向封膠的路，封了就不能改了~等除錯全部做完再來玩n_087|
A5 : 記得這顆晶片的記憶體非常小，我再翻翻資料，了解擴充記憶體的方法。

ericchou

ex9535 發表於 2018-6-19 12:18 AM
Q1. 粉塵偵測sensor髒了要如何清潔 ?
Q2. 這裝置如何作校正，(與正規偵測器作數值匹配比較) ?
Q3. 一般粉 ...

濕度 ?
是指濕度感知器還是?
因為粉塵感知器只要大於 0.8u大小的都能捕捉到，沒有限於PM 2.5。
大大的意思是需要能解析目前空氣中所存在的東西 ??

==>
一般分析環境變因會包含濕度條件
要加一個溫/濕度感測器
這樣的資料收集(溫/濕/粉塵量/紫外線)，對環境大數據分析較具整體性
下列是一些市售成品的介面概觀，您參考看看