HPD05红外PM2.5传感器

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描述

产品概述&原理

HPD05粉尘传感器模块是采用光学散射原理检测空气中粉尘的浓度,传感器内置一个红外线发光二极管和一个高灵敏光电接收传感器,红外线发光二极管发出光线在遇到粉尘时会产生反射光,光电传感器通过检测该反射光的强度来反映空气中粉尘的浓度情况,传感器直接输出PWM信号,PWM宽度即是当前浓度数值(1ms = 1ug/m3)。也可以通过IIC串口信号输出粉尘浓度数值,数值单位是ug/m3。该传感器适用于空气净化器、带净化功能的空调、新风系统及空气品质检测仪器的配套。

检测原理

根据光的色散原理,红外线发光二极管发出光线遇到粉尘产生反射光,高灵敏的光电接收传感器检测到反射光的光强,输出信号,根据输出信号光强的大小以及数量判断粉尘的浓度。探测器的输出电流与检测到的光强成相应的比例,传感器输出电流经放大器放大后,再经处理器校正处理,最终输出数字PWM信号脉冲,或通过IIC数据接口输出粉尘浓度数值。

红外传感器

性能指标

(1)规格

红外传感器

连接器CON2引脚定义

红外传感器

(2)寿命

光源寿命:连续通电情况下使用 5 年以上。

(3)光电特性

(4)型号输出

a1. PWM 信号输出(对应型号 HPD051Axxx):

红外传感器

低脉冲时间与粉尘浓度的关系:1ms = 1ug/m3 

P1 引脚输出的脉冲宽度对应粉尘浓度的平均值(响应速度较慢,波动小稳定性好) 

P2 引脚输出的脉冲宽度对应粉尘浓度的瞬时值(响应速度快,波动较大)

a2. PWM 信号输出(对应型号 HPD051Cxxx):

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低脉冲时间与粉尘浓度的关系:粉尘浓度 = TL / TA * 4000 (ug/m3 );TA 一般取 30 秒,(备注:TA 是指从检测到第一个下降沿开始到最后一个上升沿结束的总时间)

P1 引脚输出的脉冲宽度对应粉尘浓度的平均值(响应速度较慢,波动小稳定性好) 

P2 引脚输出的脉冲宽度对应粉尘浓度的瞬时值(响应速度快,波动较大) 

备注:P1 和 P2 口输出的粉尘浓度都需按照低脉冲时间与粉尘浓度的关系公式计算。

b. IIC 信号输出:

通过 IIC 接口读取粉尘传感器模块内部寄存器直接获取粉尘浓度数值。

b-1 IIC 通讯接口

主机产生 8 个时钟脉冲发送 8 位数据,在 SCL 总线上的第 8 个下降沿,器件将 SDA 改变输出为输入,并在第 9 个时钟脉冲读应答值。第 9 个时钟脉冲之后, 如果下一次接收还没有准备好,数据接收器件将 SCL 总线拉低,从而迫使下一字节的传输暂停。当接收器释放 SCL 总线,数据传输继续。

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IIC 总线协议定义两个状态开始和结束传输,起始 (S) 和 停止(P) 信号。起始信号:当 SCL 为高时,在 SDA 总线上有从高到低的电平变化。停止信号:当 SCL 为高时,在 SDA 上有从低到高的电平变化。起始或停止信号常由主机产生,在起始信号产生之后 IIC 总线视为忙,在停止信号之后,IIC 总线视为空闲。

红外传感器

b-2 传感器 IIC 接口

读 HPD05 寄存器数据时通讯波形图如下: 

HPD05 传感器器件从地址为 0x9A, IIC 最大时钟速率为 100Kbps.

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b-3 HPD05 寄存器

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使用注意事项 

(1)由于本产品利用电阻的焦耳发热,在壳体内部产生上升气流,因此传感器安装时保持垂直地面(误差小于±3°),传感器进风口朝下,出风口朝上(备注:具有加热电阻的为进风口,位置在下端;保证进风口与出风口的流通);

(2)如果壳体内部的上升气流混乱的话,会对传感器特性产生影响,请考虑传感器周围的气流 ;

(3)传感器安装在设备内部,外窗需要安装黑色海绵(注意:贴近传感器外窗开口面不能背胶),确保其处于黑暗环境,减少干扰光的影响;

(4)传感器不要在有机气体和可燃气体的环境使用, 

(5)镜片表面的清洁请不要使用有机剂与洗洁剂。 并且请不要碰伤镜片表面,避免硬物等的碰擦。镜片表面的清洁可以用棉棒上洁净水擦拭后,再用干燥的棉棒擦拭。切勿使用酒精。 

(6)供给电源的电压纹波控制在 50mV 以下。 

(7).本产品因胶壳含有导电材料,为了使用安全,建议使用隔离电源供电,如非隔离电源的请务必做好安全防护。

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