Arduino PM2.5 & CO2 室内空气质量检测
摘要：采用Arduino开源硬件，搭配PM2.5空气质量传感器和红外CO2二氧化碳传感器，制成一个小型的室内空气质量检测台。又到一年一度的冬日魔都雾霾季，2017年的第一个工作日就在这样一个“中度污染”日子里到来。这日子没法过了！{:5_149:}
新年第一天上班，你们懂得{:5_198:}
手上刚好有一个闲置的PM2.5传感器（Luna姐姐送的！，感谢Luna），一个红外CO2二氧化碳的传感器（对，就那个599的，壕只挑贵的！），本着不浪费的小市民心理，打算做一个小应用玩玩。搜刮了一圈桌子，找了一块Bluno M3和LCD keypad液晶屏
材料清单：
1. Bluno M3 V2.2 主控板
2. LCD keypad shield
3. SEN0220 红外CO2二氧化碳传感器 (0~50000ppm)
4. SEN0177 PM2.5激光粉尘传感器
号外：商城终于有自己的心愿单了：一键购买链接
说明：Bluno M3 并不是一个常见的Arduino板，它是DF基于STM32开发的Arduino兼容板，优点是便宜，管脚资源多；但缺点也很明显，与一般的Arduino板存在兼容性问题（当然啦，Arduino是8位机，STM32是32位机，有部分不兼容是非常正常的事情）。这边选择M3的一个原因是M3有5个UART口，而这PM2.5和红外传感器又都是串口设备，对于M3来说是完全够了的；带蓝牙（教程不含蓝牙功能，懒）；最后就是这个板子放着也是放着~~ 用UNO，Leonardo，Mega2560等其实也完全没问题、
LCD keypad虽然占了很多管脚，但是上面有个PM2.5转接板的专用接口，省去了我接线的麻烦。
教程：
硬件操作：
1. 红外二氧化碳用的是双头PH2.0，其中一个要改成XH2.54的接头（用公母头的杜邦线直插也是可以的，就是最好能固定一下）
2. 这边选了Bluno M3的Serial1和Serial5两个串口分别作为PM2.5和CO2的UART通信口，Serial1直接连到的LCD上的 PM2.5的接口，所以不用改动，但UART5还是要把排针弯一下的，方便插。
3. 看图连线
软件:
在IDE中选择Bluno M3，选择对应串口，烧入以下代
（注意，Bluno M3的串口是从Serial1开始的，烧录代码的时候，为了防止上传出错，先不要插PM2.5转接板，另外，使用UNO，Leonardo的童鞋可以用软串口来读取数据，并不一定要Bluno M3的）
#include <Arduino.h>
#define LENG 31 //0x42 + 31 bytes equal to 32 bytes
unsigned char buf;
unsigned char hexdata = {0xFF, 0x01, 0x86, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x79}; //Read the CO2 gas density command /Don't change the order
long hi, lo, CO2;
int PM2_5Value = 0; //define PM2.5 value of the air detector module
#include <LiquidCrystal.h>
LiquidCrystal lcd(8, 9, 4, 5, 6, 7); // select the pins used on the LCD panel
void setup()
{
Serial1.begin(9600); //PM2.5 串口1
Serial5.begin(9600); //CO2 串口5 使用UNO和Leonardo的童鞋可以用软串口
Serial1.setTimeout(1500); //设置超时时间为1500毫秒（大于传感器传送数据周期1秒）
lcd.begin(16, 2); // LCD 初始化
}
void loop()
{
//CO2 value
Serial5.write(hexdata, 9);
for (int i = 0, j = 0; i < 9; i++)
{
if (Serial5.available() > 0)
{
int ch = Serial5.read();
if (i == 2) {
hi = ch; //High concentration
}
if (i == 3) {
lo = ch; //Low concentration
}
if (i == 8) {
CO2 = hi * 256 + lo; //CO2 concentration
}
}
}
//PM2.5
if (Serial1.find(0x42)) {//检测到0x42时，开始读取
Serial1.readBytes(buf, LENG);
if (buf == 0x4d) {
if (checkValue(buf, LENG)) {
PM2_5Value = transmitPM2_5(buf); //count PM2.5 value of the air detector module
}
}
}
// LCD显示
static unsigned long OledTimer = millis();
if (millis() - OledTimer >= 1000)
{
OledTimer = millis();
lcd.setCursor(0, 0); // set the LCD cursor position
lcd.print("PM2.5: ");
lcd.print(PM2_5Value);
lcd.println(" ug/m3 ");
lcd.setCursor(0, 1); // set the LCD cursor position
lcd.print("CO2: ");
lcd.print(CO2);
lcd.print(" PPM ");
}
}
char checkValue(unsigned char *thebuf, char leng)
{
char receiveflag = 0;
int receiveSum = 0;
for (int i = 0; i < (leng - 2); i++) {
receiveSum = receiveSum + thebuf;
}
receiveSum = receiveSum + 0x42;
if (receiveSum == ((thebuf << 8) + thebuf)) //check the Serial1 data
{
receiveSum = 0;
receiveflag = 1;
}
return receiveflag;
}
//transmit PM Value to PC
int transmitPM2_5(unsigned char *thebuf)
{
int PM2_5Val;
PM2_5Val = ((thebuf << 8) + thebuf); //count PM2.5 value of the air detector module
return PM2_5Val;
}
上传成功，等待15s后，PM2.5开始有数据，室内空气还不错，就是二氧化碳浓度有点高（如果CO2浓度一上来是65536，点一下复位先。）
魔都当天的PM2.5浓度如下图 ，上午从190掉到180了。（昨天上午）
拿到窗边，5秒不到CO2是下来了，但这PM2.5，看着好想搬家啊！
总结：PM的精度还阔以，CO2除了有点贵外没啥缺点，哈几口气差不多能到30000多，NDIR的检测方式在响应速度上确实有点慢，虽然官网给了90s，但还是有点不能忍。一键购买链接
你可能需要参考的资料：
LCD keypad 的产品维库（自己下库文件）
PM2.5的产品维库（可以自己研究一下）
红外CO2二氧化碳传感器产品维库
Bluno M3 V2.2 （V2.2公测版，官方还是V2.1，建议换成UNO，Leonardo或者Mega2560，通用一些，用软串口读数据，所以就不给链接了）
2017/1/3 Update：有人问Sharp GP2Y10的传感器怎么样，我只能说那个只能检测PM10，是通过一个固定公式推算出的PM2.5数值，只能说是个估算值（很多空气净化器里面用的就是Sharp的那款，几千块的的机子用的还是十几块的传感器，醉了
2017/3/29 Update：楼主弄了一个甲醛传感器，有没有想看如何测甲醛的？有的就留言哈，不然没动力写教程~
DFCK 发表于 2017-6-10 22:20
这个电源用的是什么啊？
1. PM2.5就是可吸入颗粒物，PM10是更大的颗粒，这个都可以直接检测
2. 这个腕表估计要有点大了，技术上应该可以，不过价格也应该很可以
3. 普通的arduino的电源就好，不过最好外接供电，这个耗电有点厉害 Grey 发表于 2017-6-11 12:40
1. PM2.5就是可吸入颗粒物，PM10是更大的颗粒，这个都可以直接检测
2. 这个腕表估计要有点大了，技术上应 ...
还有这些......
c:/users/lenovo/desktop/dfr0329-bluno m3控制器/arduino ide 1.5.5 bluno m3/arduino-1.5.5/hardware/tools/g++_arm_none_eabi/bin/../lib/gcc/arm-none-eabi/4.4.1/../../../../arm-none-eabi/bin/ld.exe: warning: changing start of section .bss by 4 bytes
c:/users/lenovo/desktop/dfr0329-bluno m3控制器/arduino ide 1.5.5 bluno m3/arduino-1.5.5/hardware/tools/g++_arm_none_eabi/bin/../lib/gcc/arm-none-eabi/4.4.1/../../../../arm-none-eabi/bin/ld.exe: warning: changing start of section .bss by 4 bytes
c:/users/lenovo/desktop/dfr0329-bluno m3控制器/arduino ide 1.5.5 bluno m3/arduino-1.5.5/hardware/tools/g++_arm_none_eabi/bin/../lib/gcc/arm-none-eabi/4.4.1/../../../../arm-none-eabi/bin/ld.exe: warning: changing start of section .bss by 4 bytes
Grey 发表于 2017-6-11 12:40
1. PM2.5就是可吸入颗粒物，PM10是更大的颗粒，这个都可以直接检测
2. 这个腕表估计要有点大了，技术上应 ...
我的代码还总是出现这个warning，是怎么回事呢？
c:/users/lenovo/desktop/dfr0329-bluno m3控制器/arduino ide 1.5.5 bluno m3/arduino-1.5.5/hardware/tools/g++_arm_none_eabi/bin/../lib/gcc/arm-none-eabi/4.4.1/thumb2\libgcc.a(unwind-arm.o): In function `get_eit_entry':
unwind-arm.c:(.text+0x52e): warning: undefined reference to `__exidx_end'
unwind-arm.c:(.text+0x532): warning: undefined reference to `__exidx_start'
unwind-arm.c:(.text+0x536): warning: undefined reference to `__exidx_start'
unwind-arm.c:(.text+0x53a): warning: undefined reference to `__exidx_end' 大神，流弊 hnyzcj 发表于 2017-1-4 11:50
大神，流弊
只是拼接了起来，没啥技术含量，突然觉得需要学一下3d打印，做一个外壳就好 红外CO2二氧化碳传感器
这简直是土豪的玩具 Grey 发表于 2017-1-4 11:58
只是拼接了起来，没啥技术含量，突然觉得需要学一下3d打印，做一个外壳就好 ...
入台Overlord吧 很棒，我来试试 感谢 叼 牛 膜拜大神 赞一个 学习一下~~~~~~~ 搞个测甲醛的:handshake 请问这个可以同时安装PM10和可吸入颗粒物的传感器吗？ 我还想问一下这个有什么办法可以做的更小巧吗？我想用3D打印把它包装成一个类似于腕表的形式 这个电源用的是什么啊？ 666，膜拜大神！ Grey 发表于 2017-6-11 12:40
1. PM2.5就是可吸入颗粒物，PM10是更大的颗粒，这个都可以直接检测
2. 这个腕表估计要有点大了，技术上应 ...
谢谢大神。:loveliness:我还想问一下你这个ide用的是什么呢？我下载的arduino都不带Bluno M3这个板子的，该怎么配置呢？（PS 我已经买了Bluno M3了，不想换板子了）
还有我在使用serial.find（0x42）时总是给我报错：
C:\Users\lenovo\Desktop DFCK 发表于 2017-7-15 10:54
谢谢大神。我还想问一下你这个ide用的是什么呢？我下载的arduino都不带Bluno M3这个板子的， ...
额。。。本地图片没显示出来。。。
sketch_jul15a:47: error: invalid conversion from 'int' to 'char*'
sketch_jul15a:47: error: initializing argument 1 of 'bool Stream::find(char*)' DFCK 发表于 2017-7-15 10:55
额。。。本地图片没显示出来。。。
sketch_jul15a:47: error: invalid conversion from 'int' to 'char*' ...
不过我看arduino官网的reference上给的serial.find()的接收变量的类型就是char啊，不懂，求解。 Grey 发表于 2017-6-11 12:40
1. PM2.5就是可吸入颗粒物，PM10是更大的颗粒，这个都可以直接检测
2. 这个腕表估计要有点大了，技术上应 ...
还有serial.readBytes( , )第一个参数也报错，它只接受char*类型的变量，不接受unsigned char*类型的变量，怎么破？
页:
[1]
2