Cảm biến đo chất lượng khí Nova PM SDS011

SDS011 là cảm biến đo chất lượng không khí có thể được sử dụng để phát hiện các hạt bụi và nồng độ khói trong không khí. Chính xác hơn, nó có thể đo nồng độ vật chất dạng hạt (MP) trong không khí. 

Nó có thể phát hiện nồng độ các hạt bụi có kích thước từ 0.3 đến 10um. Quan trọng nhất, cảm biến bụi Nova PM khả năng vận hành bộ ngắt khi nồng độ hạt bụi thay đổi và thời gian phản hồi dưới 10 giây. 

Dải điện áp hoạt động từ 4.7-5.3V, thích hợp sử dụng với mức điện áp tiêu chuẩn 5B. Hơn nữa, nó có một module UART và các đầu ra PWM có thể sử dụng làm đầu ra cảm biến SDS011. 

Hơn nữa, dòng điện định mức là 70mA với độ dao động ± 10mA. Do đó, mức tiêu thụ điện năng gần 1W. 

Sơ đồ chân cảm biến Nova PM SDS011

Hình ảnh sau đây là sơ đồ chân của cảm biến bụi SDS011. Nó bao gồm 7 chân. Nhưng để giao tiếp nó với các bộ vi điều khiển như Arduino , TM4C123 , PIC, 8051 hoặc ESP32 chỉ có thể sử dụng các chân UART (RX,TX) để nhận đầu ra giá trị nồng độ bụi từ cảm biến bụi. 

Chi tiết cấu hình chân cảm biến bụi SDS011

Lưu ý: Cảm biến SDS011 có thể phát hiện vật dạng hạt (PM) ở hai dải kích thước: 

• Các hạt bụi siêu mịn với dải MP từ 0 - 2,5 micromet (μm / m3) và chân 2 của cảm biến SDS011 cho đầu ra PM2.5 ở định dạng PWM
• Các hạt bụi mịn với dải MP từ 2,5 - 10 micromet (μm / m3) và chân 4 của cảm biến SDS011 cho đầu ra PM10 ở định dạng PWM

Hình dưới đây là dạng sóng đầu ra PWM của PM2.5 và PM10. 

Phương trình này được sử dụng để tìm các hạt bụi có đường kính PM2.5 và PM10 trong không khí:

Phương trình đầu ra giá trị PM2.5:

• PM2.5 (μg / m3) = ((byte cao PM2.5 * 256) + byte thấp PM2.5) / 10

Phương trình đầu ra giá trị PM10: 

• PM10 (μg / m3) = ((PM10 byte cao * 256) + byte thấp PM10) / 10

Đặc tính và thông số kỹ thuật của cảm biến bụi SDS011

• Dải kích thước hạt bụi: PM2.5 và PM10 (0.0-999,9μg / m3)
• Dải điện áp hoạt động: 4.7 - 5.3V
• Dòng điện tiêu thụ ít: 70mA ± 10mA
• Mức tiêu thụ dòng điện ở chế độ ngủ (sleep-mode) nhỏ hơn 4mA
• Tần số đầu ra dữ liệu nối tiếp: 1Hz
• Độ phân giải phát hiện hạt bụi nhỏ nhất: 0.3 μm 
• Giao tiếp UART với máy tính cá nhân và vi điều khiển
• Chế độ ngủ (sleep mode) vận hành định kỳ và thủ công để nhận dữ liệu đầu ra cảm biến bụi 
• Nguyên lý làm việc dựa trên tia laze

Lựa chọn thay thế: GP2Y1014AU0F - Cảm biến bụi quang

Lưu ý: Để xem thêm thông số kỹ thuật và tính năng của các cảm biến bụi Nova PM SDS011, hãy tải datasheet. Link datasheet ở cuối bài viết. 

Nguyên lý hoạt động cảm biến bụi SDS011

Cảm biến đo lường chất lượng không khí Nova PM SDS011 bên trong bao gồm các thành phần sau: 

• Quạt bên trong
• Diode Laser
• Diode quang 
• Van đầu vào và van đầu ra
• Mạch khuếch đại nhiễu thấp

Cảm biến đo chất lượng không khí Nova PM được tích hợp quạt lưu thông không khí. Quạt này giúp luân chuyển không khí qua van đầu vào đến van đầu ra của cảm biến bụi. 

Hơn nữa, nó luân chuyển không khí bằng một diode laser được sử dụng để xác định kích thước của các hạt bụi trong không khí. Khi không khí đi vào cảm biến bụi thông qua van đầu vào (phía bên trái hình mạch bên trong SDS011), diode laser sẽ chiếu sáng không khí và tạo ra ánh sáng tán xạ. 

Sau đó diode quang phát hiện ánh sáng phân tán này và chuyển nó thành tín hiệu điện. Sau đó, các tín hiệu điện này được khuếch đại thông qua một mạch khuếch đại và được xử lý để thu được một lượng PM (là số lượng và đường kính của các hạt bụi).  

Giao tiếp với Vi điều khiển

Để giao tiếp cảm biến bụi SDS011 với vi điều khiển, chúng ta có thể sử dụng các chân đầu ra UART của cảm biến Nova PM (RX, TX). Do đó, vi điều khiển có cổng giao tiếp nối tiếp UART có thể dễ dàng giao tiếp và sử dụng để lấy được giá trị nồng độ hạt bụi từ cảm biến SDS011. 

Chân Tx và chân Rx của cảm biên hoạt động ở mức logic 3.3V nhưng chúng vẫn chịu được điện áp 5V. 

Điểm quan trọng nhất cần xem xét khi giao tiếp nó với vi điều khiển là tuổi thọ của cảm biến này là 8000 giờ. Điều đó có nghĩa là nếu bạn muốn dữ liệu theo thời gian thực liên tục từ cảm biến, thì tuổi thọ dự kiến ​​của cảm biến sẽ ít hơn một năm. Trong cấu hình này, nó đo nồng độ bụi với tần số 1 lần mỗi giây. Ngược lại, nếu dữ liệu thời gian thực không được yêu cầu, bạn có thể đo hai lần mỗi phút , như vậy tuổi thọ cảm biến Nova PM sẽ tăng.

Các ứng dụng SDS011

• Giám sát chất lượng không khí
• Bộ lọc
• Máy lọc không khí

Mô hình 2D SDS011

Hình dưới đây là sơ đồ 2D của cảm biến SDS011 Nova PM. Nó rất hữu ích khi thiết kế mạch PCB.

>>> Mời anh em xem thêm:

• Hướng dẫn sử dụng Raspberry Pi Pico
• Bộ vi điều khiển PIC12F508 8-bit là gì?
• Bộ chuyển đổi DAC 16-bit PT8211