Bài 27: Cảm biến bụi PM2.5 - Dust sensor GP2Y10

Trên thế giới, có rất nhiều dự án khảo sát về môi trường đang được thực hiện như đo về độ ẩm, nhiệt độ, độ ô nhiễm… Trong đó các nước như Ả Rập, Qatar đang có độ ô nhiễm không khí đáng cảnh báo. Để có thể đo được độ ô nhiễm đó, chúng ta sẽ dùng cảm biến bụi GP2Y10 để đo nhé.


Cảm biến bụi GP2Y10 và PM2.5

Như các bạn đã biết GP2Y10 là cảm biến dùng để đo mật độ bụi trong không khí gồm có 3 bộ phận chính: IR led, Phototransistor, Amplifer. Các bạn có thể tham khảo datasheet tại đây: https://www.sparkfun.com/datasheets/Sensors/gp2y1010au_e.pdf

Vậy thì làm sao GP2Y10 có thể đo được mật độ bụi? GP2Y10 là cảm biến đo các hạt bụi PM2.5. Khi các hạt bụi lọt vào lỗ ở trên cảm biến, đèn hồng ngoại IR sẽ phát tín hiệu và bị các hạt bụi dội lại vào phototransistor lúc này điện áp từ phototransistor được đưa đến amplifer (mạch khuếch đại) và xuất ra chân Vo.

Theo datasheet, mỗi lần đo mất khoảng 10ms. Mỗi lần đo của chúng ta sẽ gồm có:

  • Bật IR LED
  • Delay 0.28ms
  • Đọc giá trị analog
  • Tắt IR LED
  • Delay 0.04ms
  • Delay 9.68ms

Sau khi đo xong, chúng ta cần chuyển đổi từ analog sang vol rồi sang mg/m^3. Tương ứng với mỗi 0.5V thì sẽ là 0.1mg/m^3. Tuy nhiên, sau khi thử nghiệm thì kết quả đưa ra không chuẩn với theo datasheet, nên người ta đã dùng thuật toán linear equation để tìm ra phép tính gần đúng sau khi khảo sát. Các bạn có thể xem tại đây: http://www.howmuchsnow.com/arduino/airquality/

dustDensity = 0.17 * calcVoltage - 0.1

(Nguồn Arduino.vn)

Vậy tại sao gọi là Dust sensor PM2.5? Ở đây, PM có nghĩa là chất dạng hạt (Particulate Matter). Còn con số 2.5 là chỉ kích thước có đường kính nhỏ hơn hoặc bằng 2.5 micromet (1/triệu mét). Thế vì sao ta phải đo mật độ của một loại bụi nhỏ hơn hạt cát như vậy ? Các loại bụi PM2.5 này rất nguy hiểm. Các nhà khoa học cho biết: “những chất dạng hạt có đường kính dưới 10µm có thể xâm nhập vào cơ thể người qua hoạt động hít thở.”. Khác với PM10, loại PM2.5 chúng đặc biệt nguy hiểm khi có khả năng luồn lách vào các túi phổi và tĩnh mạch phổi, gây nên nhiều căn bệnh chết người. Trên hết, mức độ  ô nhiễm của PM2.5 trên thế giới đã ở mức đáng cảnh báo:

(Nguồn: Soha.vn)

Vậy thì chúng ta hãy cùng bắt tay vào cảm biến bụi PM2.5 nhé !

Chuẩn bị

  • Dust sensor GP2Y10
  • Arduino Uno
  • Dây Breadboard
  • Breadboard
  • Tụ 220uF
  • Điện trở 150Ohm

(Tụ và điện trở sẽ được bán kèm chung với Dust sensor)

Lắp mạch

Lập trình

Kết quả

Chúc các bạn thành công <3.

Có thể bạn quan tâm ???