Spis treści:
- 1 PM10 – najważniejsze informacje
- 2 Rodzaje sensorów mierzących czystość powietrza
- 3 Czujnik pyłów PM10 kompatybilny z Arduino
- 4 Sensory pyłów PM10 i tlenku węgla kompatybilne z Arduino – co jeszcze warto wiedzieć?
- 5 Adaptery do czujników kompatybilnych z Arduino i Raspberry Pi
- 6 Czujniki pyłów PM10 kompatybilne z Raspberry Pi
- 7 Gdzie zamontować czujnik jakości powietrza?
PM10 to skrótowe oznaczenie pyłów zawieszonych w powietrzu, których średnica jest mniejsza niż 10 mikrometrów.
PM10 – najważniejsze informacje
Czujnik czystości powietrza to urządzenie wykorzystywane do ciągłego monitorowania jakości powietrza w danym otoczeniu. Zasada działania, zasięg i dodatkowe funkcjonalności sensora są uzależnione od konkretnego producenta i konkretnego modelu.
PM10 to oznaczenie grupy pyłów zawieszonych w powietrzu, których poszczególne cząsteczki mają średnicę mniejszą niż 10 mikrometrów. Ze względu na skład chemiczny i mikroskopijne rozmiary, pyły tego typu są szczególnie niebezpieczne dla zdrowia. Wdychając zanieczyszczone powietrze, szkodliwe pyły przenikają do układu oddechowego i krwionośnego.
Rodzaje sensorów mierzących czystość powietrza
Pomiar stężenia PM10 to kluczowy parametr monitorowany przez czujniki jakości powietrza. Wybrane modele umożliwiają również pomiar pyłów PM1.0 (średnica pojedynczej cząsteczki jest mniejsza lub równa 1 mikrometr) i PM2.5 (średnica cząsteczki jest mniejsza lub równa 2,5 mikrometra). Osobną grupą sensorów są urządzenia mierzące stężenie gazów niebezpiecznych w powietrzu, takich jak tlenek węgla i amoniak.
Czujnik pyłów PM10 kompatybilny z Arduino
Wybrane czujniki monitorujące jakość powietrza są kompatybilne z popularnym mikrokontrolerem Arduino. Szukając konkretnego modelu sensora należy zwrócić szczególną uwagę na interfejsy komunikacyjne. Mikrokomputer i czujnik mogą komunikować się ze sobą przy użyciu różnych protokołów komunikacyjnych. Pierwszym z nich UART, czyli uniwersalny (asynchroniczny) nadajnik i odbiornik. Drugim interfejsem jest 12C synchroniczna, szeregowa magistrala komunikacyjna.
Trzeci sposób obejmuje połączenie analogowe, czyli wykorzystanie wolnych pinów. Podczas wyboru konkretnego modelu czujnika pyłów PM10, należy upewnić się czy urządzenie jest wyposażone w powyższe interfejsy komunikacyjne. Dodatkowo niektórzy producenci sensorów umieszczają informacje (np. na opakowaniu lub w instrukcji obsługi) typu „kompatybilny z Arduino”.
Sensory pyłów PM10 i tlenku węgla kompatybilne z Arduino – co jeszcze warto wiedzieć?
Czujniki pyłów PM10, oprócz kompatybilnych interfejsów komunikacyjnych z mikrokontrolerem Arduino, muszą również pracować z odpowiednim napięciem. Popularny mikrokontroler wymaga do prawidłowego działania jednego z dwóch poziomów napięć, mianowice 5 V lub 3,3 V. Sensor również musi być dostosowany do pracy z jednym z tych poziomów napięcia.
Dobrym przykładem kompatybilnego sensora jest czujnik pyłu (czystości powietrza) PM1.0 / PM2.5 / PM10 model PMS7003 pracujący z napięciem 3,3 V.
Urządzenie wyróżnia się wysoką precyzją działania i niezawodnością. Jest przystosowane do mierzenia różnych frakcji pyłów zawieszonych w powietrzu. Komunikacja czujnika z Arduino odbywa się przy wykorzystaniu interfejsu UART.
Kolejny sensor w pełni kompatybilny z Arduino to MQ-7. Jest wykorzystywany do monitorowania stężenia tlenku węgla w powietrzu. Czujnik może być zasilany napięciem w zakresie od 2,5 V do 5 V. Ponadto jest wyposażony w wejście cyfrowe i analogowe, dzięki którym może być łatwo podłączony do różnego rodzaju modułów, w tym Arduino.
Adaptery do czujników kompatybilnych z Arduino i Raspberry Pi
Warto również rozważyć wykorzystanie specjalnych adapterów przeznaczonych do szybkiego i łatwego podłączenia czujników czystości powietrza do Arduino oraz Raspberry Pi. Dużą popularnością cieszy się adapter IDC 10pin 1,27mm wykorzystywany do podłączenia wspomnianego sensora PMS7003. Adapter występuje w dwóch wariantach. Pierwszym z nich jest sensor z polami lutowniczymi, wykorzystywany do wlutowania goldpinów.
Z kolei drugi wariant jest wyposażony w fabrycznie wlutowane goldpiny. Wyjście adaptera to piny zasilania (VCC i GND), a także piny odpowiadające za komunikację UART, czyli RX i TX. Wersja adaptera z wlutowanymi pinami jest gotowa do podłączenia zaraz po wyjęciu z opakowania. Brak konieczności lutowania jest szczególnie ważny dla osób, które dopiero rozpoczynają naukę elektroniki.
Czujniki pyłów PM10 kompatybilne z Raspberry Pi
Aby podłączyć czujnik czystości powietrza monitorujący stężenie zawieszonych pyłów PM10 w powietrzu do Raspberry Pi, można wykorzystać jeden z interfejsów komunikacyjnych (12C, UART lub GPIO). Kolejną istotną kwestią jest napięcia zasilania.
Wybrane modele Raspberry wymagają do pracy stabilnego napięcia zasilania na poziomie 5 V. Odpowiedni interfejs komunikacyjny i napięcie zasilania to dwa podstawowe wymagania, które musi spełniać czujnik pyłów PM10 kompatybilny z Raspberry Pi.
Dodatkowo w trakcie wyboru modelu sensora, należy zwrócić szczególną uwagę na kompatybilność z posiadanym modelem minikomputera Raspberry Pi.
Dobrym przykładem jest sensor środowiskowy Waveshare 20471 pozwalający na wykrywanie lotnych związków w powietrzu. Taka nakładka do Raspberry Pi komunikuje się z głównym urządzeniem za pośrednictwem magistrali I2C. Nakładka wymaga do działania zasilania o napięciu 5 V.
Gdzie zamontować czujnik jakości powietrza?
Wybór miejsca montażu czujnika jakości powietrza monitorującego stężenie pyłów zawieszonych w powietrzu, w tym PM10, jest kluczowy z kilku względów. W przypadku budynków takich jak domy, mieszkania, biura, lokale usługowe czy placówki edukacyjne, czujniki powinny być zamontowane w miejscach o największym natężeniu ruchu.
Dodatkowo należy zwrócić szczególną uwagę na warunki pracy sensorów. Producenci umieszczają informacje w instrukcji obsługi dotyczące m.in. zakresu temperatury roboczej i wilgotności powietrza. Dlaczego użytkowanie czujników PM10 w prawidłowych warunkach jest tak istotne? Ze względu na precyzję i powtarzalność pomiarów.
Warto również pamiętać, że wybrane modele sensorów jakości powietrza muszą być regularnie kalibrowane zgodnie z zaleceniami producenta. Dodatkowo żywotność każdego czujnika jest ograniczona, dlatego koniecznie trzeba zapoznać się z instrukcją obsługi sprzętu.
