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[Micropython]TPYBoardV10X PM2.5检测仪制作视频演示

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    一、[Micropython]TPYBoardV10X PM2.5检测仪制作


    秋冬季节,雾霾天气的持续,让人们对空气质量的关注程度提升。而近期人们对于空气质量的关注总也绕不开一个词--“PM2.5”。《环境空气质量标准》将PM2.5、臭氧(8小时浓度)纳入常规空气质量评价,是我国首次制定关于PM2.5的监测标准。细颗粒物又称细粒、细颗粒、PM2.5.细颗粒物指环境空气中空气动力学当量直径小于等于 2.5 微米的颗粒物。PM2.5粒径小、面积大、活性强、易附带有毒、有害物质(例如,重金属、微生物等)。PM2.5对人体健康有着致命的危害。


    那么PM2.5(细颗粒物)是什么?


  科普:PM2.5到底是神马?


    因为各国标准不一样,天气预报也报空气质量,预报的空气质量与实际的空气质量一样吗?但这个问题,想动手制作一个PM2.5检测仪,有了自己动手制作的PM2.5检测仪的话,当空气质量较差或者严重污染的时候,提醒家人,同学和身边的人尽量减少户外活动,真正减少吸入细颗粒物。


    制作一个PM2.5检测仪的想法是好,在1个小时内能否制作出一个PM2.5检测仪呢?利用C/C++是贴近硬件的语言来做的话,要花好长一段时间甚至半年先学习C语言以后,再考虑动手制作,更不用说1个小时内制作出一个PM2.5检测仪。


    接下来我介绍一个在1个小时内制作一个PM2.5的方法,也就是利用拥有自家的解析器、编译器、虚拟机和类库等,也就是具备二次开发和环境的TPYBoard开发板制作一个PM2.5检测仪吧。


先一起看下最终的视频演示效果吧!




    1. PM2.5检测仪的目的


    采用TPYBoard开发板为控制处理器,通过串口由PM2.5灰尘传感器GP2Y1010AU0F检测低程度的空气污染PM2.5能够甄别香烟和室内/室外灰尘,并通过SPI接口由LCD5110显示屏显示当前空气粉尘浓度(ug/m?)。当空气中粉尘浓度达到所设定限度点亮不同的LED灯来知道当前空气质量等级。


    本系统电路简单、工作稳定、集成度高,调试方便,测试精度高,具有一定的实用价值。该检测仪通过Python脚本语言实现硬件底层的访问和控制细颗粒物检测传感器,每间隔一定时间,传感器自动进行检测,检测到的空气粉尘浓度数据通过串口上传至主控板,主控板收集到数据后,同样使用Python脚本语言将PM2.5的检测结果显示到LCD5110上。


    参照1:TPYBoardLED亮灯状态与 PM2.5日均浓度对应的指数等级对应表:


PM2.5值数

日均浓度值(ug/m³ )

空气质量等级

LED灯状态

0~50

0-35

绿灯亮

50~100

35-75

绿灯亮

100~150

75-115

轻度污染

蓝灯亮

150~200

115-150

中度污染

黄灯亮

200~300

150-250

重度污染

红灯亮

>300

>250

严重污染

红灯亮


    参照2: TPYBoard的硬件特点:

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     STM32F405RG MCU.

    √ 168 MHz Cortex-M4 CPU with 32-bit hardware floating point.

    √ 1 MiB flash storage, 192 KiB RAM.

    √ USB口, 支持 串口,通用存储,HID协议。

    √ SD卡插槽。

    √ MMA76603轴加速度计.

    √ 4 LEDs, 1复位按钮, 1通用按钮.

    √ 3.3V0.3A板载 LDO , 可从USB口或者外置电池供电。

    √ 实时时钟。

    √ 30个通用IO口,其中28个支持5V输入输出。

    √ 2个 SPI接口, 2个 CAN接口, 2个I2C接口, 5个USART接口.

    √ 14个 12-bit ADC引脚。

    √ 2个DAC 引脚。

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    2. 材料准备


    制作PM2.5检测仪所需材料如下:


    1.PM2.5粉尘传感器1个,检测PM2.5(细颗粒物)传感器,TXD串口输出。

    2.TPYBoard开发板1块,主要用来当主控开发板,读入传感器数据。

    3.Lcd5110显示屏1个,主要用来显示检测的信息。

    4.杜邦线若干。

    5.数据线一条。


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    3.硬件接线方法