时间: 2019-07-09 11:09 来源: 勒夫迈 阅览:
HPD05红外PM2.5传感器
1. 产品概述
HPD05红外PM2.5传感器模块是采用光学散射原理检测空气中粉尘的浓度，传感器内置一个红外线发光二极管和一个高灵敏光电接收传感器，红外线发光二极管发出光线在遇到粉尘时会产生反射光，光电传感器通过检测该反射光的强度来反映空气中粉尘的浓度情况，传感器直接输出 PWM 信号，PWM 宽度即是当前浓度数值（1ms = 1ug/m3）。也可以通过 IIC 串口信号输出粉尘浓度数值，数值单位是ug/m3。该传感器适用于空气净化器、带净化功能的空调、新风系统及空气品检测仪器的配套。
2.检测原理
根据光的色散原理，红外线发光二极管发出光线遇到粉尘产生反射光，高灵敏的光电接收传感器检测到反射光的光强，输出信号，根据输出信号光强的大小以及数量判断粉尘的浓度。探测器的输出电流与检测到的光强成相应的比例，传感器输出电流经放大器放大后，再经处理器校正处理，最终输出数字 PWM 信号脉冲，或通过 IIC 数据接口输出粉尘浓度数值。
3.性能指标
1）规格
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工作电压 |
DC 5V ±5% (CON2 Pin1=GND，Pin3 = +5V)， |
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电压纹波 50mV 以下 |
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工作电流 |
90mA |
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工作温度湿度 |
0 ~ 50℃; 95%rh 以下 (无结露) |
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保存温度 |
-20 ~ 60℃ |
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尺寸 |
W59 x H45 x D22(mm) |
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重量 |
26g |
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检测粒子直径 |
约 0.5μm 以上 |
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检测浓度范围 |
2000ug 以内 |
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检测一致性误差 |
50ug/m3 以上 ≤ ±40% @电压 5.0V 25℃ 50%RH |
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50 ug/m3 以内 ≤ ±15 ug/m3 @电压 5.0V 25℃ |
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50%RH |
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输出方式 |
PWM 脉冲输出或 IIC 数字接口输出。 |
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检测开始时间 |
接通电源后约 1 分钟(电阻温度稳定时间) |
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连接器 CON2 引脚定义 |
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序号引脚描述
1GND电源输入端（接地端）
P1 / SDA 平均值脉宽输出 / IIC SDA
3+5V电源输入端（+5V 端）
P2 / SCL 瞬时值脉宽输出 / IIC SCL
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5 |
OS |
输出方式选择:不接为 PWM 输出，接低电平为 IIC 输出， |
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2）寿命光源寿命:连续通电情况下使用 5 年以上。
3）光电特性
4）信号输出
a1. PWM 信号输出(对应型号 HPD051Axxx):
低脉冲时间与粉尘浓度的关系：1ms = 1ug/m3
P1 引脚输出的脉冲宽度对应粉尘浓度的平均值（响应速度较慢，波动小稳定性好）
P2 引脚输出的脉冲宽度对应粉尘浓度的瞬时值（响应速度快，波动较大）
a2. PWM 信号输出(对应型号 HPD051Cxxx):
低脉冲时间与粉尘浓度的关系：粉尘浓度 = TL / TA * 4000 (ug/m3)；（TA 一般取 30 秒）
P1 引脚输出的脉冲宽度对应粉尘浓度的平均值（响应速度较慢，波动小稳定性好）
P2 引脚输出的脉冲宽度对应粉尘浓度的瞬时值（响应速度快，波动较大）
b. IIC 信号输出:
通过 IIC 接口读取粉尘传感器模块内部寄存器直接获取粉尘浓度数值。
b-1 IIC 通讯接口
主机产生 8 个时钟脉冲发送 8 位数据，在 SCL 总线上的第 8 个下降沿，器件将 SDA 改变输出为输入，并在第 9 个时钟脉冲读应答值。第 9 个时钟脉冲之后， 如果下一次接收还没有准备好，数据接收器件将 SCL 总线拉低，从而迫使下一字节的传输暂停。当接收器释放 SCL 总线，数据传输继续。
图 1. IIC 总线数据协议
IIC 总线协议定义两个状态开始和结束传输，起始 (S) 和 停止(P) 信号。起始信号：当 SCL 为高时，在 SDA 总线上有从高到低的电平变化。停止信号：当 SCL 为高时，在 SDA 上有从低到高的电平变化。起始或停止信号常由主机产生，在起始信号产生之后 IIC 总线视为忙，在停止信号之后，IIC 总线视为空闲。
图 2. 起始 START、重复起始 Repeated START 和停止 STOP
有关 IIC 通讯的细节请参考相关的资料。
b-2 传感器 IIC 接口
读 HPD05 寄存器数据时通讯波形图如下：
HPD05 传感器器件从地址为 0x9A, IIC 最大时钟速率为 100Kbps.
图 3. 读 HPD05 寄存器时通讯波形图
b-3 HPD05 寄存器
寄存器地址功能说明
0x20软件版本号高位，版本格式为 12.34，读此地址得到 0x12
0x21软件版本号低位，例如版本为 12.34，读此地址得到 0x34
0x22传感器的系列号，读出为字符‘A’或‘C’
0x23位 0（bit[0]）为 1，表示传感器的粉尘浓度数据可用。为 0 则不可用。
1（bit[1]）的状态从 0 变为 1 或从 1 变为 0，表示传感器的粉尘浓度数据有更新。
2 ～ 位 7（bit[7：2]）保留位。
0x24传感器粉尘浓度数据高 8 位（32 秒平均值）
0x25传感器粉尘浓度数据低 8 位（32 秒平均值）
0x26传感器粉尘浓度数据高 8 位（当前值）
0x27传感器粉尘浓度数据低 8 位（当前值）
4.产品型号命名规则：
H P D # # L M N K S
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区域 |
说明 |
取值 |
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HPD## |
HPD 产品系列 |
HPD05 |
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L |
后缀说明 |
1~9 |
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M |
PWM 信号输出类型 |
A = 标准型 |
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C = 兼容型 |
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N |
固件版本号 |
1~9 |
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K |
外形尺寸类型 |
A = 德国外型 |
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C = 日本外型(P) |
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S |
接线端子类型 |
V = 立式 |
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H = 卧式 |
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5. 型号列表 |
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HPD051C2CH HPD051C2CV
6.产品外观尺寸图
(1)HPD051xxCH（单位：mm）
7.使用注意事项
(1). 由于本产品利用电阻的焦耳发热，在壳体内部产生上升气流，因此传感器安装时保持垂直（误差
小于±3°），具有加热电阻的为进气口，位置在下端；保证进气口与出气口的流通；
(2).如果壳体内部的上升气流混乱的话，会对传感器特性产生影响，请考虑传感器周围的气流
(3). 传感器安装在设备内部，前窗需要安装黑色海绵，确保其处于黑暗环境，减少干扰光的影响；
(4)．传感器不要在有机气体和可燃气体的环境使用，
(5)．镜片表面的清洁请不要使用有机剂与洗洁剂。 并且请不要碰伤镜片表面，避免硬物等的碰擦。
镜片表面的清洁可以用棉棒上洁净水擦拭后，再用干燥的棉棒擦拭。切勿使用酒精。
(6)．供给电源的电压纹波控制在 50mV 以下。
勒夫迈PM2.5传感器应用领域：空气净化器，空调，PM2.5检测仪，抽油烟机，烟雾报警器，新风系统，专用PM2.5传感器，空气探测仪等。
