Czujnik cząstek stałych PM SPS30 dla Arduino

DLA ARDUINO

Czujnik cząstek stałych SPS30 firmy Sensirion wykorzystuje nowatorską technologię, która utrzymuje pył z dala od wszystkich wrażliwych elementów czujnika i zapobiega jego gromadzeniu. Dzięki tej technologii oraz wyjątkowo trwałym elementom wysokiej jakości możliwe jest wykonywanie dokładnych pomiarów przez ponad osiem lat pracy w trybie ciągłym przez 24 godziny na dobę bez czyszczenia i/lub konserwacji.

Zagrożenie dla zdrowia

Najbardziej szkodliwe dla zdrowia cząstki posiadają średnicę 10 μm lub mniejszą - tak małe cząstki mogą przedostać się przez barierę powietrze-krew w płucach i wejść do krwiobiegu.

„Światowa Organizacja Zdrowia (WHO) sklasyfikowała lotne cząstki PM jako czynniki rakotwórcze kategorii 1. Badania dowiodły, że nie istnieje bezpieczny poziom ekspozycji na PM, a wraz ze wzrostem stężenia PM w powietrzu, proporcjonalnie wzrasta zagrożenie zwiększenia przypadków występowania nowotworów.

Agencja Ochrony Środowiska USA (EPA) określa normy dopuszczalnego stężenia cząstek PM2,5 i PM10 za pomocą Krajowej Normy Czystości Powietrza w Otoczeniu (NAAQS).

Zasada dyfrakcji laserowej i zaawansowane algorytmy pozwalają na dokonywanie dokładnych pomiarów stężenia masowego (μg/m3) i stężenia liczbowego (ilość cząstek/cm3) różnego rodzaju pyłów i innych cząstek. Dolna granica wykrywalności wynosi jedynie 0,3µm.

a. Stężenie masowe: PM1,0, PM2,5, PM4 i PM10
b. Stężenie liczbowe: PM0,5, PM1,0, PM2,5, PM4 i PM10

Czujniki wykorzystują właściwości rozproszenia światła do obliczenia ilości cząstek, ich wielkości i stężenia. Podstawowymi komponentami czujnika są: źródło światła skierowane na cząstki, wykrywacz służący do mierzenia światła rozproszonego przez cząstki oraz obwody elektroniczne przetwarzające i analizujące dane wyjściowe z wykrywacza.

Czujnik SPS30 wykorzystuje technologię laserową do wykrywania i pomiaru pyłu zawieszonego o stężeniu cząstek stałych PM0,5, PM1, PM2,5, PM4 i PM10. Alternatywną technologią oferowaną na rynku jest ledowe źródło światła. Na poniższych ilustracjach przedstawiono zasadnicze różnice pod względem jakości sygnałów i pomiarów między technologią laserową a ledową.

• Wiązka laserowa zostaje skupiona na małej powierzchni
• Mały rozmiar plamki => wysoka gęstość mocy
• Cząstka rozprasza dużą ilość światła => wysoka wartość SNR
• Cząstki zwracają indywidualne sygnały
• Zbyt duże cząstki można wykluczyć z odczytu masy

• Plamka LED w znacznej mierze przekracza wielkość cząstek
• Duży rozmiar plamki: niska gęstość mocy
• Tylko niewielka ilość rozproszonego światła: niska wartość SNR
• Sygnały wszystkich cząstek PM w obszarze wiązki promieni sumują się
• Nie ma możliwości rozróżnienia wielkości cząstek
• Zbyt duże cząstki nie mogą być wykluczone z odczytu masy

W pełni skalibrowany czujnik z interfejsem UART i I2C

Wymiary 40,6 x 40,6 x 12,2 mm pozwalają na łatwe wbudowanie w urządzenie