一種基于gp2y1010au0f模塊的灰塵檢測電路的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種灰塵檢測電路，具體是一種采用GP2Y1010AU0F灰塵檢測傳感器模塊實現的灰塵檢測電路，屬于測控技術領域。
【背景技術】
[0002]城市灰塵是指粒徑小于20目，分散于城市不同區域(位置、功能區)的表面固體顆粒物。城市灰塵是城市環境學研宄的對象之一，城市灰塵污染和城市大氣污染、水污染、噪聲污染、城市熱島、光化學煙霧等構成了不同類型的城市環境災害，城市灰塵對生態系統的破壞是隱蔽的、潛在的、長期的，而城市灰塵中的顆粒物對人體的危害則是直接的，有時甚至是致命的。除城市灰塵顆粒物本身外，其攜帶的有毒有害重金屬，更增強了城市灰塵的危害性。
[0003]城市灰塵對城市環境的侵害已被越來越多的人所認識，而城市灰塵環境污染問題更應該引起城市經營者、決策者、行業管理者的高度重視，應該投入相應資金研宄城市灰塵污染問題。通過建立城市灰塵防護林帶、城市灰塵阻滯植被帶、城市灰塵吸附綠化區等；對城郊土壤污染、城市地下水污染等進行大面積轉基因植物修復、地球化學工程治理等，城市灰塵環境污染是可以預防、可以改善的。
[0004]但是在灰塵污染度檢測方面，灰塵污染檢測還不能像溫度、濕度、氣壓、風速、風向等氣象參數的監測那樣普遍和引起重視，現在天氣預報即使會對灰塵污染程度進行提示，但其灰塵污染程度數據所代表的是較大范圍的污染程度(采用大型氣象監測系統進行大范圍監測)，無法精確到小區域的污染程度測量，因此設計一種小型化，便攜式的灰塵檢測裝置就顯得十分必要。
【實用新型內容】
[0005]針對現有技術存在的上述不足，本實用新型的目的是:怎樣提供一種電路結構簡單，硬件成本低，能實現設備小型化，便攜式的灰塵檢測電路。
[0006]為了實現上述目的，本實用新型采用了以下的技術方案。
[0007]一種基于GP2Y1010AU0F模塊的灰塵檢測電路，其特征在于:包括單片機和灰塵檢測傳感器，所述灰塵檢測傳感器為GP2Y1010AU0F模塊；
[0008]所述灰塵檢測傳感器的驅動信號輸入口與單片機的輸出端相連接，所述灰塵檢測傳感器的電壓輸出口與單片機的模擬輸入口相連接；
[0009]所述單片機與LCD顯示器相連接；所述單片機與數據存儲模塊相連接。
[0010]進一步的，單片機采用MSP430G2553芯片。
[0011]相比現有技術，本實用新型具有如下優點:
[0012]本實用新型中采用GP2Y1010AU0F灰塵檢測傳感器模塊和單片機MSP430G2553芯片實現灰塵檢測電路，單片機只需向灰塵檢測傳感器模塊加載一個驅動信號控制其內部發光二極管工作狀態，并且，灰塵檢測傳感器輸出的電壓信號只需要經單片機的模擬輸入口采入進行處理即可，在硬件設計上是很簡單的，并且GP2Y1010AU0F具有測量精度高，適合小范圍測試的特點，因此相比現有技術中所采用的大型氣象監測系統對灰塵濃度進行監測，本實用新型具有電路結構簡單，硬件成本低，能實現設備小型化，便攜式的優點，適合于小范圍區域的灰塵濃度精確檢測。
【附圖說明】
[0013]圖1為本實用新型的電路結構圖；
[0014]圖2為本實用新型中灰塵檢測傳感器的內部結構圖；
[0015]圖3為本實用新型中灰塵檢測傳感器輸出電壓與灰塵濃度關系曲線圖；
[0016]圖4為本實用新型中灰塵檢測傳感器輸入驅動信號示意圖；
[0017]圖5為本實用新型中灰塵檢測傳感器輸入驅動信號與輸出電壓對應示意圖；
【具體實施方式】
[0018]下面結合附圖和【具體實施方式】對本實用新型作進一步詳細說明。
[0019]如圖1所示，一種基于GP2Y1010AU0F模塊的灰塵檢測電路，主要由單片機和灰塵檢測傳感器組成。
[0020]如圖2所示，灰塵檢測傳感器為GP2Y1010AU0F模塊；
[0021]模塊內部設有一個發光二極管，在模塊的第3腳LED腳(也即是驅動信號輸入口)上加載驅動脈沖，該脈沖被芯片內部三極管放大后加載到發光二極管的陽極上，則該發光二極管能發出光線，所發出的光線能夠被光電二極管檢測到。(當然芯片的I腳需接電源正極，芯片2腳接地)。
[0022]灰塵或煙顆粒通過灰塵吸入孔進入模塊內部，由于灰塵或者煙是不透明的固體顆粒，因此它們進入模塊后改變了光電二極管接收到的光線的明暗，發光二極管接收到的光線的明暗是與灰塵濃度直接相關的，因此發光二極管輸出的光電流經內部放大電路放大后得到的輸出電壓信號中攜帶了灰塵濃度的信息。
[0023]考慮到GP2Y1010AU0F模塊的以上特點，我們決定用單片機來該該模塊提供輸入驅動信號，并且可以將該模塊輸出電壓中攜帶的濃度信息提取出來；具體電路連接關系是:
[0024]主要的電連接關系在于:
[0025]灰塵檢測傳感器的驅動信號輸入口(第3腳LED)與單片機的輸出端相連接，灰塵檢測傳感器的電壓輸出口(第5腳Vtl)與單片機的模擬輸入口相連接；
[0026]配合的電路連接關系是:第I腳VLED可以通過一個電阻(可選為150歐姆阻值)與電源正極相連接，第2腳直接接地，第I腳和第2腳之間可以設置一個極性電容(用于電源濾波)，該極性電容的正極與第I腳相連接，負極與第2腳相連接。
[0027]為了提高單片機加載給第3腳LED的驅動信號的驅動能力，可以在單片機的輸出口與第3腳LED之間設置一個MOS管作為驅動管，具體的，可采用一個NMOS管，NMOS管的柵極與單片機的輸出口相連接，NMOS管的漏極與GP2Y1010AU0F模塊的第3腳LED相連接，NMOS管的源極與地相連接。
[0028]單片機與IXD顯示器相連接；
[0029]單片機與數據存儲模塊相連接，數據存儲模塊可以選擇常規的EEPROM存儲器。
[0030]其中，單片機采用MSP430G2553芯片。
[0031]本實用新型工作原理如下:
[0032]系統上電后，單片機通過其輸出口向GP2Y1010AU0F模塊的驅動信號輸入口發送一個驅動信號，該驅動信號如圖4所示，周期T為10ms，脈沖寬度PwS 0.32ms。
[0033]該驅動信號進入GP2Y1010AU0F模塊后，模塊內部的發光二極管將在脈沖存在期間(高電平的0.32ms內)發光，在此期間，光電二極管檢測光線后(光線明暗與灰塵濃度直接相關)送內部放大電路放大后輸出。
[0034]如圖5所不，輸出電壓脈沖在輸入驅動信號高電平脈沖出現后0.28ms時將出現一個峰值，該峰值便是一個灰塵濃度采樣點。每出現一個驅動信號高電平脈沖輸出電壓便會出現一個灰塵濃度米樣點。
[0035]單片機將灰塵檢測傳感器的電壓輸出口輸出的電壓信號經過其模擬輸入口采入后可由其內部設置的AD轉換模塊將此輸出電壓轉換為數字信號，這樣灰塵濃度采樣點便被數字化，而輸出電壓信號中的灰塵濃度采樣點電壓與灰塵濃度的對應關系是如圖3所示，根據圖3所示曲線單片機便可得到灰塵濃度值。需要說明的是:圖3所示曲線為，灰塵檢測傳感器GP2Y1010AU0F固有特性；對GP2Y1010AU0F輸出信號的處理方式不限于這里所介紹的方式。
[0036]灰塵濃度值可以通過IXD屏幕進行顯示，也可以存儲在數據存儲器中供調用回溯。
[0037]最后說明的是，以上實施例僅用以說明本實用新型的技術方。案而非限制，盡管參照較佳實施例對本實用新型進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，可以對本實用新型的技術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本實用新型技術方案的宗旨和范圍，其均應涵蓋在本實用新型的權利要求范圍當中。
【主權項】
1.一種基于GP2Y1010AU0F模塊的灰塵檢測電路，其特征在于:包括單片機和灰塵檢測傳感器，所述灰塵檢測傳感器為GP2Y1010AU0F模塊； 所述灰塵檢測傳感器的驅動信號輸入口與單片機的輸出端相連接，所述灰塵檢測傳感器的電壓輸出口與單片機的模擬輸入口相連接； 所述單片機與LCD顯示器相連接；所述單片機與數據存儲模塊相連接。
2.根據權利要求1所述的一種基于GP2Y1010AU0F模塊的灰塵檢測電路，其特征在于，所述單片機采用MSP430G2553芯片。
【專利摘要】本實用新型公開了一種基于GP2Y1010AU0F模塊的灰塵檢測電路，包括單片機和灰塵檢測傳感器，所述灰塵檢測傳感器為GP2Y1010AU0F模塊；所述灰塵檢測傳感器的驅動信號輸入口與單片機的輸出端相連接，所述灰塵檢測傳感器的電壓輸出口與單片機的模擬輸入口相連接。本實用新型具有電路結構簡單，硬件成本低，能實現設備小型化，便攜式的優點。
【IPC分類】G01N15-06
【公開號】CN204286997
【申請號】CN201420796468
【發明人】鄭 和, 梁衛華, 劉修軍, 況君, 林穩章
【申請人】重慶電訊職業學院
【公開日】2015年4月22日
【申請日】2014年12月6日