Trên cơ sở nghiên cứu các phƣơng pháp đo nồng độ bụi hiện nay và dựa trên ƣu nhƣợc điểm của từng phƣơng pháp luận văn lựa chọn phƣơng pháp đo nồng độ bụi dựa trên hiện tƣợng tán xạ ánh sáng. Hiện nay có rất nhiều loại sensor có khả năng đo nồng độ bụi dựa theo hiện tƣợng tán xạ ánh sáng. Tuy nhiên, trong luận văn sử dụng cảm biến GP2Y1010AU0F do Sharp sản xuất hiện đang rất phổ biến trên thị trƣờng Việt Nam và có giá thành tƣơng đối rẻ. Cấu trúc của cảm biến
Hình 3.16. Cấu tạo của cảm biến GP2Y1010AU0F
Cảm biến GP2Y1010AU0F là một cảm biến đo nồng độ bụi dựa trên hiện tƣợng tán xạ ánh sáng, nó bao gồm một hệ thống cảm biến quang học. Một diot phát tia hồng ngoại (IRED) và một bóng bán dẫn quang học, phát hiện ánh sáng phản xạ của bụi trong không khí. Nó có thể phát hiện các loại hạt bụi rất tốt, điển hình nhƣ khói thuốc lá.Ngoài ra, nó còn có thể phân biệt khói thuốc lá từ các bụi bẩn trong nhà bởi mô hình xung điện áp đầu ra.
GP2Y1010AU0F là sensor giao tiếp với mạch chính qua 6 chân tín hiệu qua cổng S6B-ZR-SM4A-TF. Thứ tự các chân tín hiệu lần lƣợt là:
1: V-LED: Chân cấp nguồn cho LED 2: LED-GND: nối đất cho LED
3: LED: Nối với 1 cổng của vi điều khiển để điều khiển LED 4: S-GND: Chân nối đất cho khối cảm biến
5: V0 : Tín hiệu điện áp mà sensor đã chuyển hóa từ tín hiệu bụi. Chân này sẽ đƣợc nối vào ADC của vi điều khiển
6: Vcc : Chân nối nguồn cho sensor
Amplyfier Circuit Dust through hole Dust or Smoke particle 1 2 3 6 5 4 Case
Chân số 3 cần nối đến vi điều khiển điều khiển LED, xung mà vi điều khiển cần gửi đến chân này có chu kỳ tầm 10ms và có dạng nhƣ hình 3.16.
Hình 3.17. Dạng xung gửi đến chân số 3
Tín hiệu thu đƣợc từ sensor là tín hiệu điện áp. Có đƣờng đặc tính điện áp và nồng độ bụi nhƣ hình 3.18.
Phần cứng thiết kế cho GP2Y1010AU0F đƣợc đƣa ra ở hình 3.19.
Hình 3.19. Khối cảm biến GP2Y1010AU0F thiết kế trên Protuse