近幾年由于霧霾的影響，越來(lái)越多的新風(fēng)凈化產(chǎn)品走入千家萬(wàn)戶(hù)，這類(lèi)產(chǎn)品雖然各不相同，但是其原理大致相同，大多數(shù)都是通過(guò)濾網(wǎng)對(duì)空氣過(guò)濾的方式實(shí)現(xiàn)濾除空氣中的顆粒物，主要指標(biāo)有粉塵、PM2.5等，在新風(fēng)凈化產(chǎn)品中通過(guò)加入檢測(cè)傳感器的方式可以實(shí)時(shí)的檢測(cè)空氣狀態(tài)（濾網(wǎng)前端的粉塵檢測(cè)傳感器），然后通過(guò)檢測(cè)數(shù)據(jù)控制新風(fēng)機(jī)的運(yùn)行，這樣既可讓用戶(hù)直觀的看出空氣質(zhì)量，同時(shí)也可以科學(xué)合理的控制新風(fēng)凈化設(shè)備的運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)更加高效節(jié)能的空氣凈化能效。
接下來(lái)Isweek 技術(shù)工程師介紹一款Samyoung（三瑩）的PM2.5粉塵傳感器GPSM在中低端智能新風(fēng)機(jī)中的應(yīng)用，本智能新風(fēng)機(jī)主要由2個(gè)粉塵檢測(cè)傳感器、溫濕度傳感器、PTC加熱組件、主控芯片、電源管理、WiFi模組、軸流風(fēng)扇、濾網(wǎng)等組成，其電氣部件構(gòu)成框圖如下圖1所示。
如上圖1中所示，本智能新風(fēng)機(jī)主要用于室內(nèi)空氣凈化，主要通過(guò)安裝與濾網(wǎng)前后端的兩個(gè)粉塵傳感器檢測(cè)空氣中的顆粒物含量，主控芯片根據(jù)傳感器的檢測(cè)數(shù)據(jù)控制軸流風(fēng)扇運(yùn)行，使得空氣經(jīng)過(guò)濾網(wǎng)實(shí)現(xiàn)對(duì)空氣中的顆粒物過(guò)濾實(shí)現(xiàn)凈化操作，并根據(jù)兩個(gè)傳感器的檢測(cè)數(shù)據(jù)判斷濾網(wǎng)的過(guò)濾效果及濾網(wǎng)剩余使用壽命，同時(shí)新風(fēng)機(jī)可以將傳感器的檢測(cè)數(shù)據(jù)、風(fēng)扇運(yùn)行狀態(tài)、PTC加熱組件狀態(tài)等新風(fēng)機(jī)運(yùn)行的主要參數(shù)通過(guò)WiFi上傳到云端服務(wù)器，用戶(hù)可以使用手機(jī)實(shí)現(xiàn)對(duì)新風(fēng)機(jī)的操作，進(jìn)一步提升用戶(hù)的使用體驗(yàn)。
在本新風(fēng)機(jī)中，粉塵傳感器是控制本新風(fēng)機(jī)智能化運(yùn)行的關(guān)鍵部件，主要用于檢測(cè)室內(nèi)空氣中的粉塵含量參數(shù)，因此該傳感器的性能參數(shù)決定了本智能新風(fēng)機(jī)檢測(cè)出的空氣質(zhì)量參數(shù)是否準(zhǔn)確以及新風(fēng)機(jī)是否能高效節(jié)能的運(yùn)行；同時(shí)本智能新風(fēng)機(jī)定位于中低端的空氣凈化產(chǎn)品，因此各部件的成本在選型時(shí)也需要重點(diǎn)考慮，綜合上述兩點(diǎn)，本新風(fēng)機(jī)選擇使用Samyoung（三瑩）的PM2.5粉塵檢測(cè)傳感器GPSM。
Samyoung（三瑩）的PM2.5粉塵檢測(cè)傳感器GPSM是一款利用光學(xué)方法檢測(cè)空氣中粉塵濃度的粉塵檢測(cè)傳感器，對(duì)超細(xì)顆粒物的探測(cè)能力有了極大提升，可測(cè)到 0.3 ?~1.0 ?的顆粒物。這使其在確認(rèn) PM2.5/PM1.0 重量濃度值方面比傳統(tǒng)傳感器推定更精確。其內(nèi)部檢測(cè)原理框圖如下圖3所示，在粉塵傳感器中有一個(gè)紅外發(fā)光二極管和一個(gè)光接收傳感器，兩者間的光軸相交，當(dāng)帶灰塵的氣流通過(guò)光軸相交的交叉區(qū)域，粉塵對(duì)紅外光反射，反射的光強(qiáng)與灰塵濃度成正比。光接收傳感器檢測(cè)到灰塵反射的紅外二極管發(fā)射的紅外光，經(jīng)信號(hào)調(diào)理電路，以PWM或UART輸出實(shí)際測(cè)量的灰塵濃度，這種方式較為簡(jiǎn)單可靠，且成本也相對(duì)較低，比較適合用于本智能新風(fēng)機(jī)。
GPSM采用DC-5V的供電方式，功耗僅85mW， PWM ?和UART兩種輸出可選，可實(shí)際測(cè)量環(huán)境中的PM1.0或PM2.5的濃度值。整體結(jié)構(gòu)緊湊、質(zhì)量輕(W60x H45x D18 mm, ～25g)?，傳感器的接線接口較為簡(jiǎn)潔，使用較為方便。
如果新風(fēng)機(jī)的主控芯片采用DC-3.3V供電，那需要在傳感器與主控芯片之間的數(shù)據(jù)接線需要做電平轉(zhuǎn)換處理，以確保主控芯片對(duì)應(yīng)的引腳不被5V電壓損壞。就傳感器安裝使用方面而言，正確安裝的GPSM傳感器還可以通過(guò)加熱電阻形成恒定的氣流以提高傳感器的檢測(cè)穩(wěn)定性及可靠性，除此之外，在本新風(fēng)機(jī)中，因軸流風(fēng)扇工作時(shí)會(huì)形成強(qiáng)氣流對(duì)傳感器檢測(cè)產(chǎn)生影響，因此在新風(fēng)機(jī)中將傳感器放置于設(shè)計(jì)特殊設(shè)計(jì)的空氣流通通路中，以避免軸流風(fēng)扇工作時(shí)的強(qiáng)氣流對(duì)傳感器的檢測(cè)精度影響。
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