Недавно в подарок получил ионизатор и увлажнитель воздуха, который очищает воздух, увлажняет его и ионизирует. И хотя лично я разницы не чувствую, а, учитывая зиму и работающие батареи, эффект очень кратковременный, я задумался об оценке не только качества работы этого устройства, но и такого привычного для всех действия как уборки квартиры. Позднее мысль пошла дальше и я решил, что неплохо бы иметь переносной монитор качества воздуха.

Для начала я купил датчик пыли на основе sharp GP2Y1010AU0F прменяется для обнаружения PM2.5 частиц (менее 2.5 микрон) и сигаретного дыма. Принцип действия довольно простой: фототранзистор распознает свет, отражённый от частиц, который посылает инфракрасный светодиод.

Для подключения к Arduino не требуется ничего особенного: чёрный провод земля, красный 5 вольт, жёлтый на цифровой Pin 7, для управления (вкл/выкл) тем самым инфракрасным светодиодом, и синий на один из аналоговых пинов, например A0, для чтения показаний датчика.

Для того, чтобы считать данные с датчика, согласно DataSheet-у нужно включить инфракрасный светодиод, подождать 280 микросекунд, и затем померить выходное напряжение датчика.

#define DUST_ILED 7
#define DUST_PIN 0
#define NO_DUST_VOLT 0.9

void setup() {
  pinMode(DUST_ILED, OUTPUT);
  digitalWrite(DUST_ILED, LOW);
 
}

void loop() {
  // put your main code here, to run repeatedly:
  digitalWrite(DUST_ILED, HIGH);
  delayMicroseconds(280);

  int outVolt = analogRead(DUST_PIN);

  digitalWrite(DUST_ILED, LOW);

  float calcVoltage = outVolt * 5.0 / 1024.0 - NO_DUST_VOLT;
  if (calcVoltage < 0) {
    calcVoltage = 0;
  }

  delay(1000);
}

Здесь мы делим значение, которое считали с датчика на 1024 – это максимальное значение, которое может считать Arduino Uno на аналоговых пинах и умножаем на 5 – напряжение, которое мы подали на датчик.

Согласно DataSheet-у типичное напряжение, которое показывает датчик при отсутствии пыли – это 0.9 вольт, так что просто вычтем это значение и будем считать, что наличие пыли начинается при напряжении > 0.9 вольт.

Второе, что нужно сделать – это отображать считанные значения. Простейший вариант – это напечатать в консоль, но когда ходишь по городу, то лучше иметь какой-нить маленький дисплей и я купил  0.96″ OLED дисплей с интерфейсом i2c, которому требуется 2 аналоговых пина (SDA на A4, а SCL на A5) плюс напряжение и земля.

У AdaFruit есть отличная, но “тяжёлая” библиотека для работы с подобными дисплеями. Прежде чем ею можно воспользоваться нужно поменять пару вещей в зависимости от модели дисплея. В моём случае это i2c адрес, который нужно выставить в 0x3C . Так же может понадобиться другая AdaFruit библиотека – AdaFruit GFX.

#include <Adafruit_SSD1306.h>

#define DUST_ILED 7
#define DUST_PIN 0
#define NO_DUST_VOLT 0.9

#define OLED_RESET 4
Adafruit_SSD1306 display(OLED_RESET);

void setup() {
  pinMode(DUST_ILED, OUTPUT);
  digitalWrite(DUST_ILED, LOW);
  // put your setup code here, to run once:
  display.begin(SSD1306_SWITCHCAPVCC, 0x3C);

  display.display();
  delay(2000);

  // Clear the buffer.
  display.clearDisplay();
  display.display();
  

  
}

void loop() {
  // put your main code here, to run repeatedly:
  digitalWrite(DUST_ILED, HIGH);
  delayMicroseconds(280);

  int outVolt = analogRead(DUST_PIN);

  digitalWrite(DUST_ILED, LOW);

  float calcVoltage = outVolt * 5.0 / 1024.0 - NO_DUST_VOLT;
  if (calcVoltage < 0) {
    calcVoltage = 0;
  }
  display.clearDisplay();
  display.setTextSize(1);
  display.setTextColor(WHITE);
  display.setCursor(0,0);
  display.print("Dust: ");
  display.println(calcVoltage);  
  display.display();
  delay(1000);
}

Теперь необходимо добавить датчики температуры и влажности для полноты информации. Например подойдёт DHT22 – это два датчика в одном.

У него 4 ножки, но одна (третья, согласно DataSheet-у) не используется, так что просто нужно подключить 5 вольт, землю и один из цифровых пинов, например 2й. Так же есть библиотека для работы с этим датчиком, так что считывание показаний можно легко добавить в предыдущий скетч:

#include <Adafruit_SSD1306.h>
#include <DHT.h>

#define DHT_TYPE DHT22
#define DHT_PIN 2

#define DUST_ILED 7
#define DUST_PIN 0
#define NO_DUST_VOLT 0.9

#define OLED_RESET 4
Adafruit_SSD1306 display(OLED_RESET);

DHT dht(DHT_PIN,DHT_TYPE);

void setup() {
  pinMode(DUST_ILED, OUTPUT);
  digitalWrite(DUST_ILED, LOW);
  // put your setup code here, to run once:
  display.begin(SSD1306_SWITCHCAPVCC, 0x3C);

  display.display();
  delay(2000);

  // Clear the buffer.
  display.clearDisplay();
  display.display();
  

  
}

void loop() {
  // put your main code here, to run repeatedly:
  digitalWrite(DUST_ILED, HIGH);
  delayMicroseconds(280);

  int outVolt = analogRead(DUST_PIN);

  digitalWrite(DUST_ILED, LOW);

  float calcVoltage = outVolt * 5.0 / 1024.0 - NO_DUST_VOLT;
  if (calcVoltage < 0) {
    calcVoltage = 0;
  }

  float h = dht.readHumidity();
  float t = dht.readTemperature();
  display.clearDisplay();
  display.setTextSize(1);
  display.setTextColor(WHITE);
  display.setCursor(0,0);
  display.print("H: ");
  display.print(h);
  display.print(" T: ");
  display.println(t);  
  display.println("");
  display.setTextSize(2);
  display.print("Dust: ");
  display.println(calcVoltage);  
  display.display();
  delay(1000);
}

просто читаем влажность и температуру с помощью библиотечных функций dht.readHumidity() и dht.readTemperature() и выводим их на экран:

Ещё нужен источник питания, такой, чтобы можно было легко носить “прибор” с собой. Например подойдут пальчиковые (АА) батарейки, которые можно вставить в батарейный отсек и приделать к ним разъём с клеммой для лёгкого способа подключения к Arduino

Сам Arduino засунуть в корпус и приклеить батарейный отсек с помощью 2х стороннего скотча:

Что скажите? Полезный девайс?