GP2Y1014AU粉尘传感器
模块来源
采购链接：
https://item.taobao.com/item.htm?spm=a1z09.2.0.0.7cc82e8df4Wdoa&id=44147655343&_u=82t4uge5bdc4
规格参数
工作电压：5-7V
消耗电流：最大20mA
最小粒子检出值：0.8微米
灵敏度：0.5V(0.1mg/m3)
清洁空气中电压：0.9V （典型）
重量：15g
尺寸大小：46x30x17.6mm
查看资料
GP2Y1014AU粉尘传感器在其中间有一个洞，空气可以自由流通，传感器内部邻角位置安装有红外发光二极管和光电晶体管，红外发光二极管定向发送红外光，当空气中有颗粒物阻碍红外线时，红外线发生漫反射，光电晶体管接收到红外光线，信号输出引脚电压会随之发生变化。该电压值在一定范围内与灰尘浓度成线性关系，因此在使用过程中，需要使用 ADC 采集该电压信号，并通过该电压值计算出空气中的灰尘浓度。
移植过程
引脚选择
移植至工程
我们的目标是将例程移植至ESP32-S3开发板上。已经为大家提供了完整的驱动代码，按照以下步骤，即可完成移植。
具体新建文件夹和新建c和h文件在 【DHT11温湿度传感器】章节中的1.4.2小节中有详细的教学，这里就不再多说了。
只不过这里我们将文件名 bsp_dht11.c 和 bsp_dht11.h 换成 bsp_dust.c 和 bsp_dust.h，文件夹名字改为Dust
代码写入
在文件bsp_dust.c中，编写如下代码。
c
/*
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* Date Author Notes
* 2024-01-09 LCKFB-lp first version
*/
#include "bsp_dust.h"
#include "stdio.h"
esp_adc_cal_characteristics_t *adc_chars;
void delay_ms(unsigned int ms)
{
vTaskDelay(ms / portTICK_PERIOD_MS);
}
void delay_us(unsigned int us)
{
ets_delay_us(us);
}
void delay_1ms(unsigned int ms)
{
vTaskDelay(ms / portTICK_PERIOD_MS);
}
void delay_1us(unsigned int us)
{
ets_delay_us(us);
}
/******************************************************************
* 函 数 名 称：Dust_GPIO_Init
* 函 数 说 明：粉尘传感器引脚初始化
* 函 数 形 参：无
* 函 数 返 回：无
* 作 者：LC
* 备 注：无
******************************************************************/
void Dust_GPIO_Init(void)
{
gpio_config_t ll_config = {
.pin_bit_mask = (1ULL<<GPIO_LED), //配置引脚
.mode =GPIO_MODE_OUTPUT,
.pull_up_en = GPIO_PULLUP_DISABLE, //不使能上拉
.pull_down_en = GPIO_PULLDOWN_DISABLE, //不使能下拉
.intr_type = GPIO_INTR_DISABLE //不使能引脚中断
};
gpio_config(&ll_config);
adc1_config_width(width);// 12位分辨率
//ADC_ATTEN_DB_0:表示参考电压为1.1V
//ADC_ATTEN_DB_2_5:表示参考电压为1.5V
//ADC_ATTEN_DB_6:表示参考电压为2.2V
//ADC_ATTEN_DB_11:表示参考电压为3.3V
//adc1_config_channel_atten( channel,atten);// 设置通道0和3.3V参考电压
// 分配内存
adc_chars = calloc(1, sizeof(esp_adc_cal_characteristics_t));
// 对 ADC 特性进行初始化，使其能够正确地计算转换结果和补偿因素
esp_adc_cal_characterize(unit, atten, width, DEFAULT_VREF, adc_chars);
}
/******************************************************************
* 函 数 名 称：Get_ADC_Value
* 函 数 说 明：对ADC值进行平均值计算后输出
* 函 数 形 参：num采集次数
* 函 数 返 回：对应扫描的ADC值
* 作 者：LC
* 备 注：无
******************************************************************/
unsigned int Get_ADC_Value(unsigned int num)
{
unsigned int Data=0;
int i = 0;
for( i = 0; i < num; i++ )
{
/* 读取ADC常规组数据寄存器 */
Data += adc1_get_raw(channel);
delay_1ms(1);
}
Data = Data/num;
return Data;
}
int Filter(int m)
{
static int flag_first = 0, _buff[10], sum;
const int _buff_max = 10;
int i;
if (flag_first == 0)
{
flag_first = 1;
for (i = 0, sum = 0; i < _buff_max; i++)
{
_buff[i] = m;
sum += _buff[i];
}
return m;
}
else
{
sum -= _buff[0];
for (i = 0; i < (_buff_max - 1); i++)
{
_buff[i] = _buff[i + 1];
}
_buff[9] = m;
sum += _buff[9];
i = sum / 10.0;
return i;
}
}
/******************************************************************
* 函 数 名 称：Read_dust_concentration
* 函 数 说 明：读取粉尘浓度
* 函 数 形 参：无
* 函 数 返 回：粉尘浓度
* 作 者：LC
* 备 注：无
******************************************************************/
float Read_dust_concentration(void)
{
unsigned int value=0;
float f_value = 0, density = 0;
gpio_set_level(GPIO_LED,0);
delay_1us(280);
value = Get_ADC_Value(20); // 采集20次计算平均值赋值给value
delay_1us(40);
gpio_set_level(GPIO_LED,1);
delay_1us(9680);
value = Filter(value);
f_value = 0.17*value-0.1; //转换公式
return f_value;
}1
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在文件bsp_dust.h中，编写如下代码。
c
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*/
#ifndef _BSP_DUST_H_
#define _BSP_DUST_H_
#include <stdio.h>
#include <inttypes.h>
#include "sdkconfig.h"
#include "driver/gpio.h"
#include "freertos/FreeRTOS.h"
#include "freertos/task.h"
#include "esp_rom_sys.h"
#include "esp_timer.h"
#include "driver/uart.h"
#include "rom/ets_sys.h"
#include "esp_system.h"
#include "driver/gptimer.h"
#include "esp_log.h"
#include "freertos/queue.h"
#include "driver/spi_master.h"
#include "nvs_flash.h"
#include "esp_adc/adc_cali_scheme.h"
#include "esp_adc/adc_cali.h"
#include "driver/adc.h"
#include "esp_adc_cal.h"
#define GPIO_OUT 1
#define GPIO_LED 2
#define DEFAULT_VREF 1100 //默认参考电压，单位mV
#define channel ADC_CHANNEL_0 // ADC测量通道
#define width ADC_WIDTH_BIT_12 // ADC分辨率
#define atten ADC_ATTEN_DB_11 // ADC衰减
#define unit ADC_UNIT_1 // ADC1
//采样次数
#define SAMPLES 30
void delay_us(unsigned int us);
void delay_ms(unsigned int ms);
void delay_1us(unsigned int us);
void delay_1ms(unsigned int ms);
void Dust_GPIO_Init(void);
float Read_dust_concentration(void);
#endif1
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移植验证
在自己工程中的main主函数中，编写如下。
c
/*
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* Date Author Notes
* 2024-01-09 LCKFB-lp first version
*/
#include <stdio.h>
#include "bsp_dust.h"
void app_main(void)
{
printf("demo start\r\n");
Dust_GPIO_Init();
while(1)
{
printf("Read_dust_concentration = %.2f\r\n",Read_dust_concentration());
delay_1ms(1000);
}
}1
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