PM2.5自啟凈化器

雷曉艷 孫玉軒 陳維宇 張嬌嬌

摘要??? 本文設計的PM2.5自啟凈化器通過GP2Y1010AU0F灰塵傳感器檢測到PM2.5的濃度，最小系統根據判斷結果來控制繼電器作為自啟動的開關。DS1302定時，可以避免人們離開后忘記關閉，可以在人們進入室內之前定時開啟，提前凈化空氣。

【關鍵詞】PM2.5 自啟動 GP2Y1010AU0F 定時

1 引言

隨著社會的發展，生活越來越好，但是由于社會的快速發展，空氣污染日益加重。室內也存在PM2.5高或灰塵大的情況，那么PM2.5自啟凈化器主要是通過灰塵傳感器對室內PM2.5的檢測，并顯示PM2.5污染程度，再由單片機控制自動開啟凈化裝置，對PM2.5進行過濾，降低室內PM2.5的濃度。與以往普通的凈化裝置不同的是，PM2.5檢測凈化器具有定時功能，可以設置定時開啟與關閉，給生活提供更大的便捷。

2 工作原理

本設計主要是通過GP2Y1010AU0F灰塵傳感器來檢測到室內的PM2.5，并且通過灰塵傳感器把檢測結果傳送到單片機，經過判斷后在LCD1602顯示出來，最小系統根據判斷結果來控制繼電器的啟動與關閉，同時可以設置定時開啟與關閉的功能，也可以設置自動功能，在PM2.5的濃度降低并且2分鐘內不反彈則會自動關閉。

3 結構功能設計

本次設計的PM2.5自啟凈化器的功能主要有三個，第一：對空氣中的PM2.5進行檢測;第二：根據室內空氣中PM2.5和灰塵污染程度進行判斷，并自動啟動凈化裝置;第三：進行定時啟動和關閉功能，使人們在離開后忘記關閉而達到節約能源的目的。PM2.5自啟凈化器的主要結構如圖1所示。

3.1 PM2.5檢測模塊

PM2.5檢測功能的實現，主要是通過GP2Y1010AU0F灰塵傳感器模塊來檢測到空氣中出現的粉塵出現在檢測范圍內時（檢測范圍0-1000ug/m3），由于這些粉塵而散射的光射入光接收元件作為電壓輸出。灰塵傳感器將檢測到的模擬信號通過ADC0832轉換成數字量信號傳給單片機，實時檢測空氣中的PM2.5濃度值并通過LCD1602顯示出來。

3.2 最小系統

最小系統通過PM2.5檢測模塊的檢測信號對檢測到的PM2.5濃度值做出判斷，可以自行設定一個PM2.5濃度報警值，當實測3分鐘平均濃度超過設定報警值時，發出開機信號，從而啟動繼電器來啟動空氣凈化裝置，直至濃度在設定的報警值基礎上下降30，并在2分鐘之內沒有反彈，則發出關機信號。

3.3 DS1302定時模塊

DS1302作為一種時鐘芯片，內部有專用的寄存器用于存年月日時分秒，用的晶振是另接的，精度高。當秒改變到一定量時，分會自動加1，寫程序比較簡單。

DS1302定時芯片可以對時間進行設置，把設置的時間傳給單片來控制PM2.5凈化器的自啟動與關閉。而該芯片具有時間自動調整能力，使用比較方便，并且功耗很低。DS1302的工作電壓比較寬，大概是2.0V～5.5V都可以正常工作，采用雙電源供電，當主電源比備用電源高0.2V時，由主電源供電，否則采用備用電源，一般是一個紐扣電池，可以在斷電的時候繼續計時。它在工作電壓2.0V的時候，工作電流小于300nA。并且它使用串行I/O通信方式，相對并行來說比較節省IO口的使用。

3.4 凈化功能

空氣凈化主要是對空氣中的PM2.5進行過濾處理，使用渦輪風機來使空氣經過濾網來過濾空氣中的PM2.5，在HEPA濾網前面加一層粗效濾網，過濾掉一些大顆粒灰塵，讓HEPA濾網全力對付PM2.5，也有效延長了HEPA的使用壽命。

由于在啟動風機時，會產生一定的噪音。所以在風機外部加上泡沫等隔音裝置來阻隔噪音，達到消音作用。

4 結束語

本次PM2.5自啟凈化器的設計中，采用GP2Y1010AU0F灰塵傳感器來檢測PM2.5，并顯示檢測結果。通過最小系統來控制繼電器，完成自動啟動的功能。同時，DS1302的定時功能可以自由設置自啟動與關閉時間，這樣就可以避免在人們離開以后忘記關閉而造成浪費的困擾，設置自動開機的時間，可以使之提前啟動來凈化室內空氣。所以本次設計的PM2.5自啟凈化器更具有智能化，使用便利。

參考文獻

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