Systemy dla Internetu Rzeczy (41). Czujnik pomiaru pyłów SPS30 firmy Sensirion

Systemy dla Internetu Rzeczy (41). Czujnik pomiaru pyłów SPS30 firmy Sensirion
Pobierz PDF Download icon

Pomiar poziomu smogu stał się istotnym zagadnieniem. Pojawienie się niedrogich czujników pyłów spowodowało ich szerokie zastosowanie w Internecie Rzeczy. Niektóre z nowszych konstrukcji osiągają wyniki porównywalne z profesjonalnymi monitorami przy nawet stukrotnie niższej cenie. Jedną z najlepszych konstrukcji jest czujnik pomiaru pyłów SPS30 firmy Sensirion.

Spis treści

Aplikacja ControlCenter

Do pracy z czujnikiem SPS30 została zastosowana aplikacja ControlCenter firmy Sensirion. Jej instalowanie i użytkowanie zostało dokładnie omówione w jednym z poprzednich artykułów pt. „Pomiary z czujnikami jakości gazu SGP30, SPGPC3 oraz dwutlenku węgla SCD30 firmy Sensirion” [S39]. Po podłączeniu czujnika SPS30 kablem konwertera USB do komputera instalowane są sterowniki USB. Po uruchomieniu aplikacji ControlCenter automatycznie znajdowany jest czujnik SPS30 i wyświetlane jest okno główne aplikacji (rysunek 10).

Rysunek 10. Okno główne aplikacji ControlCenter po uruchomieniu

W lewym górnym rogu okna aplikacji wyświetlana jest lista wykrytych urządzeń. Pierwsza linia dotyczy konwertera USB. Po kliknięciu na ikonkę w postaci koła zębatego otwierane jest okno konfiguracyjne wybranego urządzenia. Dla konwertera USB pokazywane są tylko numer wirtualnego portu COM oraz prędkość transmisji (115200).

Okno konfigurowania czujnika SPS30 umożliwia ustawienie liczby pomiarów do uśredniania (1 – każda, 2, 5, 10, 100, 1000) oraz zapisanie logu z przerzedzaniem lub z uśrednianiem (rysunek 11). Można też ustawić odstęp czasu, co ile wykonywana będzie procedura czyszczenia wiatraczka (Auto Cleanning).

Rysunek 11. Okno konfiguracyjne czujnika SPS30

Wykresy danych z czujników są pokazywane w prawym panelu okna aplikacji (rysunek 10), zgrupowane wedle typów w osobne zakładki. Po prawej stronie każdego wykresu znajduje się ikonka w postaci koła zębatego. Wyświetla ona okno Plot Settings z możliwością ustawienia przedziału czasu pokazywanego przebiegu (domyślnie 300 s), częstotliwości aktualizacji wykresu (domyślnie 1 Hz), wyboru automatycznego skalowania oraz ustawienia formatu skali czasowej: w sekundach (czas bieżący od początku akwizycji) lub czas zegarowy. Dodatkowo można ustawić zakres skali wartości (domyślnie 10 μg/m3, N/cm3 oraz 2 mm). Po kliknięciu na pole wykresu można go przeciągać w górę i w dół, a kółkiem myszy zmieniać zakres skali wartości. Podwójne kliknięcie powoduje przywrócenie ustawień domyślnych.

Badania

Porównanie działania czujników jest bardzo trudne ze względu na konieczność zapewnienia stabilnych warunków pracy. Do referencyjnego pomiaru warunków pomiarowych zastosowano zestaw SHT31 Smart Gadget firmy Sensirion, z czujnikami SHT31. Poprzednie próby, opisane w artykule pt. „Scalone czujniki cyfrowe wilgotności i temperatury”, pokazały bardzo stabilne, precyzyjne i wiarygodne działanie tego zestawu [S32]. Pomiary wykonywane były w warunkach domowych, po długim okresie przelotnych deszczów, przy temperaturze ok. 25°C i wilgotności na poziomie ok. 45%, czyli typowe pogodne lato.

Rysunek 12. Czujnik SPS30 – pomiar stężenia masowego

Na panelu SPS Mass pokazywane są cztery wykresy pomiaru stężenia masowego w jednostkach μg/m3 osobno dla pomiarów PM1.0, PM2.5, PM4 oraz PM10. Rysunek 12 pokazuje przykładowy pomiar pierwszych 300 s po włączeniu czujnika SPS30. Jak widać, czujnik od razu wykonuje skalibrowane pomiary. Na panelu SPS Number pokazywane jest pięć wykresów pomiaru stężenia liczbowego w jednostkach N/cm3, osobno dla PM0.5, PM1.0, PM2.5, PM4 oraz PM10.

Rysunek 13. Czujnik SPS30 – pomiar stężenia liczbowego

Rysunek 13 pokazuje przykładowy pomiar pierwszych 300 s po włączeniu czujnika SPS30, tych samych co na rysunku 12. Na panelu SPS Particle Composition pokazywane są dwa wykresy słupkowe rozkładu pomiarów stężenia masowego oraz liczbowego (rysunek 14).

Rysunek 14. Czujnik SPS30 – rozkład statystyczny danych pomiarowych

Osobny wykres pokazuje typowy rozmiar cząstek pyłu w μm. Wykrywanie większości cząstek o małych rozmiarach jest zgodne z publikowanymi pomiarami kurzu domowego [1].

Artykuł ukazał się w
Elektronika Praktyczna
wrzesień 2020
DO POBRANIA
Pobierz PDF Download icon

Elektronika Praktyczna Plus lipiec - grudzień 2012

Elektronika Praktyczna Plus

Monograficzne wydania specjalne

Elektronik październik 2021

Elektronik

Magazyn elektroniki profesjonalnej

Raspberry Pi 2015

Raspberry Pi

Wykorzystaj wszystkie możliwości wyjątkowego minikomputera

Świat Radio wrzesień - październik 2021

Świat Radio

Magazyn krótkofalowców i amatorów CB

Automatyka Podzespoły Aplikacje październik 2021

Automatyka Podzespoły Aplikacje

Technika i rynek systemów automatyki

Elektronika Praktyczna październik 2021

Elektronika Praktyczna

Międzynarodowy magazyn elektroników konstruktorów

Elektronika dla Wszystkich październik 2021

Elektronika dla Wszystkich

Interesująca elektronika dla pasjonatów