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

Podsumowanie

Zastosowanie czujnika SPS30, obsługiwanego przez firmową aplikację SEKControlCenter, umożliwia szybką i profesjonalną pracę z pomiarem poziomu pyłów. Jest on pomocny ze względu na skomplikowaną obsługę interfejsu cyfrowego czujników i konieczność spełnienia wymagań sprzętowych, np. zasilania i poziomów logicznych sygnałów. Problematyczne jest też przetwarzanie surowych danych odczytanych z czujników.

Wygoda jest jednak okupiona ograniczeniami w skonfigurowaniu zestawu pomiarowego oraz w dopasowaniu konfiguracji aplikacji do potrzeb.

Powyższy opis jest relacją z pierwszych prób użycia czujnika SPS30. Pomimo łatwości rozpoczęcia pracy i szybkiego uzyskania wyników pomiarów, ich interpretacja wymaga już sporej wiedzy dotyczącej metodologii pomiarów parametrów środowiska, technologii pomiarowej czujników oraz metod i procedur kalibracji czujnika.


 10 maja 2020 po raz pierwszy (odkąd sięgamy pamięcią), szczyt Mount Everest, mierzący 8848 m n.p.m., był widoczny gołym okiem z oddalonego o blisko 200 km Katmandu – donosi „Nepal Times” [7]. Zdjęcie Mount Everestu zrobił Abhushana Gautama w wiosce Chobar, która z perspektywy Mount Everestu leży nawet dalej, za Katmandu.
Jeszcze dwa miesiące temu nie byłoby to możliwe, bo wszechobecny smog i emisje spalin, które są największym źródłem zanieczyszczenia powietrza w dolinie Katmandu, nie pozwoliłyby na to. Globalna blokada, aby zapobiec rozprzestrzenianiu się koronawirusa, sprawiła jednak, że z dróg zniknęły pojazdy, a przemysł się zatrzymał. W pierwszym tygodniu od wprowadzenia ograniczeń sprzedaż benzyny w całym kraju spadła do sześciu procent. Oczyściło to powietrze nad Katmandu i nad całym Nepalem.

Odporność czujnika SPS30 na kurz i zaawansowane technologie kategoryzowania rozmiaru cząstek stanowią zaletę w wielu zastosowaniach, np. monitorowanie jakości powietrza, oczyszczacze powietrza i HVAC. Czujnik, który poprawnie działa przez cały okres użytkowania urządzenia, gwarantuje dobrą jakość powietrza końcowemu użytkownikowi oraz zwiększa efektywność energetyczną. Zwiększona liczba przedziałów pomiarowych frakcji pyłów i wyższa dokładność, pomagają wykonywać określone działania w oparciu na wykrywanym składzie cząstek i poprawiają monitorowanie żywotności czujnika, w oparciu na informacjach o typie zanieczyszczenia, zebranym podczas pracy urządzenia. Pomiary podczas testów czujnika SPS30 były przeprowadzone w Pekinie. Wyniki uzyskane w czasie rzeczywistym pokrywały się w 97% z wynikami z ambasady USA (BAM1020), oddalonej około 1,4 km od ambasady Szwajcarii, gdzie zamontowano czujnik SPS30.

Obecnie rynek czujników pyłów jest napędzany głównie przez układy oczyszczania powietrza, wentylację i klimatyzację. Obniżenie ceny, wydłużenie czasu poprawnej pracy oraz zwiększenie łatwości użycia czujników pyłów spowoduje znaczący wzrost ich użycia w aplikacjach konsumenckich oraz IoT, szczególnie w czasach pandemii COVID-19.

Henryk A. Kowalski
Politechnika Warszawska
Instytut Informatyki 

Wybrane pozostałe artykuły kursu „Systemy dla Internetu Rzeczy”
[S32] Scalone czujniki cyfrowe wilgotności i temperatury, EP 12/2019
[S35] Cyfrowe czujniki gazu, EP 3/2020
[S38] Cyfrowe czujniki pyłów, EP 6/2020
[S39] Pomiary z czujnikami jakości gazu SGP30, SPGPC3 oraz dwutlenku węgla SCD30 firmy Sensirion, EP 7/2020

Literatura
[1] Particulate Matter Sensing for Air Quality Measurements, Livio Lattanzio, Sensirion, https://bit.ly/2XygRhc
[2] Aerozole atmosferyczne, Wikipedia, 4 luty 2020, https://bit.ly/2X7oAUv
[3] Datasheet SPS30, Particulate Matter Sensor for Air Quality Monitoring and Control, Version 1.0, March 2020, Sensirion, https://bit.ly/3g0gses
[4] Sensor Specification Statement, How to Understand Specifications of Sensirion Particulate Matter Sensors, Version 1, March 2020, Sensirion, https://bit.ly/3kQ0ZBp
[5] Particulate Matter Sensor SPS30, Sensirion, https://bit.ly/3aulMpi
[6] Teardown: Sensirion, 04.25.2019, Angela May, MistyWest, https://bit.ly/2yDTPwU
[7] Mount Everest był widoczny gołym okiem z prawie 200 km. „Niedawno byłoby to niemożliwe” Bartłomiej Kubiak, 22.05.2020, SPORT.PL, https://bit.ly/3iFtfVF
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 listopad 2021

Elektronik

Magazyn elektroniki profesjonalnej

Raspberry Pi 2015

Raspberry Pi

Wykorzystaj wszystkie możliwości wyjątkowego minikomputera

Świat Radio listopad - grudzień 2021

Świat Radio

Magazyn krótkofalowców i amatorów CB

Automatyka Podzespoły Aplikacje listopad 2021

Automatyka Podzespoły Aplikacje

Technika i rynek systemów automatyki

Elektronika Praktyczna listopad 2021

Elektronika Praktyczna

Międzynarodowy magazyn elektroników konstruktorów

Elektronika dla Wszystkich grudzień 2021

Elektronika dla Wszystkich

Interesująca elektronika dla pasjonatów