产品概述
HPD05红外PM2.5传感器模块是采用光学散射原理检测空气中粉尘的浓度，传感器内置一个红外线发光二极管和一个高灵敏光电接收传感器，红外线发光二极管发出光线在遇到粉尘时会产生反射光，光电传感器通过检测该反射光的强度来反映空气中粉尘的浓度情况，传感器直接输出PWM信号，PWM宽度即是当前浓度数值（1ms = 1ug/m3）。也可以通过IIC串口信号输出粉尘浓度数值，数值单位是ug/m3。该传感器适用于空气净化器、带净化功能的空调、新风系统及空气品质检测仪器的配套。
勒夫迈厂家直供红外灰尘PM2.5传感器模块检测原理
根据光的色散原理，红外线发光二极管发出光线遇到粉尘产生反射光，高灵敏的光电接收传感器检测到反射光的光强，输出信号，根据输出信号光强的大小以及数量判断粉尘的浓度。探测器的输出电流与检测到的光强成相应的比例，传感器输出电流经放大器放大后，再经处理器校正处理，最终输出数字PWM信号脉冲，或通过IIC数据接口输出粉尘浓度数值。
性能指标
1）规格
工作电压 | DC 5V ±5% (CON2 Pin1=GND，Pin3 = +5V)， 电压纹波 50mV以下 |
工作电流 | 90mA |
工作温度湿度 | 0 ~ 50℃; 95%rh 以下 (无结露) |
保存温度 | -20 ~ 60℃ |
尺寸 | W59 x H45 x D18.5(mm) |
重量 | 26g |
检测粒子直径 | 0.5~10μm |
检测浓度范围 | 0~500ug |
检测一致性误差 | 75ug/m3以上 ≤ ±30% @电压5.0V 25℃ 50%RH |
75 ug/m3以内 ≤ ±18 ug/m3 @电压5.0V 25℃ 50%RH |
输出方式 | PWM脉冲输出或 IIC数字接口输出。 |
检测开始时间 | 接通电源后约1分钟(电阻温度稳定时间) |
连接器CON2引脚定义
序号 | 引脚 | 描述 |
1 | GND | 电源输入端（接地端） |
2 | P1 / SDA | 平均值脉宽输出 / IIC SDA |
3 | +5V | 电源输入端（+5V端） |
4 | P2 / SCL | 瞬时值脉宽输出 / IIC SCL |
5 | OS | 输出方式选择:不接为PWM输出，接低电平为IIC输出 |
2）寿命
光源寿命:连续通电情况下使用 5 年以上。
3）光电特性
4）信号输出
a1. PWM信号输出(对应型号HPD051Axxx):
低脉冲时间与粉尘浓度的关系：1ms = 1ug/m3
P1引脚输出的脉冲宽度对应粉尘浓度的平均值（响应速度较慢，波动小稳定性好）
P2引脚输出的脉冲宽度对应粉尘浓度的瞬时值（响应速度快，波动较大）
a2. PWM信号输出(对应型号HPD051Cxxx):
低脉冲时间与粉尘浓度的关系：粉尘浓度 = TL / TA * 4000 (ug/m3)；TA一般取30秒，
（备注：TA是指从检测到第yi个下降沿开始到最hou一个上升沿结束的总时间）
P1引脚输出的脉冲宽度对应粉尘浓度的平均值（响应速度较慢，波动小稳定性好）
P2引脚输出的脉冲宽度对应粉尘浓度的瞬时值（响应速度快，波动较大）
备注：P1和P2口输出的粉尘浓度都需按照低脉冲时间与粉尘浓度的关系公式计算。
b. IIC信号输出:
通过IIC接口读取粉尘传感器模块内部寄存器直接获取粉尘浓度数值。
b-1 IIC通讯接口：
主机产生8个时钟脉冲发送8位数据，在 SCL总线上的第8个下降沿，器件将SDA改变输出为输入，并在第9 个时钟脉冲读应答值。第9个时钟脉冲之后， 如果下一次接收还没有准备好，数据接收器件将SCL总线拉低，从而迫使下一字节的传输暂停。当接收器释放 SCL总线，数据传输继续。
图1. IIC总线数据协议
IIC总线协议定义两个状态开始和结束传输，起始 (S) 和 停止(P) 信号。起始信号：当SCL为高时，在SDA总线上有从高到低的电平变化。停止信号：当SCL为高时，在SDA上有从低到高的电平变化。起始或停止信号常由主机产生，在起始信号产生之后IIC总线视为忙，在停止信号之后，IIC总线视为空闲。
图2. 起始START、重复起始Repeated START和停止STOP
有关IIC通讯的细节请参考相关的资料。
b-2 传感器IIC接口
读HPD05寄存器数据时通讯波形图如下：
HPD05传感器器件从地址为0x9A, IIC最da时钟速率为100Kbps.
图3. 读HPD05寄存器时通讯波形图
b-3 HPD05寄存器
寄存器地址 | 功能说明 |
0x20 | 软件版本号高位，版本格式为12.34，读此地址得到0x12 |
0x21 | 软件版本号低位，例如版本为12.34，读此地址得到0x34 |
0x22 | 传感器的系列号，读出为字符‘A’或‘C’ |
0x23 | 位0（bit[0]）为1，表示传感器的粉尘浓度数据可用。为0则不可用。 位1（bit[1]）的状态从0变为1或从1变为0，表示传感器的粉尘浓度数据有更新。 位2 ～ 位7（bit[7：2]）保留位。 |
0x24 | 传感器粉尘浓度数据高8位（32秒平均值） |
0x25 | 传感器粉尘浓度数据低8位（32秒平均值） |
0x26 | 传感器粉尘浓度数据高8位（当前值） |
0x27 | 传感器粉尘浓度数据低8位（当前值） |
