PM2.5 激光粉尘传感器

PM2.5 Laser Dust Sensor User Manual
YTL / PM2.5 | 版本 / Ver: 2.0

📘 产品简介

这是一款基于激光散射原理的高精度PM2.5粉尘传感器。采用先进的粒子计数算法,实时输出空气中PM1.0、PM2.5、PM10浓度。产品支持Modbus RTU协议WiFi无线传输,广泛应用于空气质量监测仪、新风系统、空气净化器、智能家居等领域。

📘 Product Introduction

This is a high-precision PM2.5 dust sensor based on laser scattering principle. Using advanced particle counting algorithm, it outputs PM1.0, PM2.5, and PM10 concentrations in real time. The product supports Modbus RTU protocol and WiFi wireless transmission, widely used in air quality monitors, ventilation systems, air purifiers, and smart homes.

⚙️ 技术参数 / Technical Specifications
参数 / Parameter规格 / Specification
工作原理 / Principle激光散射法 / Laser scattering [citation:5][citation:8]
测量范围 / Measuring Range0~999 μg/m³ [citation:6][citation:9]
测量精度 / Accuracy0~100μg/m³: ±10μg/m³;100~500μg/m³: ±10% [citation:6]
分辨率 / Resolution1 μg/m³ [citation:6]
响应时间 / Response Time≤10 秒 [citation:1][citation:4]
数据输出 / Data OutputPM1.0、PM2.5、PM10 (μg/m³) [citation:1][citation:8]
工作电压 / Operating Voltage5V DC ±5%
工作电流 / Operating Current≤120 mA [citation:1][citation:2]
待机电流 / Standby Current≤200 μA [citation:1][citation:4]
工作温度 / Operating Temp.-20℃ ~ +50℃ [citation:1][citation:4]
工作湿度 / Operating Humidity0~99% RH(非冷凝)[citation:1]
通信接口 / CommunicationUART (TTL) + WiFi [citation:6]
通信协议 / ProtocolModbus RTU / 自定义协议 [citation:1]
外形尺寸 / Dimensions65 × 42 × 23 mm [citation:1][citation:2]

🔬 工作原理

传感器内部风扇主动吸入空气,空气中的颗粒物通过激光束时产生光散射现象。散射光被光电探测器接收并转换为电脉冲信号,颗粒直径越大,产生的脉冲信号越强。通过分析脉冲信号的强度和数量,结合科学算法和标定曲线,实时计算出PM1.0、PM2.5、PM10的质量浓度。[citation:5][citation:8]

🔬 Working Principle

The internal fan actively draws air into the sensor. When particles in the air pass through the laser beam, light scattering occurs. The scattered light is received by a photoelectric detector and converted into electrical pulse signals. Larger particles generate stronger pulse signals. By analyzing the intensity and count of pulse signals combined with scientific algorithms and calibration curves, the mass concentrations of PM1.0, PM2.5, and PM10 are calculated in real time.[citation:5][citation:8]

🔌 引脚定义 / Pin Definition
引脚 / Pin名称 / Name说明 / Description
1VCC电源正极 5V / Power Supply 5V
2GND电源地 / Ground
3SET待机控制(低电平待机) / Standby control (Low=standby) [citation:1]
4RXD串口接收(3.3V TTL)/ UART Receive [citation:1]
5TXD串口发送(3.3V TTL)/ UART Transmit [citation:1]
6RESET模块复位 / Module Reset [citation:1]

※ 注:RXD/TXD为3.3V TTL电平,与5V MCU通信需注意电平匹配。[citation:1][citation:5]

📡 通信协议 / Communication Protocol

UART 串口参数 / UART Parameters

参数 / Parameter值 / Value
波特率 / Baud Rate9600 [citation:1][citation:4]
数据位 / Data Bits8
停止位 / Stop Bits1 [citation:3]
校验位 / Parity无 / None [citation:3]

📦 数据帧格式 / Data Frame Format(默认输出协议)

传感器主动以9600波特率每秒输出一次32字节数据帧,帧头为 0x42 0x4D。[citation:1][citation:4][citation:5]

字节偏移 / Byte Offset说明 / Description
0-1帧头 / Frame Header: 0x42, 0x4D [citation:1]
2帧长度 / Frame Length [citation:1]
4-5PM1.0 浓度 (μg/m³) / PM1.0 concentration [citation:1]
6-7PM2.5 浓度 (μg/m³) / PM2.5 concentration [citation:1]
8-9PM10 浓度 (μg/m³) / PM10 concentration [citation:1]
10-11大气环境下PM1.0 / PM1.0 under atmospheric environment
12-13大气环境下PM2.5 / PM2.5 under atmospheric environment
14-15大气环境下PM10 / PM10 under atmospheric environment
22-23校验和 / Checksum [citation:1]

🔄 Modbus RTU 协议支持 / Modbus RTU Support

HPMA15S0支持Modbus RTU协议,通过标准Modbus命令读取寄存器数据。

寄存器地址 / Register Address参数 / Parameter数据类型 / Data Type
0x0000PM1.0 浓度 / PM1.0 Concentrationuint16
0x0001PM2.5 浓度 / PM2.5 Concentrationuint16
0x0002PM10 浓度 / PM10 Concentrationuint16

Modbus读取示例 / Read Example:
请求 / Request: 01 03 00 00 00 03 05 CB
响应 / Response: 01 03 06 00 0A 00 1E 00 32 XX XX
→ PM1.0=10, PM2.5=30, PM10=50 μg/m³

📶 WiFi 无线传输 / WiFi Transmission

WiFi功能说明:

  • 支持2.4GHz IEEE 802.11 b/g/n协议
  • 支持STA模式连接路由器
  • 支持AP模式(热点模式)进行设备配网[citation:6]
  • 数据可上传至云平台,支持App实时查看[citation:6]
  • 支持远程固件升级(OTA)

配网步骤 / Network Setup:

  1. 给传感器上电,等待LED指示灯闪烁
  2. 手机连接传感器发出的WiFi热点(SSID: HPMA15S0_XXXX)
  3. 打开配置页面(192.168.4.1),输入家庭WiFi密码
  4. 传感器自动连接路由器,指示灯常亮表示成功

WiFi Features:

  • Supports 2.4GHz IEEE 802.11 b/g/n protocol
  • Supports STA mode to connect to router
  • Supports AP mode for device provisioning[citation:6]
  • Data upload to cloud platform with App monitoring[citation:6]
  • Supports OTA firmware upgrade

Network Setup:

  1. Power on the sensor, wait for LED to blink
  2. Connect phone to sensor's WiFi hotspot (SSID: HPMA15S0_XXXX)
  3. Open configuration page (192.168.4.1), enter home WiFi password
  4. Sensor connects to router, LED stays solid when successful
🌿 空气质量等级参考 / Air Quality Reference
PM2.5浓度 (μg/m³)空气质量等级 / AQI Level健康建议 / Health Recommendation
0.0 ~ 12.0优 / Good空气质量令人满意,可正常活动 [citation:6]
12.1 ~ 35.4良 / Moderate空气质量可接受,敏感人群减少户外活动 [citation:6]
35.5 ~ 55.4轻度污染 / Unhealthy for Sensitive敏感人群症状可能加剧 [citation:6]
55.5 ~ 150.4中度污染 / Unhealthy可能对所有人健康产生刺激 [citation:6]
150.5 ~ 250.4重度污染 / Very Unhealthy所有人可能受影响,避免户外活动 [citation:6]
≥ 250.5严重污染 / Hazardous健康警告,所有人应避免户外活动 [citation:6]
⚠️ 注意事项 / Precautions
❓ 常见问题 / FAQ
Q1: 读数始终为0或异常偏低?
A: 检查风扇是否正常转动,清洁进出风口,或尝试重新上电。
Reading is 0 or abnormally low? Check if the fan is spinning, clean the air vents, or try power cycling.
Q2: WiFi连接不上?
A: 确保WiFi为2.4GHz频段(不支持5GHz),检查密码是否正确,传感器距离路由器不超过10米。[citation:6]
WiFi cannot connect? Ensure using 2.4GHz band (5GHz not supported), check password, keep within 10m of router.
Q3: Modbus通信无响应?
A: 检查波特率设置为9600,校验位None,从机地址是否正确(默认0x01)。
Modbus no response? Check baud rate 9600, parity None, slave address (default 0x01).
Q4: 数值与其他设备显示不一致?
A: 不同传感器采样位置、校准标准可能导致差异,建议在同一位置稳定运行10分钟后对比。
Values differ from other devices? Different sampling positions and calibration standards may cause differences. Stabilize for 10 minutes at same location before comparing.