Açıklama

Sharp GP2Y10 Optik Toz Sensörü GP2Y1010AU0F 5V PM2.5 Duman Ölçüm Modülü Hava Kalitesi ve Partikül Algılama Kablo Direnç Kondansatör Seti

Arduino ve ESP32 Uyumlu Kızılötesi Analog Hava Kalitesi Sensörü ile İç Ortam Havalandırma Takibi

Ürün Açıklaması
Sharp GP2Y10 optik toz sensörü, GP2Y1010AU0F mimarisiyle 5V DC gerilimde 20mA tepe akımda ve 0.5V/0.1mg/m3 hassasiyetle çalışan bir hava kalitesi modülüdür. Çapraz konumlandırılmış kızılötesi ışık yayan diyot ve fototransistör ikilisi sayesinde merkez hava kanalından geçen ince toz ve ortam dumanı partiküllerinden yansıyan ışığı algılayarak yoğunlukla orantılı analog gerilim üretir. Beraberinde gelen 6 pinli geçmeli kablo, 150 Ohm akım sınırlama direnci ve 220 uF 16V kondansatör sayesinde mikrodenetleyici tabanlı iç ortam izleme ve otomatik havalandırma projelerine doğrudan entegre edilir.
GP2Y10 Optik Toz Sensörü Nedir ve Ne İşe Yarar
GP2Y10 optik toz sensörü (optical dust sensor), kapalı veya yarı açık mekanlardaki havada asılı kalan ince katı partiküllerin ve duman taneciklerinin yoğunluğunu optik saçılım yöntemiyle ölçen kompakt bir algılama donanımıdır. Gövde içerisindeki karanlık optik odacıkta, bir kızılötesi ışık yayan diyot (infrared emitting diode, IRED) ile yüksek duyarlılığa sahip bir fototransistör (phototransistor) birbirini doğrudan görmeyecek biçimde diyagonal açıyla yerleştirilmiştir. Sensörün ortasında yer alan hava geçiş deliğinden tozsuz temiz hava geçtiğinde, kızılötesi diyottan çıkan ışın demeti karşı duvara çarparak sönümlenir ve fototransistör üzerine yansıyan ışık düşmez. Hava akımıyla birlikte odacığa ev tozu, ince polen, talaş zerresi veya yanma kaynaklı ince duman partikülleri girdiğinde ise kızılötesi ışık bu mikroskobik taneciklere çarparak farklı açılara saçılır. Fototransistör, diyagonal eksende saçılan bu ışık şiddetini yakalar ve dahili sinyal işleme yükselteci aracılığıyla partikül konsantrasyonuyla doğru orantılı bir analog gerilim sinyaline dönüştürür.
Geleneksel ısıtıcılı gaz sensörlerinden veya hacimli fanlı lazer sayaçlarından farklı olarak bu optik toz sensörü, iç ısıtıcı rezistans veya mekanik fan barındırmayan pasif hava akışlı bir mimariye sahiptir. Bu tasarım yaklaşımı, modülün ortalama 11 mA ve en fazla 20 mA gibi oldukça düşük bir akım tüketimiyle çalışmasını mümkün kılar. Enerji verildikten sonra 1 saniyenin altında bir sürede kararlı ölçüm durumuna geçen cihaz, ortam havasındaki ani tozlanma artışlarına veya duman geçişlerine milisaniyeler mertebesinde tepki verir. Üretilen analog çıkış sinyalinin darbe profili ve genlik değişimi incelenerek, iri taneli ev tozu ile çok daha homojen ve küçük çaplı ince duman partikülleri arasındaki davranış farkı yazılımsal algoritmalarla ayırt edilebilir.
Kızılötesi verici diyodun sürekli açık kalması yerine periyodik darbe sinyalleriyle sürülmesi, hem optik bileşenlerin kullanım ömrünü uzatır hem de ortam sıcaklığından kaynaklanan termal sürüklenmeleri en aza indirir. Sensör her 10 milisaniyelik darbe döngüsü (pulse cycle) içinde yalnızca 0.32 milisaniye boyunca kızılötesi ışık darbesi üretir ve bu kısa darbenin 0.28 milisaniye yani 280 mikrosaniye sonrasında analog çıkış gerilimi örneklenir. Böylece tek bir ışık darbesinin fotometrik analiziyle bile ortamdaki toz varlığı yüksek doğrulukla tespit edilir.
Donanım seti içerisinde sensör gövdesiyle birlikte sunulan 6 damarlı konnektör kablosu, 150 Ohm direnç ve 220 uF kapasiteli elektrolitik kondansatör, kızılötesi diyot sürüş devresinin ihtiyaç duyduğu harici RC darbe besleme ağını eksiksiz biçimde kurmayı sağlar. GP2Y1010AU0F ve yüksek hassasiyetli GP2Y1014AU0F serisiyle ortak fiziksel ve elektriksel standartları paylaşan bu yapı; iklimlendirme cihazlarından masaüstü hava kalitesi istasyonlarına, atölye aspiratör otomasyonlarından akıllı bina havalandırma kontrolörlerine kadar geniş bir uygulama yelpazesinde güvenilir bir ölçüm katmanı oluşturur.
Öne Çıkan Özellikler
Donanımın optik algılama mimarisi, mekanik tasarımı ve elektriksel parametreleri uzun süreli ve kararlı ortam analizi için optimize edilmiştir.
Diyagonal Kızılötesi Optik Algılama: Optik hazne içine açılı olarak yerleştirilen kızılötesi verici diyot ve alıcı fototransistör çifti, yalnızca hava kanalındaki partiküllerden saçılan ışığı algılayarak doğrudan ışık sızıntılarını engeller.
İnce Partikül ve Duman Duyarlılığı: 0.5 mikrometre çapına kadar inen çok ince asılı tanecikleri, ortam dumanını ve ev tozunu algılayabilen yüksek optik duyarlılık sunar.
Doğrusal Analog Gerilim Çıkışı: Her 0.1 mg/m3 toz yoğunluğu artışında tipik olarak 0.5 V gerilim artışı üreten analog çıkış karakteristiği sayesinde mikrodenetleyici ADC pinleriyle doğrudan okunabilir.
Düşük Akım ve Enerji Tüketimi: Mekanik fan veya ısıtıcı eleman içermeyen yapısı sayesinde 5 V DC besleme altında tipik 11 mA, tepe noktada ise en fazla 20 mA akım çekerek taşınabilir ve bataryalı sistemlere uyum sağlar.
Tek Darbede Hızlı Fotometrik Tepki: 10 ms döngü periyodunda 0.32 ms genişliğindeki tek bir ışık darbesiyle ölçüm yapabilen yapısı, enerji verildikten sonra 1 saniyeden kısa sürede veri üretmeye başlar.
Elektromanyetik Korumalı Metal Kapak: Siyah ışıksız optik gövdeyi çevreleyen iletken metal muhafaza kapağı, dahili yüksek kazançlı op-amp devresini çevresel elektromanyetik parazitlere ve statik elektriğe karşı korur.
Kompakt ve İnce Gövde Tasarımı: 46 mm uzunluk, 30 mm ana gövde genişliği (montaj çıkıntısıyla 34 mm) ve 17.6 mm kalınlık ölçüleriyle dar cihaz kasalarının içine kolayca yerleştirilir.
Çift Yönlü Merkez Hava Kanalı: Gövdenin ön yüzünde 9 mm, arka yüzünde 8 mm çapında tasarlanan aerodinamik geçiş deliği, doğal hava sirkülasyonunun optik merceklerin arasından kesintisiz akmasını sağlar.
Eksiksiz Bağlantı ve RC Devre Seti: Kutu içeriğinde yer alan 1.5 mm pin aralıklı 6 pinli kablo, 150 Ohm akım sınırlayıcı direnç ve 220 uF 16V sönümleme kondansatörü ile ek pasif eleman aramadan devre kurulumu tamamlanır.
Fabrika Kalibrasyonlu Hassasiyet Ayarı: Gövde üzerindeki erişim penceresi altında bulunan dahili ayar potansiyometresi üretim aşamasında referans toz yoğunluğuna göre kalibre edilmiş olarak gelir.
Kullanım Alanları
İç ortam hava kalitesi izleme istasyonları ve masaüstü çevre analiz cihazları, GP2Y10 optik toz sensörünün en yaygın kullanıldığı projelerin başında gelir. Evlerde, çalışma odalarında, kütüphanelerde ve ofislerde sıcaklık ve nem sensörleriyle birlikte kurulan mikrodenetleyici tabanlı istasyonlarda, ortamdaki asılı partikül yoğunluğu anlık olarak ölçülerek OLED veya TFT ekranlar üzerinde sayısal ve grafiksel olarak gösterilebilir. Belirlenen eşik değerler aşıldığında sesli ikaz veren veya havalandırma pencerelerinin açılması gerektiğini bildiren akıllı otomasyon senaryoları kolayca kurgulanabilir.
Otomatik hava temizleme cihazları, iklimlendirme üniteleri ve akıllı fan kontrol sistemleri için bu sensör doğrudan bir geri besleme elemanı görevi üstlenir. Sürekli tam devirde çalışarak enerji harcayan ve gürültü üreten aspiratör veya hava sirkülasyon fanları, toz sensöründen gelen analog gerilim verisine göre PWM hız kontrolüyle yönetilebilir. Ortamdaki toz veya duman yoğunluğu düşükken fanlar düşük devirde sessizce çalışır; içeride partikül miktarı yükseldiğinde ise kontrol kartı analog voltaj artışını algılayarak fan devrini otomatik olarak yükseltir ve hava temizlendiğinde tekrar tasarruf durumuna döner.
Üç boyutlu yazıcı kabinleri, lazer kazıma üniteleri, lehimleme masaları ve ahşap işleme atölyeleri gibi üretim esnasında ince partikül veya duman açığa çıkan çalışma ortamlarında yerel emiş sistemlerinin kontrolü için ideal bir donanımdır. 3D yazıcıların kapalı kabinleri içine veya elektronik üretim tezgahlarının davlumbaz girişine yerleştirilen modül, çalışma sırasında oluşan mikro partikül birikimini anında tespit ederek karbon süzgeçli egzoz fanlarını devreye sokar. Böylece atölye ve laboratuvar ortamlarında çalışma alanının hava kalitesi sürekli kontrol altında tutulur.
Mühendislik fakülteleri, meslek liseleri, teknoloji atölyeleri ve maker topluluklarında yürütülen STEM eğitim projeleri ile nesnelerin interneti (IoT) uygulamalarında öğretici bir referans sensördür. Öğrenciler ve araştırmacılar; darbe zamanlamalı sensör sürme tekniğini, mikrosaniye düzeyinde hassas ADC örneklemesini, RC darbe sönümleme devresinin çalışma mantığını ve ham analog gerilim verisinin matematiksel doğrusal denklemlerle miligram/metreküp cinsinden fiziksel yoğunluk birimine dönüştürülmesini bu modül üzerinde uygulamalı olarak öğrenir. Kablosuz haberleşme özelliğine sahip geliştirme kartlarıyla birleştirildiğinde, farklı odalardan toplanan partikül verileri yerel ağ üzerinden merkezi bir veri tabanına kaydedilerek uzun dönemli çevre analiz raporları oluşturulabilir.
Uyumluluk, Bağlantı ve Kullanım
Donanım üzerinde 1.5 mm pin aralığına sahip 6 pinli özel bir konnektör yuvası bulunur ve paket içerisindeki renkli kablo soketi bu yuvaya tek yönde kilitlenerek oturur. Kablo demetindeki iletken renklerinin sıralaması farklı üretim partilerinde soketin sağ veya sol başından başlayabildiği için bağlantı yaparken yalnızca kablo rengine bağlı kalınmamalı, sensör gövdesine karşıdan bakıldığında konnektör üzerindeki 1’den 6’ya kadar olan fiziksel pin sırası esas alınmalıdır. Resmi teknik dokümantasyona göre soldan sağa doğru 6 pinin görevleri şu şekildedir:
Pin 1 (V-LED): Kızılötesi diyot (IRED) pozitif besleme girişidir. Doğrudan 5 V hattına bağlanmaz; paket içindeki 150 Ohm direnç üzerinden 5 V besleme hattına bağlanır ve aynı zamanda 220 uF elektrolitik kondansatörün artı bacağı bu pin ile direnç arasındaki düğüm noktasına paralel olarak tutturulur.
Pin 2 (LED-GND): Kızılötesi diyot devresinin negatif toprak (GND) hattıdır. Güç kaynağının ve mikrodenetleyicinin ortak GND hattına ve 220 uF kondansatörün eksi bacağına bağlanır.
Pin 3 (LED): Kızılötesi diyot anahtarlama kontrol girişidir. Sensör içerisindeki sürücü transistör yapısından dolayı bu giriş aktif düşük mantıkla çalışır; yani mikrodenetleyicinin dijital çıkış pini düşük seviyeye (LOW, 0 V) çekildiğinde kızılötesi LED yanar, yüksek seviyeye (HIGH, 5 V) çekildiğinde ise LED söner.
Pin 4 (S-GND): Sensör içindeki fototransistör ve op-amp yükselteç devresinin analog referans toprak (GND) hattıdır. Mikrodenetleyicinin GND hattına bağlanır.
Pin 5 (Vo): Analog gerilim çıkış pinidir. Ölçülen toz yoğunluğuyla orantılı olarak 0 V ile yaklaşık 3.6 V arasında değişen analog sinyal üretir ve mikrodenetleyicinin analog-dijital dönüştürücü (ADC) giriş pinine bağlanır.
Pin 6 (Vcc): Sensörün dahili sinyal işleme devresinin pozitif besleme girişidir. Kararlı bir 5 V DC (4.5 V ile 5.5 V aralığında) gerilim kaynağına doğrudan bağlanır.
Devre kurulumuna başlarken önce sensörün 6 numaralı Vcc pini 5 V besleme hattına, 2 numaralı LED-GND ve 4 numaralı S-GND pinleri ise ortak toprak (GND) hattına bağlanır. Ardından paket içinden çıkan 150 Ohm direncin bir ucu 5 V besleme hattına, diğer ucu ise 1 numaralı V-LED pinine seri olarak bağlanır. Hemen sonrasında 220 uF 16 V elektrolitik kondansatörün uzun olan artı bacağı 1 numaralı V-LED pininin olduğu düğüme, üzerinde eksi işareti bulunan kısa bacağı ise GND hattına bağlanır. Bu 150 Ohm direnç ve 220 uF kondansatör ikilisi, kızılötesi LED her 10 milisaniyede bir anlık olarak açıldığında oluşan darbe akımını yerel olarak karşılar ve ana 5 V besleme hattında gerilim çökmesi veya elektriksel gürültü oluşmasını engeller. Son olarak 3 numaralı LED kontrol pini mikrodenetleyicinin herhangi bir dijital çıkış pinine, 5 numaralı Vo çıkış pini ise analog okuma (ADC) pinine bağlanarak donanım kurulumu tamamlanır.
Yazılım tarafında doğru ölçüm alabilmek için üretici datasheet belgesinde tanımlanan darbe zamanlamasına titizlikle uyulmalıdır. Döngü başlangıcında mikrodenetleyicinin dijital pini LOW seviyesine çekilerek kızılötesi LED aktif edilir ve optik sinyalin yükselteç çıkışında tepe noktasına ulaşıp kararlı hale gelmesi için tam 280 mikrosaniye (0.28 ms) beklenir. Bu 280 mikrosaniyelik beklemenin hemen sonunda analog pinden ADC okuması gerçekleştirilir. Okuma işlemi biter bitmez yaklaşık 40 mikrosaniye daha beklenerek toplam 320 mikrosaniyelik (0.32 ms) darbe genişliği tamamlanır ve dijital pin tekrar HIGH seviyesine çekilerek LED kapatılır. Bir sonraki ölçüm darbesine geçmeden önce 10 milisaniyelik toplam periyodu tamamlamak üzere 9680 mikrosaniye (9.68 ms) boyunca LED kapalı tutulur. Elde edilen analog gerilim değerinden temiz hava eşik gerilimi (tipik olarak 0.6 V ile 0.9 V arası Voc değeri) çıkarılıp 0.5 V/(0.1 mg/m3) hassasiyet katsayısıyla oranlandığında ortamdaki anlık toz yoğunluğu mg/m3 veya ug/m3 cinsinden kolayca hesaplanır.
Donanım; Arduino Uno, Arduino Nano, Arduino Mega, Arduino Leonardo gibi 5 V mantık ve ADC seviyesine sahip geliştirme kartlarıyla doğrudan uyumludur. ESP32, ESP8266, Raspberry Pi Pico ve STM32 gibi 3.3 V ADC giriş sınırına sahip mikrodenetleyici kartlarıyla da tam uyumlu olarak çalıştırılabilir. Ancak sensör 5 V ile beslendiğinde yoğun tozlu ortamlarda Vo analog çıkış gerilimi 3.4 V seviyesine kadar çıkabildiği için, 3.3 V tabanlı kartların ADC pinini korumak amacıyla Vo çıkışı ile ADC girişi arasına iki dirençten oluşan basit bir gerilim ölçekleme devresi (direnç köprüsü) eklenmesi tavsiye edilir. Raspberry Pi gibi dahili analog girişi bulunmayan tek kartlı bilgisayarlarda ise MCP3008 veya ADS1115 gibi harici bir ADC modülü aracılığıyla kolayca okuma yapılabilir.
Avantajlar ve Faydalar
GP2Y10 optik toz sensörü, hava kalitesi ölçümü gerektiren projelerde maliyet, boyut ve enerji verimliliği açısından önemli pratik avantajlar sunar. Motorlu fan kullanan lazer partikül sensörlerinde zamanla karşılaşılan fan rulmanı aşınması, akustik gürültü ve yüksek akım çekimi gibi sorunlar bu modülün tamamen katı hal (solid-state) optik yapısında mevcut değildir. Tamamen sessiz çalışması sayesinde yatak odası, bebek odası, çalışma masası veya kütüphane gibi sessizliğin kritik olduğu yaşam alanlarında kullanılan cihazların içine rahatsızlık vermeden entegre edilebilir.
İnce ve hafif formu, taşınabilir el tipi ölçüm cihazlarından duvar tipi kompakt sensör kutularına kadar her türlü mekanik tasarımda yer tasarrufu sağlar. Sadece 16 gram ağırlığındaki gövde, üzerindeki iki adet vida sabitleme deliği yardımıyla proje kutularına veya baskı devre kartlarına sağlam biçimde monte edilir. Darbeli çalışma prensibi sayesinde ortalama güç tüketiminin miliwattlar seviyesinde kalması, güneş enerjili veya lityum pil destekli uzak ortam izleme düğümlerinde pil ömrünün korunmasına doğrudan katkıda bulunur.
Karmaşık haberleşme protokolleri veya ağır yazılım kütüphaneleri gerektirmeyen saf analog gerilim çıkışı, hata ayıklama ve kalibrasyon süreçlerinde geliştiriciye büyük zaman kazandırır. Bir osiloskop veya temel bir mikrodenetleyici koduyla sinyal davranışı anında gözlemlenebilir. Arka arkaya alınan örneklerin yazılımsal hareketli ortalama veya medyan süzgeç algoritmalarından geçirilmesiyle, ortamdaki anlık hava akımı dalgalanmalarından etkilenmeyen son derece kararlı ve tekrarlanabilir hava kalitesi eğrileri elde edilir.
Kimler İçin Uygundur
Elektronik ve robotik dünyasına yeni adım atan öğrenciler ile hobi kullanıcıları için optik sensör teknolojisini ve analog sinyal işlemeyi öğrenmenin en pratik yollarından biridir. Karmaşık veri paketlerini çözümlemekle uğraşmadan, yalnızca bir dijital pin ve bir analog pin kullanarak gerçek dünyadaki fiziksel bir büyüklüğü sayısal veriye dönüştürme deneyimi sunar. Okul projelerinde, bilim fuarlarında ve bitirme tezlerinde görsel olarak etkileyici, işlevsel hava kalitesi ve çevre analizi prototipleri geliştirmek isteyen öğrenciler için uygun bir temel bileşendir.
Akıllı ev sistemleri kuran maker toplulukları ve ev otomasyonu meraklıları, yaşam alanlarındaki havalandırma fanlarını, davlumbazları veya hava temizleyicileri otomatikleştirmek için bu sensörden yararlanabilir. Özellikle lehimleme, reçine baskı, filament baskı veya lazer kesim gibi hobilerle ilgilenen kullanıcılar, kendi atölye güvenlik ve havalandırma kontrol ünitelerini bu modül etrafında kolayca inşa edebilir.
Gömülü sistem mühendisleri, Ar-Ge ekipleri ve endüstriyel ürün tasarımcıları için ise seri üretime uygun, kendini kanıtlamış bir algılama birimidir. İklimlendirme cihazları, kabin içi hava denetleyicileri ve endüstriyel ortam izleme panoları geliştiren profesyoneller, sensörün hızlı tepki süresini ve metal muhafazalı gürültüye dayanıklı yapısını kendi özel PCB tasarımlarına güvenle dahil edebilir.
Doğru Ürünü Seçerken Dikkat Edilecekler
Toz ve partikül sensörü seçimi yaparken öncelikle projede ihtiyaç duyulan veri tipinin ve çalışma prensibinin netleştirilmesi gerekir. GP2Y10 serisi optik toz sensörü, havadaki toplam asılı partikül ve duman yoğunluğunu algılayarak konsantrasyonla orantılı tek bir analog gerilim sinyali üretir. Eğer projenizde ortamın tozlanma eğilimini izlemek, duman varlığını tespit etmek, hava kalitesi seviyesi belirlemek veya bir fanı otomatik devreye sokmak hedefleniyorsa bu analog optik sensör doğru ve verimli bir tercihtir. Buna karşılık, partikülleri 1.0 mikron, 2.5 mikron ve 10 mikron gibi ayrı boyut kanallarına bölerek lazer sayaç yöntemiyle tane bazında sayan fanlı dijital modüller farklı bir çalışma sınıfına girer ve çok daha yüksek akım tüketir.
Besleme gerilimi ve mikrodenetleyici uyumluluğu da seçim aşamasında kontrol edilmelidir. GP2Y1010AU0F mimarisi 4.5 V ile 5.5 V DC besleme aralığında (nominal 5 V DC) çalışacak biçimde tasarlanmıştır; yalnızca 3.3 V güç hattı bulunan bir devrede doğrudan 3.3 V ile beslenmesi durumunda kızılötesi LED ışıma şiddeti ve analog çıkış aralığı datasheet değerlerinin altına düşeceğinden sistemde mutlaka 5 V besleme hattı bulundurulmalıdır. Ayrıca mikrodenetleyicide bir adet boş analog (ADC) giriş pini ve bir adet boş dijital çıkış pini yer aldığından emin olunmalıdır.
Fiziksel montaj koşulları açısından, sensörün merkezindeki 9 mm ve 8 mm çapındaki hava geçiş deliklerinin cihaz kutusu içinde hava akışına açık bir konumda yer alması gerekir. Tamamen kapalı ve hava girişi olmayan sızdırmaz bir kutu içerisine hapsedilen sensör dış ortamdaki toz değişimini göremez. Bu nedenle proje kutusu tasarlanırken sensörün hava kanalıyla hizalı havalandırma ızgaraları bırakılmasına ve sensör boyutlarının (46 x 34 x 17.6 mm) ayrılan yuvaya uygunluğuna dikkat edilmelidir.
Güvenli Kullanım, Bakım ve Saklama
Devre bağlantısı yapılırken besleme kutuplarına ve harici RC elemanlarının yönüne azami özen gösterilmelidir. Paket içerisindeki 220 uF 16 V elektrolitik kondansatör kutuplu bir devre elemanıdır; kondansatörün eksi işaretli bacağı mutlaka GND hattına, artı bacağı ise V-LED pinine bağlanmalıdır. Ters kutuplu bağlantı kondansatörün ısınmasına ve zarar görmesine yol açabilir. Benzer şekilde 1 numaralı V-LED pinine 150 Ohm akım sınırlama direnci bağlanmadan doğrudan 5 V verilmemelidir; dirençsiz bağlantı kızılötesi diyot üzerinden aşırı akım geçmesine ve optik vericinin kalıcı olarak bozulmasına neden olur.
Sensörün metal kapağı üzerinde, merkez hava deliğinin yan tarafında yer alan küçük yuvarlak erişim deliğinin altında fabrika kalibrasyonlu hassasiyet ayar potansiyometresi (trimpot) bulunur. Özel optik kalibrasyon ekipmanı ve referans toz odası olmadan bu ayar vidasının tornavidayla döndürülmemesi gerekir; aksi takdirde sensörün fabrika çıkışlı elektro-optik eğrisi bozulur ve hatalı gerilim değerleri üretilir. Ayrıca optik odacığın içine dışarıdan görünür ışık veya güneş ışığı girmesi fototransistörü doyuma ulaştırarak ölçüm sapmalarına yol açacağından, sensör doğrudan güneş ışığı almayan gölgeli bir konumda çalıştırılmalıdır.
Uzun süreli kullanımlarda ortam havasındaki lifli tozlar veya nemli partiküller optik merceklerin yüzeyine ya da hava kanalının çeperlerine tutunabilir. Böyle bir durumda temiz havadaki taban gerilimi (Voc) zamanla yükselebilir. Bakım sırasında sensörün enerjisi kesilmeli, merkez hava deliğinden kuru ve düşük basınçlı temiz hava üflenerek veya yumuşak kuru bir pamuklu çubukla mercek yüzeyleri çizilmeden nazikçe silinerek toz birikintileri uzaklaştırılmalıdır. Su, alkol, tiner veya aşındırıcı kimyasal sıvılarla yıkama ya da silme işlemi kesinlikle yapılmamalıdır; organik çözücüler plastik mercek yapısını matlaştırır. Kullanılmadığı dönemlerde sensörü elektrostatik koruyucu poşet içerisinde, eksi 20 ile artı 80 derece sıcaklık aralığında, tozsuz ve nemsiz bir ortamda saklayınız.
GP2Y10 Optik Toz Sensörü Hakkında Sık Sorulan Sorular
GP2Y10 optik toz sensörü nedir ve hangi partikülleri algılar?
GP2Y10 optik toz sensörü, kızılötesi ışık saçılımı prensibiyle çalışan analog çıkışlı bir hava kalitesi algılama modülüdür. Havada asılı kalan 0.5 mikrometre ve üzerindeki ince ev tozlarını, polenleri, kül taneciklerini ve ortam dumanı partiküllerini algılayarak yoğunlukla orantılı voltaj üretir.
Paket içindeki 150 Ohm direnç ve 220 uF kondansatör ne işe yarar ve nereye bağlanır?
Bu iki pasif eleman, sensörün 1 numaralı V-LED pinindeki kızılötesi diyodu darbeli akımla besleyen RC devresini oluşturur. 150 Ohm direnç 5 V besleme hattı ile V-LED pini arasına seri bağlanarak akımı sınırlar; 220 uF kondansatör ise V-LED pini ile GND arasına paralel bağlanarak anlık darbe akımlarında besleme gerilimini dengeler.
Kızılötesi LED neden sürekli yakılmaz da darbeli sinyalle kontrol edilir?
Sensör içindeki yükselteç devresi sabit ışık yerine anlık ışık değişimlerini algılayacak biçimde AC kuplajlı olarak tasarlanmıştır ve sürekli enerji verilmesi LED ömrünü kısaltır. Bu yüzden LED her 10 ms periyotta yalnızca 0.32 ms süreyle açılır ve açıldıktan 0.28 ms sonra analog çıkış okunur.
GP2Y10 optik toz sensörü Arduino ve ESP32 kartlarıyla nasıl kullanılır?
Modül 5 V DC ile beslenerek Arduino Uno, Nano ve Mega gibi 5 V kartların analog girişine doğrudan bağlanabilir. ESP32 veya ESP8266 gibi 3.3 V ADC sınırına sahip kartlarla kullanırken sensör yine 5 V ile beslenir, ancak Vo analog çıkış pini iki dirençli bir gerilim ölçekleme devresi üzerinden 3.3 V seviyesine düşürülerek ADC pinine uygulanır.
Gövde arkasındaki GP2Y10 ve 14V9801 yazıları ile GP2Y1010AU0F kodu ne anlama gelir?
Sharp GP2Y10 serisi altında yer alan GP2Y1010AU0F ve GP2Y1014AU0F modelleri aynı kalıp gövdeyi, aynı 6 pinli konnektör dizilimini ve aynı 0.5 V/(0.1 mg/m3) hassasiyet eğrisini paylaşır. Gövde üzerindeki GP2Y10 ibaresi seri adını, yanındaki damga ise üretim parti ve seri bilgisini ifade eder.
Kablo üzerindeki renk sıralaması her sensörde aynı mıdır?
Kablo demetinde mavi, yeşil, beyaz, sarı, siyah ve kırmızı renkli 6 iletken yer alır ancak soket yönü üretim partisine göre değişebilir. Bu nedenle devre kurarken renk ezberlemek yerine sensör soketine karşıdan bakarak soldan sağa 1 V-LED, 2 LED-GND, 3 LED, 4 S-GND, 5 Vo ve 6 Vcc pin sırasını takip etmek en güvenli yöntemdir.
Tozsuz temiz havada sensörün analog çıkış gerilimi kaç volt olmalıdır?
Temiz ve tozsuz bir ortamda sensörün Vo çıkış pini sıfır volt göstermez; üretici datasheet verilerine göre 0 V ile 1.5 V arasında, tipik olarak 0.6 V ile 0.9 V civarında bir başlangıç gerilimi (Voc) üretir. Ortama toz veya duman girdiğinde çıkış gerilimi bu taban değerin üzerine doğru doğrusal olarak yükselir.
Sensör üzerindeki küçük delikte bulunan ayar vidası ne işe yarar?
Metal kapaktaki küçük yuvarlak pencerenin altında bulunan değişken direnç, üretim bandında özel ekipmanla yapılan fabrika hassasiyet kalibrasyonu içindir. Kullanıcıların bu potansiyometreye müdahale etmemesi gerekir; ayar vidasının çevrilmesi sensörün referans ölçüm doğruluğunu bozar.
Sensörün montaj yönü veya dış ortam ışığı ölçüm sonuçlarını etkiler mi?
Hava geçiş deliğinin içinden doğal hava akışının rahatça geçebilmesi ve iri tozların mercek üzerine çökmemesi için sensörün dikey konumda, hava deliği yatay eksene bakacak şekilde monte edilmesi önerilir. Ayrıca fototransistörün yanılmaması için hava deliğinin doğrudan güneş ışığına veya güçlü aydınlatmalara maruz kalmaması gerekir.
Zamanla yüksek değer göstermeye başlayan sensör nasıl temizlenir?
Hava kanalının iç yüzeyinde veya merceklerde biriken toz zerrecikleri ışığı sürekli yansıtarak taban voltajını yükseltebilir. Sensörün enerjisini kestikten sonra merkez delikten kuru hava üfleyerek veya kuru bir pamuklu çubukla mercekleri bastırmadan silerek optik yolu temizleyebilir, ardından temiz havadaki yeni taban gerilimini yazılımınızda güncelleyebilirsiniz.
Paket İçeriği
1 Adet Sharp GP2Y10 Serisi Optik Toz Sensörü
1 Adet 6 Pinli 1.5 mm Aralıklı Bağlantı Kablosu
1 Adet 150 Ohm Akım Sınırlama Direnci
1 Adet 220 uF 16V Elektrolitik Kondansatör
Teknik Özellikler
Marka: Sharp
Model: GP2Y10 / GP2Y1010AU0F / GP2Y1014AU0F
Üretici Parça Kodu: GP2Y1010AU0F
Ürün Tipi: Optik Toz ve Partikül Yoğunluğu Algılama Sensörü
Algılama Prensibi: Kızılötesi Diyot (IRED) ve Fototransistör ile Optik Işık Saçılımı
Çalışma Voltajı: 4.5 V DC – 5.5 V DC (Nominal 5 V DC)
Maksimum Besleme Voltajı: 7 V DC
Akım: Tipik 11 mA (En Fazla 20 mA)
Çıkış Voltajı: Analog Gerilim Çıkışı (0 V – 3.6 V Aralığı)
Temiz Hava Çıkış Voltajı: Tipik 0.9 V (0 V – 1.5 V Aralığı)
Haberleşme Arayüzü: Analog Çıkış (Vo) ve Dijital Darbe Kontrol Girişi (LED)
Hassasiyet: 0.5 V / (0.1 mg/m3) Tipik
Ölçüm Aralığı: 0 – 0.58 mg/m3 Doğrusal Bölge (1.5 mg/m3 Referans Üst Sınır)
Minimum Algılanabilir Partikül: 0.5 Mikrometre
Darbe Döngüsü: 10 ms (±1 ms)
Darbe Genişliği: 0.32 ms (±0.02 ms)
Örnekleme Zamanlaması: 0.28 ms (280 Mikrosaniye, LED Açıldıktan Sonra)
Tepki Süresi: 1 Saniyenin Altında
Pin Sayısı: 6 Pin (1: V-LED, 2: LED-GND, 3: LED, 4: S-GND, 5: Vo, 6: Vcc)
Pin Aralığı: 1.5 mm
Konnektör Tipi: JST S6B-ZR-SM4A-TF Uyumlu 6 Pin Soket
Harici Devre Elemanları: 150 Ohm Direnç ve 220 uF 16 V Elektrolitik Kondansatör
Çalışma Sıcaklığı: -10 °C ile +65 °C Arası
Saklama Sıcaklığı: -20 °C ile +80 °C Arası
Malzeme: Işık Geçirmez ABS Gövde ve Elektromanyetik Korumalı Metal Kapak
Renk: Siyah ve Metalik Gri
Boyutlar: 46.0 mm x 30.0 mm (Montaj Çıkıntısıyla 34.0 mm) x 17.6 mm
Hava Kanalı Çapı: Ön 9.0 mm / Arka 8.0 mm
Ağırlık: Yaklaşık 16 g
Adet: 1 Set (Sensör, Kablo, Direnç ve Kondansatör)
Uyumlu Platformlar: Arduino, ESP32, ESP8266, STM32, Raspberry Pi Pico ve Harici ADC ile Raspberry Pi Uyumlu