Plantower PMS-A003 и все-все-все
- Войдите на сайт для отправки комментариев
Пт, 16/11/2018 - 11:49
Ниже будет размещен небольшой рассказ о том, как дать езды датчику качества воздуха (Air Quality Seensor) Plantower PMS-A003.
Предполагаю, что продление времени жизни лазерного светодиода может быть осуществлено путём эксплуатации в режиме "сон/активность" (манипуляция входом #10). В официальных источниках этот момент так же обойдён вниманием, поэтому только остаётся довольствоваться гипотезами или производить реверс-инжиниринг датчика.
Best regards,
Holly Gao（Ms.）
Sales Executive-Marketing Dept.
Beijing Plantower Technology Co., Ltd.
#613,Building 9,Yuxi Road No.9,Houshayu,Shunyi District,Beijing, P.R.China.
------------------------------
#include <SoftwareSerial.h> #define PLANTOWER_UART_TX_PIN (3) #define PLANTOWER_UART_SPEED (9600) #define PLANTOWER_DEFAULT_READ_TIMEOUT (2500UL) // Store all metric's value in the pretty struct typedef struct { uint16_t frameLength; uint16_t standartPM10, standartPM25, standartPM100; uint16_t environmentPM10, environmentPM25, environmentPM100; uint16_t particles03um, particles05um, particles10um, particles25um, particles50um, particles100um; uint16_t unused; uint16_t checkCode; } plantowerData_t; // Get all metrics at once uint8_t getPlantowerPMSMetrics(const uint8_t _rxPin, const uint8_t _txPin, plantowerData_t* _ptrPlantowerData) { uint8_t rc = false, headerDetected = false, writePos = 0x00; uint16_t checkCode; uint32_t readStartTime; // Reuse struct cells as work array uint8_t* ptrRawBuffer = (uint8_t*) _ptrPlantowerData; uint16_t* ptrConvertedBuffer = (uint16_t*) _ptrPlantowerData; SoftwareSerial swSerial(_rxPin, _txPin); swSerial.begin(PLANTOWER_UART_SPEED); readStartTime = millis(); // Wait for all bytes for structure readed until time is not out while ((sizeof(plantowerData_t) > writePos) && (PLANTOWER_DEFAULT_READ_TIMEOUT > millis() - readStartTime)) { if (!swSerial.available()) { continue; } ptrRawBuffer[writePos] = swSerial.read(); //Serial.print("currentChar (# "); Serial.print(writePos); Serial.print(") => 0x"); Serial.println((byte) ptrRawBuffer[writePos], HEX); // Header of packet: 0x42 0x4D // On header waiting test first two byte every time when its in buffer (writePos == 0x01) // if signature is detected - write real data from the start of buffer // if not - just move second byte to first position and continue writing to the next cell of buffer if (!headerDetected) { if (0x01 == writePos) { headerDetected = (0x4D == ptrRawBuffer[0x01] && 0x42 == ptrRawBuffer[0x00]); if (headerDetected) { continue; } else { ptrRawBuffer[0x00] = ptrRawBuffer[0x01]; } } } writePos++; } // Reading is not finished sucessfully if (writePos < sizeof(plantowerData_t)) { goto finish; } // Checkcode is sum of all bytes except packet's "check code" value (2 bytes). Two first byte always is 0x42 & 0x4D and can be precalculated checkCode = 0x42 + 0x4D; for (uint8_t i = 0; i < (sizeof(plantowerData_t) - 2); i++) { checkCode += ptrRawBuffer[i]; } // Convert bytes to uint16_t for (uint8_t i = 0; i < (sizeof(plantowerData_t) / 2); i++) { // uint16_t tmpValue = (ptrRawBuffer[0x00] << 8) | ptrRawBuffer[0x01]; // *ptrConvertedBuffer = tmpValue; // It's safe ? *ptrConvertedBuffer = (ptrRawBuffer[0x00] << 8) | ptrRawBuffer[0x01]; ptrRawBuffer += 2; ptrConvertedBuffer += 1; } //Serial.print("checkCode (calc): "); Serial.println(checkCode, HEX); Serial.print("checkCode (read): "); Serial.println(_ptrPlantowerData->checkCode, HEX); rc = (checkCode == _ptrPlantowerData->checkCode); finish: swSerial.~SoftwareSerial(); return rc; } /***********************************************************************************************/ void setup() { Serial.begin(115200); Serial.println("Let's read!"); } void loop() { uint8_t rc; plantowerData_t plantowerData; while (true) { Serial.print("\n\nTimestamp: "); Serial.print(millis()); // RX pin does not used anyway rc = getPlantowerPMSMetrics(PLANTOWER_UART_TX_PIN, PLANTOWER_UART_TX_PIN, &plantowerData); if (rc) { Serial.println("\n---------------------------------------"); Serial.println("Concentration Units (standard)"); Serial.print("PM 1.0: "); Serial.print(plantowerData.standartPM10); Serial.print("\t\tPM 2.5: "); Serial.print(plantowerData.standartPM25); Serial.print("\t\tPM 10: "); Serial.println(plantowerData.standartPM100); Serial.println("---------------------------------------"); Serial.println("Concentration Units (environmental)"); Serial.print("PM 1.0: "); Serial.print(plantowerData.environmentPM10); Serial.print("\t\tPM 2.5: "); Serial.print(plantowerData.environmentPM25); Serial.print("\t\tPM 10: "); Serial.println(plantowerData.environmentPM100); Serial.println("---------------------------------------"); Serial.print("Particles > 0.3um / 0.1L air:"); Serial.println(plantowerData.particles03um); Serial.print("Particles > 0.5um / 0.1L air:"); Serial.println(plantowerData.particles05um); Serial.print("Particles > 1.0um / 0.1L air:"); Serial.println(plantowerData.particles10um); Serial.print("Particles > 2.5um / 0.1L air:"); Serial.println(plantowerData.particles25um); Serial.print("Particles > 5.0um / 0.1L air:"); Serial.println(plantowerData.particles50um); Serial.print("Particles > 10.0 um / 0.1L air:"); Serial.println(plantowerData.particles100um); Serial.println("---------------------------------------"); } delay(1000); } }Интерпретация значений
Сразу интересный факт: заголовок пакета схож с заголовком BMP-файла.
В пакете, получаемом от сенсора, можно увидеть следующие подвиды метрик: "Concentration unit (CF=1, standard particle)" , "Concentration unit (under atmospheric environment)", "The number of particles with diameter".
На данный момент однозначно понятна только последняя, представляющая собой RAW-данные - количество частиц разных диаметров (в штуках), пролетевших мимо фотоэлемента за известный только одному производителю период.
По поводу первых двух, полагаю, стоит опираться на "Note: CF=1 should be used in the factory environment". Т.е. в производственных условиях учитывать значения "CF=1" метрик, а в домашних - "under atmospheric environment". Хотя, на мой субъективных взгляд, большого разброса в них нет.
Я нашёл небольшую дискуссию по этому поводу: https://publiclab.org/questions/samr/04-07-2019/how-to-interpret-pms5003-sensor-values#c23772 , но вынужден констатировать, что приведённый ответ носит лишь предположительный характер.
Ben Kinh Tan в своей работе "Laboratory Evaluation of Low to Medium Cost Particle Sensors" пишет следующее: "Number concentrations are divided into six size channels. For mass concentration, the sensor reports readings for a ”standard” and ”atmospheric” type particle. The “standard” reading refers to industrial metal particle densities used for mass calculations and is suitable for environments such as an industrial production workshop. The “atmospheric” reading refers to pollutants commonly found in the atmosphere, and suitable for use in an indoor environment."
Служба поддержки Plantower сообщает:
---------------------------------------------
CF=1 means the metal particle in the certain environment such as the Industrial metal plant.
Atmospheric environment is the particels in the normal air environment.
---------------------------------------------
Документ на случайно обнаруженный датчик MIX6070 от MixSensors (по всем параметрам являющегося кровным братом PMS-7003) добавляет деталей в "вопрос СF=1". В нем обозначено, что схожая метрика есть "PM1.0 Value (with #50 Mesh)" , а в datasheet модели MIX6071 она обозначена как "PM1.0 Value (with #60~80 Mesh)". Поисковик выдает версию, в соответствии с которой #50, #60, #80 Mesh - это фильтрующие сетки с ячейкой 50, 60 и 80 микрон соответственно. Таким образом, из совокупности фактов, можно сделать вывод, что метрика с пометкой "CF=1" должна рассматриваться при замере уровня PM в инсталляциях с фильтрующей сеткой на промышленных производствах.
Эксперимент №1. Канифолька.
Начнем бытовые измерения с того, что есть под рукой - горячего лампового паяльника и знакомой с детства баночки с канифолью, в которую тычут для дыма и приятного запаха.
Датчики находится на обычном расстоянии - от паяльника до носа. События: 14:06 - окурил датчики дымком. Далее периодически тыкал горячим жалом в банку. В ~14:16 открыл окно в трех метрах от точки испытания и продолжил имитацию процесса паяния. В ~14:19 паяльник выключил и через пару минут убрал от сенсоров. Затем ушел, оставив окно в режиме среднего проветривания. И только в ~14:32 концентрации пришли в норму.
Из графиков видно, что величина CO2 остается терпимой (https://tion.ru/blog/normy-co2/) - до 800 PPM , а вот всякие взвеси в воздухе возрастают до адских значений (см. пост #1, раздел "Размерности и нормативы").
Примечание: concentration unit - 1 μg/m³
Вопросы / замечания ?
Эсперимент №2. Жилая комната.
Датчик два дня провел в жилой комнате обычного панельного дома в двух метрах от балконной двери, через которую осуществлялось периодическое проветривание и запуск взвешенных частиц снаружи. Графики за полтора дня, так как именно в этот интервал накапливались метрики "дневная доза по PM" (фиолетовая, коричневая и розовая горизонтальные линии на графике концентрации. Розовая в крапинку - триггерная).
Доза вычислялась по перцентилю 99, граничные значения в соответсвии с ГН 2.1.6.3492-17 (см. пост #1).
Выяснилось следующее: робот-пылесос пыли не поднимает, сжигаемый материал в виде подогревающей свечи на расстоянии метра-полутора дает резкий скачок концентрации частиц (до 50 units по PM2.5) и постепенный спад (быстро до ~10 units по PM2.5 и медленно до ~5). Принюхивается что ли... Далее показания держатся вплоть до тушения источника огня. Причем, как будет видно на графиках интервалом в 5 часов - датчик нервничает каждый раз после проветривания. С чем связанно данное поведение я пока не понял, но учитывать такую особенность стоит - отбрасывать пики тем же перцентилем, например. Zabbix это умеет из коробки, в самопальных системах придется постараться. В целом за дневную норму выйти не получилось, стандартная бытовая активность роста концентрации частиц не вызывает (чего не скажешь о CO2 - на последнем графике) - держится на уровне 1-4 units (микрограмм/кубический метр).
Так же замечено, что иногда обнаруживается ошибка контрольной суммы. С чем связано - постараюсь разобраться, хоть уже и не хочется разбирать устройство.
Схожее, но более системное исследование "Monitoring Indoor Air Quality Using Low Cost Sensors at a Community Scale", проведёноое Yifang Zhu, Fanyu Zhang, Emily Marino Department of Environmental Health Sciences University of California, Los Angeles (UCLA) Vasileios Papapostolou, Brandon Feenstra, Berj Der Boghossian, Hang Zhang South Coast Air Quality Management District (AQMD): https://asic.aqrc.ucdavis.edu/sites/g/files/dgvnsk3466/files/inline-files/Yifang%20Zhu%20Air%20sensor_UCLA%20Village_Final.pdf
Приведены примеры измения PM в различных бытовых сценариях: кухонные дела - готовка, проветривание, а так же влияние внешних источников загрязнения, помощь очистителей воздуха и пр. Использовалось 12 Outdoor Sensors и 18 Indoor Sensors.
И ещё несколько долгих тестов датчиков...
Laboratory Evaluation of Low to Medium Cost Particle Sensors by Ben Kinh Tan. A thesis presented to the University of Waterloo in fulfillment of the thesis requirement for the degree of Master of Applied Science in Mechanical and Mechatronics Engineering Waterloo, Ontario, Canada, 2017 © Ben Kinh Tan 2017
https://uwspace.uwaterloo.ca/bitstream/handle/10012/12776/Tan_Ben.pdf?sequence=5&isAllowed=y
Field evaluation of low-cost particulate matter sensors in high- and low-concentration environments
Tongshu Zheng, Michael H. Bergin, Karoline K. Johnson, Sachchida N. Tripathi, Shilpa Shirodkar, Matthew S. Landis, Ronak Sutaria, and David E. Carlson
Department of Civil and Environmental Engineering, Duke University, Durham, NC 27708, USA
Department of Civil Engineering, Indian Institute of Technology Kanpur, Kanpur, Uttar Pradesh 208016, India
US Environmental Protection Agency, Office of Research and Development, Research Triangle Park, NC 27711, USA
Center for Urban Science and Engineering, Indian Institute of Technology Bombay, Mumbai, Maharashtra 400076, India
Department of Biostatistics and Bioinformatics, Duke University, Durham, NC 27708, USA
Published: 22 August 2018
https://www.atmos-meas-tech.net/11/4823/2018/amt-11-4823-2018.pdf
очень занимательно. А на работу не носил? Мне вот особенно интересно, что оно показало бы у меня - в условиях химбиолабораторий на территории большой промзоны :)
Не увидел в теме ссылки на продавца, у которого ты брал датчик. Может просмотрел
Брал тут: Double lung electronic
Выбрал продавца по цене/доставке/наличию в комплекте переходника и кабелька. У него много разных китае-брендовых сенсоров, похоже, что специализируется на них.
https://ru.aliexpress.com/item/PLANTOWER-Laser-PM2-5-DUST-SENSOR-A003-High-precision-laser-dust-concentration-sensor-digital-dust-particles/32755423100.html
На работе мерял канифоль. Но я не в промзоне работаю, так что одинаково по фону - что дом, что контора.
UPD: в первопост добавлен раздел "Время жизни датчика"
UPD2: так же осуществлена попытка собрать в кучу найденную информацию в разделе"Интерпретация значений"
UPD3: служба поддержки Plantower озвучила срок эксплуатации датчика. См. в разделе "Время жизни датчика" первопоста.
UPD4: появилась информация о трактовке метрик, отмеченных как (CF=1, standart particle).
UPD5: в документах от Mixsens предположительно обнаружено пояснение к метрикам, отмеченным у Plantower как (CF=1, standart particle).
Наблюдение из жизни.
На дисплее "метеостанции" вечером начал подозрительно расти PM2.5. Где-то с 40 юнитов завоняло дымом и воняло до тех пор, пока ниже не упало. Источник не обнаружен, несло с улицы до 5-го этажа.
Так что , в принципе, сенсор проблему в окружающей среде обнаружил раньше, чем почуял нос.
Подскажите какой программой пользовались для построения графиков?
Подскажите какой программой пользовались для построения графиков?
Zabbix
он в реальном времени график пишет?
или может подскажите как в реальном времени график строить?
он в реальном времени график пишет?
Можно и так сказать. Полученные данные помещаются им в SQL базу сразу, графики рисуются по ней.
В стоковой инсталляции период обновления графика - 30 сек, по-моему. Наверное можно и поменьше интервал поставить, но мне не требовалось.
а не подскажете как это реализовать?
Я не умею подсказывать решение для абстрактной задачи. Свою я решал при помощи Zabbix и Zabbuino.
добавлю сюда свои пять копеек.
"Судя по форумам, такой сенсор стоит в этом анализаторе"
Этот анализатор называется D9-H, и по какой-то причине производитель обрезал устройству возможность общаться с внешним миром, ни через USB, ни через WiFi (на плате есть место под модуль HF-LPT120). При этом сенсор, похожий на A003 немного отличается от того, что видно на фотографиях - нет никакой маркировки и вся поверхность закрыта жестяным экраном, снаружи не видно черного квадрата вентилятора. Анализатор покупался в декабре 2019
Пока собирался и рядился заказывать датчик, слегка забыл, какой датчик стоит внутри и сдуру заказал PMS7003. Зато теперь могу сравнить показания. PMS7003 по сравнению с A003 дает раза в 2-3 меньшие показания, вот как-то так (пакет данных, 12 значений)
PMS7003
0 0 0 0 0 0 111 23 2 0 0 0
0 0 0 0 0 0 114 22 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 87 15 2 0 0 0
0 0 0 0 0 0 102 18 4 0 0 0
0 0 0 0 0 0 81 16 4 0 0 0
0 0 0 0 0 0 81 16 4 0 0 0
0 1 1 0 1 1 135 51 9 0 0 0
0 1 1 0 1 1 180 39 7 0 0 0
0 1 1 0 1 1 171 39 9 0 0 0
0 1 1 0 1 1 152 51 12 0 0 0
PMSA003
1 1 1 1 1 1 171 59 13 0 0 0
1 1 1 1 1 1 312 85 13 1 0 0
1 2 2 1 2 2 399 97 12 1 0 0
1 2 2 1 2 2 357 88 9 0 0 0
1 2 2 1 2 2 331 82 11 0 0 0
1 2 2 1 2 2 316 66 8 0 0 0
1 2 2 1 2 2 284 53 6 0 0 0
1 2 2 1 2 2 242 52 8 0 0 0
1 1 1 1 1 1 216 50 5 0 0 0
1 1 1 1 1 1 222 39 3 0 0 0
1 1 1 1 1 1 237 41 2 0 0 0
Да, вижу что тут полностью запломбированный PMS: https://mysku.ru/blog/aliexpress/77010.html
Какой-то новый релиз. Или старый. Черт их знает, этих китайцев.
там дата поста 21 ноября 2019 и похоже, что я на него смотрел, прежде чем заказывать (анализатор),
Черт их знает, этих китайцев.
прочитав с десяток или больше даташитов от китайцев и поработав с датчиками/устройствами я стал называть их братьями по разуму....вроде бы местами все понятно, но иногда наоборот