PM2.5空汙偵測器方案:採用新唐 Cortex-M4 微控制器

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NuvotonMarcom
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28 Jan 2021, 19:15

PM2.5為空氣中含有固體及液體的懸浮微粒,其產生原因可能為人為汙染或自然因素,若長期處於PM2.5濃度太高的區域對人會造成不小的危害,因此近年來世界各地對於空氣品質的監測也將PM2.5納入重要指標。隨著技術發展,空氣品質檢測的產品也由桌上型演變為可攜式,甚至再更進一步結合成穿戴式空氣品質偵測器,部分還具備聯網功能實時將數據上傳至雲端。目前攜帶式的檢測儀大多採用光散射原裡(米式散射)來計算PM2.5濃度,其包含光源控制電路以及風扇操控介面用以調整進入量測通道的空氣循環藉此提高準確度,因此做為PM2.5傳感裝置的主控MCU須具備精確的ADC採樣能力以及穩定的PWM控制。


新唐NuMicro® M451系列微控制器,基於Cortex-M4核心,運算速度達72 MHz。其具備1組12-bit ADC並支援多達16通道,以及16-bit PWM可提供12路輸出,內建DSP與FPU浮點運算單元,可提高PM2.5的計算速度及精準度。除此之外,M451系列擁有豐富的周邊介面,提供3組SPI介面支援外掛記憶體裝置以及TFT-LCD(作數據顯示,並提供5組低功耗UART用以連接各種無線模組,結合資料的實時傳輸以及收集。M451系列微控制器支援2.5V至5.5V操作電壓以及- 40℃至105℃的工業級操作溫度,此外M452 USB系列提供1組USB 2.0 FS OTG/Device,M453 CAN系列提供1組USB 2.0 FS OTG/Device及1組 CAN 2.0,讓PM2.5傳感器能結合更多應用!

以下為使用NuMicro® M451平台開發PM2.5傳感器的應用參考示意圖:
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