سنسور گرد و غبار (Dust Sensor)، در فیزیک (Physics)
انواع حسگرها (Sensor) را در آموزش زیر شرح دادیم :
سنسور گرد و غبار (Dust Sensor) :
سنسور گرد و غبار نوع خاصی از سنسور ذرات معلق است که برای تشخیص و اندازه گیری غلظت گرد و غبار در هوا طراحی شده است. این سنسورها در تصفیه کننده های هوا، جاروبرقی های رباتیک، و سیستم های تهویه صنعتی برای پایش سطح گرد و غبار و فعال کردن فیلترها یا آلارم ها استفاده می شوند. آنها معمولا بر اساس روش پراکندگی نور (Light Scattering) کار می کنند.
ساختار یک سنسور گرد و غبار ساده (مانند Sharp GP2Y1010AU) شامل یک LED فروسرخ و یک فتودیود است که در یک محفظه با زاویه مشخص نسبت به هم قرار گرفته اند. یک فن یا مکانیزم دیگر، هوای نمونه را از میان محفظه عبور می دهد. LED با فرکانس مشخصی (مثلا پالسی) روشن می شود. در غیاب ذرات، نور LED به فتودیود نمی رسد. هنگامی که ذرات گرد و غبار از میان پرتو نور عبور می کنند، نور را در جهات مختلف پراکنده می کنند. بخشی از این نور پراکنده شده به فتودیود می رسد. شدت نور دریافت شده توسط فتودیود متناسب با غلظت ذرات گرد و غبار است. خروجی سنسور معمولا یک ولتاژ آنالوگ است که با غلظت ذرات رابطه خطی (تقریبا) دارد. این سنسورها قادر به تفکیک اندازه ذرات نیستند و یک خروجی کلی برای غلظت گرد و غبار ارائه می دهند.
سنسورهای پیشرفته تر (مانند Plantower PMS5003) که در مانیتورهای کیفیت هوا استفاده می شوند، قادر به اندازه گیری توزیع اندازه ذرات (مثلا شمارش ذرات با قطرهای مختلف) و محاسبه غلظت PM1.0، PM2.5 و PM10 هستند. این سنسورها از یک لیزر، یک فتودیود آرایه ای و پردازشگر سیگنال دیجیتال برای تحلیل پالس های نوری ناشی از عبور ذرات استفاده می کنند.
مزایا: ارزان، کوچک، و مصرف پایین.
معایب: دقت کمتر نسبت به روش های مرجع (مانند بتا جذب)، حساسیت به رطوبت، و نیاز به تمیزکاری دوره ای برای جلوگیری از نشست ذرات روی اپتیک.
\[ V_{out} = k \cdot PM_{concentration} + V_0 \]