Arduino et capteur ZH-3B

Version imprimable

Bonjour à tous ,

j'essaie de faire fonctionner un capteur ZH-03B ( series-laser-dust-module) qui sert à mesurer les particules
et déterminer par calcul la qualité de l'air ambiant
pour ce faire j'utilise un prg trouver sur le net dont voici une partie

Code:

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#include "CalculateAQI.h"
 
 
SensorData CalculateAQI::getAveragedData(SensorData data) {
  return {
    PM_AE_UG_1_0: (data.PM_AE_UG_1_0 / data.numReads),
    PM_AE_UG_2_5: (data.PM_AE_UG_2_5 / data.numReads),
    PM_AE_UG_10_0: (data.PM_AE_UG_10_0 / data.numReads),
    AQI: (data.AQI / data.numReads),
    numReads: data.numReads
  };
}
 
 
void CalculateAQI::updateSensorData(SensorData &data, PMS::DATA newData, float AQI) {
  data.PM_AE_UG_1_0 += newData.PM_AE_UG_1_0;
  data.PM_AE_UG_2_5 += newData.PM_AE_UG_2_5;
  data.PM_AE_UG_10_0 += newData.PM_AE_UG_10_0;
  data.AQI += AQI;
  data.numReads++;
}
 
 
float CalculateAQI::getAQI(float I_high, float I_low, float C_high, float C_low, float C) {
  return (I_high - I_low) * (C - C_low) / (C_high - C_low) + I_low;
}
 
float CalculateAQI::getPM25AQI(float cPM25) {
  Breakpoints b = CalculateAQI::getPM25Breakpoints(cPM25);
  return CalculateAQI::getAQI(b.iHi, b.iLo, b.cHi, b.cLo, cPM25);
}
 
Breakpoints CalculateAQI::getPM25Breakpoints(float cPM25) {
  Breakpoints b;
 
  if (cPM25 <= 12) {
    b.iHi = 50;
    b.iLo = 0;
    b.cHi = 12;
    b.cLo = 0;
  } else if (cPM25 > 12 && cPM25 <= 35.4) {
    b.iHi = 100;
    b.iLo = 51;
    b.cHi = 35.4;
    b.cLo = 12.1;
  } else if (cPM25 > 35.4 && cPM25 <= 55.4) {
    b.iHi = 150;
    b.iLo = 101;
    b.cHi = 55.4;
    b.cLo = 35.5;
  } else if (cPM25 > 55.4 && cPM25 <= 150.4) {
    b.iHi = 200;
    b.iLo = 151;
    b.cHi = 150.4;
    b.cLo = 55.5;
  } else if (cPM25 > 150.4 && cPM25 <= 250.4) {
    b.iHi = 300;
    b.iLo = 201;
    b.cHi = 250.4;
    b.cLo = 150.5;
  } else if (cPM25 > 250.4 && cPM25 <= 350.4) {
    b.iHi = 400;
    b.iLo = 301;
    b.cHi = 350.4;
    b.cLo = 250.5;
  } else if (cPM25 > 350.4) {
    b.iHi = 500;
    b.iLo = 401;
    b.cHi = 500.4;
    b.cLo = 350.5;
  }
 
  return b;
}
 
Category CalculateAQI::getCategory(float AQI) {
  Category c;
  c.level = "Unknown";
  c.color = "black";
 
  if (AQI <= 50) {
    c.level = "Good";
    c.color = "green";
  } else if (AQI > 50 && AQI <= 100) {
    c.level = "Moderate";
    c.color = "yellow";
  } else if (AQI > 100 && AQI <= 150) {
    c.level = "Unhealthy for Sensitive Groups";
    c.color = "orange";
  } else if (AQI > 150 && AQI <= 200) {
    c.level = "Unhealthy";
    c.color = "red";
  } else if (AQI > 200 && AQI <= 300) {  
    c.level = "Very Unhealthy";
    c.color = "purple";
  } else if (AQI > 300) {
    c.level = "Hazardous";
    c.color = "maroon";
  }
 
  return c;
}

malheureusement étant débutant sur Arduino , je souhaiterai svp que l'on puisse m'expliquer les lignes suivantes car je ne peux utiliser le prg en l'état ( l'auteur utilisait un autre capteur
symbolisé par <<PMS>> alors que j'utilise moi un capteur de type ZH-03B )

Code:

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void CalculateAQI::updateSensorData(SensorData &data, PMS::DATA newData, float AQI) {
  data.PM_AE_UG_1_0 += newData.PM_AE_UG_1_0;
  data.PM_AE_UG_2_5 += newData.PM_AE_UG_2_5;
  data.PM_AE_UG_10_0 += newData.PM_AE_UG_10_0;
  data.AQI += AQI;
  data.numReads++;
}

merci mille fois
cordialement

17/04/2021, 10h02
Jay M

Vous avez du code et une explication du produit ici

https://wiki.dfrobot.com/PM2.5_laser...or_SKU_SEN0177

Bonjour,

Non justement car il s'agit du produit ZH-03B et ce croquis que j'ai dejà testé, ne fonctionne pas
c'est pourquoi j'essaie d'adapter avec une autre lib : << SD_ZH03B.h >>
mais je ne sais pas la signification des lignes suivante :
( il semble vouloir faire une comparaison entre deux mesures )
Code:

1 2 3 4 5 6 7 void CalculateAQI::updateSensorData(SensorData &data, PMS::DATA newData, float AQI) { data.PM_AE_UG_1_0 += newData.PM_AE_UG_1_0; data.PM_AE_UG_2_5 += newData.PM_AE_UG_2_5; data.PM_AE_UG_10_0 += newData.PM_AE_UG_10_0; data.AQI += AQI; data.numReads++; }
Où l'on voit apparaître le terme "PMS"
issu de la déclaration suivante :

Code:

PMS::DATA pmsData;

C'est ce terme que je dois modifier pour l'adapter à la nouvelle lib
d'où ma demande d'aide

merci encore
cordialement

17/04/2021, 18h12
Jay M

Bonsoir

pourriez vous partager

-> un lien vers votre capteur exact
-> un lien vers la bibliothèque qui inclut la classe PMS

la fonction que vous citez accumule des données dans une instance de SensorData

Attention si j'en crois la doc technique que j'ai trouvée, les pins Rx et Tx sont en 3V max
17/04/2021, 19h16
cobra38

Voici pour le capteur
https://www.winsen-sensor.com/sensor...nsor/zh3b.html

Lib PMS
https://github.com/fu-hsi/pms

Citation:

Attention si j'en crois la doc technique que j'ai trouvée, les pins Rx et Tx sont en 3V max

oui vous avez raison , j'ai effectivement fait l'impasse sur l'adaptation des signaux TX et RX

cordialement

2 pièce(s) jointe(s)

Vous communiquerez en utilisant la connexion UART je suppose

Quel Arduino avez vous choisi ? (la MEGA aura plusieurs port Série matériel donc ça rend plus robuste la communication, mais on peut s'en sortir avec un UNO en utilisant SoftwareSerial si le débit/volume de données reste faible.

J'ai regardé la classe PMS, elle envoie par exemple le flux

Code:

0x42, 0x4D, 0xE4, 0x00, 0x00, 0x01, 0x73

pour mettre le composant en sleep ce qui ne correspond pas à la spécification
Pièce jointe 595902

il semble que le langage de commande utilise un start byte de 0xFF ce qui n'est pas le cas de la bibliothèque

il se peut que le module renvoie par défaut automatiquement de temps en temps les valeurs, pour s'en assurer pouvez vous faire le montage suivant (AVEC ADAPTATION DE TENSION SUR Tx et Rx, j'espère que vous ne l'avez pas grillé)
Pièce jointe 595903
la pin 4 du module doit être connectée à D3 et la pin 5 du module doit être connectée à D2 sur l'arduino au travers d'un mécanisme d'adaptation de tension (j'ai lu à la fois 3V et 3.3V dans des guides différents donc je ne sais pas quelle est la bonne valeur... si vous avez une doc...)

Chargez le code suivant sur votre Arduino
Code:

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 #include <SoftwareSerial.h> const byte unoRx = 2; // connect to pin 5 through 5v/3v voltage adapter const byte unoTx = 3; // connect to pin 4 through 5v/3v voltage adapter SoftwareSerial zh03Serial(unoRx, unoTx); void setup() { Serial.begin(115200); zh03Serial.begin(9600); } void loop() { static byte nbBytes = 0; if (zh03Serial.available()) { byte r = zh03Serial.read(); if (r < 0x10) Serial.write('0'); Serial.print(r, HEX); if (++nbBytes >= 24) { nbBytes = 0; Serial.println(); } else { Serial.write(' '); } } }
Ouvrez le moniteur série à 115200 bauds et regardez si quelque chose s'affiche. Si oui copiez le et postez le ici.

18/04/2021, 14h28
cobra38

2 pièce(s) jointe(s)

Citation:

Vous communiquerez en utilisant la connexion UART je suppose

Oui tout à fait

Citation:

Quel Arduino avez vous choisi ?

le UNO pour les tests puis à terme je voulais utiliser le WEMOS

Citation:

il se peut que le module renvoie par défaut automatiquement de temps en temps les valeurs, pour s'en assurer pouvez vous faire le montage suivant (AVEC ADAPTATION DE TENSION SUR Tx et Rx, j'espère que vous ne l'avez pas grillé)

pour être tout a fait honnête j'ai zappé l'adaptation 5v-3v , j'ai donc pensé que j'avais grillé le module puis en faisant avec les essais avec la Lib <<PMS.h>> la reponse était toujours égale à zéro sur PM10,P2.5 et PM1.0 mais avec la lib << ZH-03B>>
et son exemple , j'obtiens des valeurs certes basses voir même des valeurs qui augmentent le soir (?)
j'ai donc essayé d'adapter les niveaux en TX et RX avec un pont diviseur de 10k et 15k mais çà qui ne change rien

Citation:

Chargez le code suivant sur votre Arduino

Voici les resutats :
***************************************************************
Avant de charger le code => Pièce jointe 595910 (Test lib ZH-3B)

************************************************************************************************
Puis avec le code proposé :
( attention unoRx = 3 et unoTx = 2;) sinon çà ne marche pas => Pièce jointe 595912 ( test.jpg)
On peut noter que j'ai bien 0x42 en entête

cordialement
pascal
18/04/2021, 15h55
Jay M

3 pièce(s) jointe(s)

Salut

Citation:

( attention unoRx = 3 et unoTx = 2 sinon çà ne marche pas )

OK la doc mentionne juste Tx et Rx mais ne dit pas de quel point de vue

Les codes obtenus sont super encourageants (un copier collé du texte aurait été plus simple qu'une image pour exploiter) et semblent conformes à la doc qui décrit les champs

Pièce jointe 595921

donc vous pouvez extraire les 3 valeurs (qui sont rangées en Big Endian, le premier octet reçu est le poids fort) qui seraient en PM (Particulate Matter)

PM_1.0 = 3 µg/m³ --> particules très fines, peuvent passer la barrière alvéolo-capillaire

PM_2.5 = 4 µg/m³ --> particules fines, pénètrent dans les alvéoles pulmonaires

PM₁₀ = 4 µg/m³ --> particules d 'un diamètre aérodynamique/aéraulique dites « respirables » qui peuvent pénétrer dans les bronches

ce qui semble correspondre aussi à ce que la bibliothèque décode:
Pièce jointe 595926

Normalement le compte "des plus grands" comprend les compte des autres PM plus fins donc ici on a en réalité 1 en 2.5 et 3 et 1.0 ce qui fait 4

Un document du gouvernement décrit quelques seuils:
Pièce jointe 595924

PS:
La doc dit aussi

Citation:

The concentration data of PM2.5 after power on for 10 seconds is the version number

donc il ne faut pas lire les données avant 10s (au moins le PM2.5)
18/04/2021, 17h51
cobra38

Merci Jay M

Citation:

(un copier collé du texte aurait été plus simple qu'une image pour exploiter)

mille pardons ...:oops:

A la lecture , je n'aurai donc plus besoin de librairie et notamment celle <<PMS.h>>> ?

pascal
19/04/2021, 01h04
Jay M

Disons que si vous n'utilisez pas la bibliothèque, il faudra coder la réception des 24 octets et extraire les 3 valeurs vous même (ce n'est pas très compliqué).
il semble que le module réponde aussi à des commandes (d'après la doc), faudrait voir si ça présente un intérêt

Bonjour,

merci encore pour vos réponses

j'essaie de "mixer " le croquis présenté en #4 et le test présenté #6

Code:

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//******************************
 //*Abstract: Read value of PM1,PM2.5 and PM10 of air quality
 //*Product Link: https://www.dfrobot.com.cn/goods-1113.html
 //*
 //8
 //*The RX pin on the sensor connects to pin 11 on the Arduino
 //*The TX pin on the sensor connects to pin 10 on the Arduino
 //
 //*Version：V3.1
 //*Author：Zuyang @ HUST
 //*Date：March.25.2016
 //******************************
#include <Arduino.h>
#include <SoftwareSerial.h>
#define LENG 31   //0x42 + 31 bytes equal to 32 bytes
unsigned char buf[LENG];
 
int PM01Value=0;          //define PM1.0 value of the air detector module
int PM2_5Value=0;         //define PM2.5 value of the air detector module
int PM10Value=0;         //define PM10 value of the air detector module
 
SoftwareSerial PMSerial(2, 3); // RX, TX
 
void setup()
{
  PMSerial.begin(9600);
  PMSerial.setTimeout(1500);
  Serial.begin(115200);
}
 
void loop()
{ 
   if(PMSerial.find(0x42)){
      PMSerial.readBytes(buf,LENG);
 
      if(buf[0] == 0x4d){
        if(checkValue(buf,LENG)){
          PM01Value=transmitPM01(buf); //count PM1.0 value of the air detector module
          PM2_5Value=transmitPM2_5(buf);//count PM2.5 value of the air detector module
          PM10Value=transmitPM10(buf); //count PM10 value of the air detector module
        }
      }
    }
 
    static unsigned long OledTimer=millis();
    if (millis() - OledTimer >=1000)
    {
      OledTimer=millis();
 
      Serial.print("PM1.0: ");
      Serial.print(PM01Value);
      Serial.println("  ug/m3");
 
      Serial.print("PM2.5: ");
      Serial.print(PM2_5Value);
      Serial.println("  ug/m3");
 
      Serial.print("PM1 0: ");
      Serial.print(PM10Value);
      Serial.println("  ug/m3");
      Serial.println();
    }
 
}
char checkValue(unsigned char *thebuf, char leng)
{
  char receiveflag=0;
  int receiveSum=0;
 
  for(int i=0; i<(leng-2); i++){
  receiveSum=receiveSum+thebuf[i];
  }
  receiveSum=receiveSum + 0x42;
 
  if(receiveSum == ((thebuf[leng-2]<<8)+thebuf[leng-1]))  //check the serial data
  {
    receiveSum = 0;
    receiveflag = 1;
  }
  return receiveflag;
}
 
int transmitPM01(unsigned char *thebuf)
{
  int PM01Val;
  PM01Val=((thebuf[7]<<8) + thebuf[8]); //count PM1.0 value of the air detector module
  return PM01Val;
}
 
//transmit PM Value to PC
int transmitPM2_5(unsigned char *thebuf)
{
  int PM2_5Val;
  PM2_5Val=((thebuf[5]<<8) + thebuf[6]);//count PM2.5 value of the air detector module
  return PM2_5Val;
  }
 
//transmit PM Value to PC
int transmitPM10(unsigned char *thebuf)
{
  int PM10Val;
  PM10Val=((thebuf[7]<<8) + thebuf[8]); //count PM10 value of the air detector module
  return PM10Val;
}

On sait que la trame comme pourtant 0x42
or le croquis ne marche pas , j'avoue que je comprends de moins en moins

Citation:

Disons que si vous n'utilisez pas la bibliothèque...

par contre à l'inverse si je n'ai pas le choix et que je veux faire tourner l'appli présentée en #1
çà signifie que je dois changer la lib ?

pascal

j'ai un peu progressé avec le croquis suivant :

Code:

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//******************************
 //*Abstract: Read value of PM1,PM2.5 and PM10 of air quality
 //*Product Link: https://www.dfrobot.com.cn/goods-1113.html
 //*
 //8
 //*The RX pin on the sensor connects to pin 11 on the Arduino
 //*The TX pin on the sensor connects to pin 10 on the Arduino
 //
 //*Version：V3.1
 //*Author：Zuyang @ HUST
 //*Date：March.25.2016
 //******************************
#include <Arduino.h>
#include <SoftwareSerial.h>
#define LENG 24  //0x42 + 31 bytes equal to 32 bytes
unsigned char buf[LENG];
 
int PM01Value=0;          //define PM1.0 value of the air detector module
int PM2_5Value=0;         //define PM2.5 value of the air detector module
int PM10Value=0;         //define PM10 value of the air detector module
 
SoftwareSerial PMSerial(2, 3); // RX, TX
 
void setup()
{
  PMSerial.begin(9600);
  PMSerial.setTimeout(1500);
  Serial.begin(115200);
}
 
void loop()
{ 
 
  if(PMSerial.find(0x42)){
      PMSerial.readBytes(buf,LENG);
 
      if(buf[0] == 0x4d){
 
       // if(checkValue(buf,LENG)){
          PM01Value=transmitPM01(buf); //count PM1.0 value of the air detector module
          PM2_5Value=transmitPM2_5(buf);//count PM2.5 value of the air detector module
          PM10Value=transmitPM10(buf); //count PM10 value of the air detector module
        //}
 
      }
 
    }
 
    static unsigned long OledTimer=millis();
    if (millis() - OledTimer >=1000)
    {
      OledTimer=millis();
 
      Serial.print("PM1.0: ");
      Serial.print(PM01Value);
      Serial.println("  ug/m3");
 
      Serial.print("PM2.5: ");
      Serial.print(PM2_5Value);
      Serial.println("  ug/m3");
 
      Serial.print("PM1 0: ");
      Serial.print(PM10Value);
      Serial.println("  ug/m3");
      Serial.println();
    }
 
}
char checkValue(unsigned char *thebuf, char leng)
{
  char receiveflag=0;
  int receiveSum=0;
 
  for(int i=0; i<(leng-2); i++){
  receiveSum=receiveSum+thebuf[i];
  }
  //receiveSum=receiveSum + 0x42;
 
  if(receiveSum == ((thebuf[leng-2]<<8)+thebuf[leng-1]))  //check the serial data
  {
    receiveSum = 0;
    receiveflag = 1;
  }
  return receiveflag;
}
 
int transmitPM01(unsigned char *thebuf)
{
  int PM01Val;
  PM01Val=((thebuf[3]<<8) + thebuf[4]); //count PM1.0 value of the air detector module
  return PM01Val;
}
 
//transmit PM Value to PC
int transmitPM2_5(unsigned char *thebuf)
{
  int PM2_5Val;
  PM2_5Val=((thebuf[5]<<8) + thebuf[6]);//count PM2.5 value of the air detector module
  return PM2_5Val;
  }
 
//transmit PM Value to PC
int transmitPM10(unsigned char *thebuf)
{
  int PM10Val;
  PM10Val=((thebuf[7]<<8) + thebuf[8]); //count PM10 value of the air detector module
  return PM10Val;
}

j'obtiens çà mais faire de test "checkValue()"

PM1.0: 5 ug/m3
PM2.5: 7 ug/m3
PM1 0: 7 ug/m3

PM1.0: 5 ug/m3
PM2.5: 7 ug/m3
PM1 0: 7 ug/m3

PM1.0: 5 ug/m3
PM2.5: 7 ug/m3
PM1 0: 7 ug/m3

mais je ne peux l'expliquer :oops:

pascal

20/04/2021, 15h00
Jay M
le code définit PMSerial comme un port série virtuel (logiciel) sur les pins 2 et 3

Code:

SoftwareSerial PMSerial(2, 3); // RX, TX

le début de la loop() dit
Code:

1 2 if (PMSerial.find(0x42)) { PMSerial.readBytes(buf, LENG);
ce qui se traduit par, attend de voir le code 0x42 et quand il est là lire les LENG (24) prochains octets qui arrivent sur le port série et stocke les dans le buffer buf

si vous vous souvenez 24 c'est le nombre d'octets dans la trame émise (cf l'image du post précédent). En pratique comme le 0x42 a été absorbé il n'y en a que 23 à lire donc la fonction readBytes() va attendre son timeout et vous aurez ensuite donc dans le buffer buf toutes les octets

ils vérifient que le premier octet est bien 0x4d comme décrit dans la spec

Code:

if (buf[0] == 0x4d)

est si oui ils vont lire les octets 3,4,5,6,7 et 8 dans des fonctions adaptées en faisant une petite manipulation sur les octets: on conserve le poids faible et on lui ajoute le poids fort décalé de 8 positions

Code:

((thebuf[7] << 8) + thebuf[8]);

pour refabriquer un nombre sur 2 octets et ainsi extraire PM1.0, PM2.5 et PM10
20/04/2021, 17h00
cobra38

Merci Jay M

Citation:

on conserve le poids faible et on lui ajoute le poids fort décalé de 8 positions

Pourquoi ne lire pas directement les octets concernés plutôt que d'effectuer un décalage ?
si par exemple, je prends PM1.0 = data 4 = Byte 11et byte 12
actuellement je comprends qu'il se positionne en 3 puis ajoute 8 pour lire le byte 11
pourquoi ne pas se positionner directement en 11
quel intérêt ?
j'avoue que çà m'échappe...

de plus dans le croquis le test :

Code:

checkValue(unsigned char *thebuf, char leng)

ne fonctionne pas pourtant , il cible bien la chaine correspondante

Cordialement
pascal

pascal
20/04/2021, 19h15
Jay M

en fait ils ne vont pas lire les bons octets parce que selon la spec ils sont entre 11 et 16

le

Code:

<< 8

c'est un décalage des bits pour les placer en octet de poids fort