Construye un Monitor de Calidad del Aire con Arduino y Sensor DSM501A

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• Soldador

Aplicaciones y servicios online

• Arduino IDE

Sobre el proyecto

La monitorización de la calidad del aire es una ciencia consolidada desde los años 80. Entonces la tecnología era limitada, compleja, voluminosa y muy costosa. Hoy, gracias a las tecnologías modernas, las soluciones son más precisas, rápidas, compactas y asequibles.

Este dispositivo usa el sensor Samyoung DSM501A, uno de los más baratos del mercado (unos pocos dólares en AliExpress), capaz de detectar partículas PM2.5 y PM10.

Conexión del circuito

El circuito es muy sencillo:

• Vout1 (PM2.5) → Pin D2 del Arduino
• Vout2 (PM10) → Pin D3 del Arduino
• Vcc → +5V del Arduino
• GND → GND del Arduino
• Los 5 LEDs se conectan a los pines analógicos A1–A5 (configurados como salidas en el código)

La pantalla LCD 16×2 (compatible con Hitachi HD44780) muestra la concentración de PM10 en pcs/0.01 cf y 5 estados de calidad del aire:

• CLEAN (Limpio)
• GOOD (Bueno)
• ACCEPTABLE (Aceptable)
• HEAVY (Cargado)
• HAZARD (Peligroso)

Tanto PM10 como PM2.5 pueden monitorizarse en el monitor serie. Según el nivel de contaminación (PM10), se enciende un LED de color correspondiente para una lectura rápida. La instalación de un ventilador que extrae aire por la salida del sensor mejora notablemente la estabilidad de las lecturas. El conjunto se monta en una caja de instalación eléctrica.

En el futuro planeo probar más sensores de polvo económicos y compartir los resultados.

Código

Código para monitor de calidad del aire Arduino

#include <LiquidCrystal.h>
LiquidCrystal lcd(8, 9, 4, 5, 6, 7);
int pin2 = 3;
int pin1 = 2;
unsigned long duration1, duration2;
unsigned long starttime;
unsigned long sampletime_ms = 3000;
unsigned long lowpulseoccupancy1 = 0;
unsigned long lowpulseoccupancy2 = 0;
float ratio1 = 0, ratio2 = 0;
float concentration1 = 0, concentration2 = 0;
int wLed = A1, gLed = A2, yLed = A3, rLed = A4, bLed = A5;

void setup() {
  Serial.begin(9600);
  pinMode(2, INPUT);
  pinMode(3, INPUT);
  pinMode(wLed, OUTPUT);
  pinMode(gLed, OUTPUT);
  pinMode(yLed, OUTPUT);
  pinMode(rLed, OUTPUT);
  pinMode(bLed, OUTPUT);
  starttime = millis();
  lcd.begin(16, 2);
}

void loop() {
  duration1 = pulseIn(pin1, LOW);
  duration2 = pulseIn(pin2, LOW);
  lowpulseoccupancy1 += duration1;
  lowpulseoccupancy2 += duration2;

  if ((millis() - starttime) > sampletime_ms) {
    ratio1 = lowpulseoccupancy1 / (sampletime_ms * 10.0);
    concentration1 = 1.1 * pow(ratio1, 3) - 3.8 * pow(ratio1, 2) + 520 * ratio1 + 0.62;
    ratio2 = lowpulseoccupancy2 / (sampletime_ms * 10.0);
    concentration2 = 1.1 * pow(ratio2, 3) - 3.8 * pow(ratio2, 2) + 520 * ratio2 + 0.62;

    lcd.setCursor(0, 0);
    lcd.print("PM10 ");
    lcd.setCursor(6, 0);
    lcd.print(concentration1, 3);
    Serial.print("concentration1 = ");
    Serial.print(concentration1);
    Serial.print(" pcs/0.01cf - ");
    Serial.print("concentration2 = ");
    Serial.print(concentration2);
    Serial.print(" pcs/0.01cf - ");

    // Lógica de estados y LEDs
    if (concentration1 < 1000) {
      lcd.setCursor(0, 1);
      for (int i = 0; i < 16; ++i) lcd.write(' ');
      lcd.setCursor(4, 1);
      lcd.print("CLEAN");
      digitalWrite(wLed, HIGH); digitalWrite(gLed, LOW); digitalWrite(yLed, LOW); digitalWrite(rLed, LOW); digitalWrite(bLed, LOW);
    }
    else if (concentration1 < 10000) {
      lcd.setCursor(0, 1);
      for (int i = 0; i < 16; ++i) lcd.write(' ');
      lcd.setCursor(4, 1);
      lcd.print("GOOD");
      digitalWrite(wLed, LOW); digitalWrite(gLed, HIGH); digitalWrite(yLed, LOW); digitalWrite(rLed, LOW); digitalWrite(bLed, LOW);
    }
    else if (concentration1 < 20000) {
      lcd.setCursor(0, 1);
      for (int i = 0; i < 16; ++i) lcd.write(' ');
      lcd.setCursor(4, 1);
      lcd.print("ACCEPTABLE");
      digitalWrite(wLed, LOW); digitalWrite(gLed, LOW); digitalWrite(yLed, HIGH); digitalWrite(rLed, LOW); digitalWrite(bLed, LOW);
    }
    else if (concentration1 < 50000) {
      lcd.setCursor(0, 1);
      for (int i = 0; i < 16; ++i) lcd.write(' ');
      lcd.setCursor(4, 1);
      lcd.print("HEAVY");
      digitalWrite(wLed, LOW); digitalWrite(gLed, LOW); digitalWrite(yLed, LOW); digitalWrite(rLed, HIGH); digitalWrite(bLed, LOW);
    }
    else {
      lcd.setCursor(0, 1);
      for (int i = 0; i < 16; ++i) lcd.write(' ');
      lcd.setCursor(4, 1);
      lcd.print("HAZARD");
      digitalWrite(wLed, LOW); digitalWrite(gLed, LOW); digitalWrite(yLed, LOW); digitalWrite(rLed, LOW); digitalWrite(bLed, HIGH);
    }

    lowpulseoccupancy1 = 0;
    lowpulseoccupancy2 = 0;
    starttime = millis();
  }
}

Esquemáticos