PMS5003
PMS7003 Sensor Plantower PMS 5003 e PMS 7003
O PMS 7003 e PMS 5003 são a 7ª e a 5ª geração da série PMSx003 desenvolvida por Plantower (nome chinês 攀藤).
Configuração do experimento
Para este experimento, 3 PMS 7003 e 3 PMS 5003 estão co-localizados juntos. O objetivo é compreender a precisão das leituras individuais dos sensores e o nível potencial de erro induzido pela falta de calibração eficiente de sensores de baixo custo.
Para cada sensor (PMS5003 e PMS7003), existem 3 sensores (identificados como PMSx003 #1, #2 e #3) funcionando alternadamente durante um período de 3 minutos. Para cada minuto, apenas os dados dos últimos 30 segundos são coletados, já que os primeiros 30 segundos são mantidos para permitir que o sensor estabilize sua saída.
Há um sensor PMS5003 adicional (número 4): é um sensor (antigo) usado que funciona em modo contínuo há vários meses ao ar livre. O objetivo deste sensor é entender se a precisão diminui com o passar do tempo (durante o desgaste do laser ou do ventilador).
Folhas de especificações: PMS5003.pdf and PMS7003.pdf.Observe que os dados PMSx do Sensor vêm em dois tipos: '标准颗粒物' (Partículas Padrão ou CF-1, bytes 4-9) e '大气环境下' (Ambiente Atmosférico, bytes 10 -15). É o segundo que usamos para estes experimentos (Obrigado ao Bart pelo esclarecimento).
Desmontagem do sensor
As fotos a seguir foram tiradas de um PMS5003 funcionando por vários meses ao ar livre em modo contínuo.
A boa notícia é que a Plantower conseguiu fazer um projeto mecânico muito bom que evita o acúmulo de poeira na parte frontal da placa de circuito impresso (veja a imagem A à direita), onde o laser e o diodo são montados. Em comparação com o acúmulo de poeira no Dylos, isso garante uma vida útil e precisão de dados muito melhores ao longo do tempo.
Em termos de componentes elétricos e eletrônicos, o PMS5003 não é muito diferente do projeto inicial do PMS1003. A CPU ainda é um Cypress CY8C4245, que um ARM Cortex-M0 combinado rodando a 48Mhz com ADC dedicado, costumava amostrar a saída do diodo.
Dados em tempo real
db significa lixeira e é medido em contagens por minuto. Por exemplo, db2.5-um representa a contagem de partículas com diâmetro aerodinâmico abaixo de 2,5 µm;
Série temporal para condições meteorológicas
As condições meteorológicas, e especialmente a Umidade Relativa (UR), são necessárias, pois a alta UR pode ter um impacto direto no tamanho das partículas detectadas pelo laser. Para sensores BAM, existe realmente um requisito de umidade constante.
O gráfico acima é baseado na estação CWOP EW2754. A tabela abaixo é baseada nas leituras em tempo real da nossa estação GAIA A12
Série temporal para material particulado
Observe que os três primeiros gráficos de séries temporais mostram os valores usando AQI (e não mg/m3 bruto). O AQI baseia-se nos pontos de corte da EPA dos EUA. Para PM1, os pontos de interrupção PM2.5 são usados.
Para os gráficos de material particulado, as medições de referência BAM das estações vizinhas são mostradas, mas não são levadas em consideração para o gráfico de desvio - o objetivo destes experimentos é entender o desvio entre sensores do mesmo tipo (por exemplo, PMS) e não entre sensores usando diferentes tecnologias (por exemplo, contador de laser vs atenuação beta).
Os gráficos de desvio abaixo de cada série temporal são calculados como a diferença entre o mínimo (em azul) resp. valor máximo (em vermelho) e a leitura média para cada bloco de período de 5 minutos. O eixo X mostra o valor médio e o eixo Y a diferença entre min/max e média. Para os primeiros 3 gráficos de séries temporais, a diferença é expressa em AQI: Desta forma, é fácil avaliar o erro potencial no valor de AQI desses sensores de baixo custo.
Comparação entre Partícula Padrão (material particulado padrão) e Atmosfera Padrão (ambiente atmosférico)
The graphs below shows the correlation for the CF1 (X, absyss) and the ratio CF1/SAT (Y, ordinate), for the PM2.5 and PM10 data.
The almost too perfect correlation between approx. 30 mg to 100 mg for PM2.5 / PMS5003, (40mg to 150 for PM10) does not sound too scientific...
cf1<30 ⇒ sat=cf1
cf1>100 ⇒ sat = cf1 * 2/3
cf1 in ∈ [30;100] ⇒ sat = 30 + cf1 * (cf1-30)/70 * 2/3
The formula has been updated with correct ratio (2/3)
Uma questão interessante é se a relação CF-1/SAT faz parte do processo de calibração feito pela Plantower; Pelo menos, para PM2,5, o limite superior para PMS7003 e PMS5003 é diferente (85 para o primeiro e 100 para o segundo). Quando dados suficientes estiverem disponíveis, esta página será atualizada com a resposta...
Correlação entre PM10 e PM2,5
Por enquanto, a correlação parece perfeitamente linear, mas assim que ocorrer o próximo evento de poluição PM10, o gráfico poderá confirmar a eficiência da detecção do tamanho do depósito.
Além disso, um padrão interessante a ser verificado é a curva não linear, que pode ser vista no sensor Dylos. Este padrão curvo deve-se ao facto de o sensor não ser capaz de detectar adequadamente os diferentes compartimentos de partículas, causado por um número demasiado elevado de partículas que “obstruem” o díodo. Por enquanto, a Poluição Atmosférica é demasiado baixa para detectar este fenómeno, mas assim que chegar o Inverno, os dados irão confirmar a existência deste padrão ou não.
Série temporal para material particulado (configuração interna)
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