Ccs811 подключение к ардуино

Датчик качества воздуха CCS811: инструкция по использованию и примеры

Используйте сенсор CO2 CCS811 для проверки качества воздуха в вашей квартире или офисе.

Подробности про датчики качества воздуха

Окружающий нас воздух в атмосфере состоит из:

Несмотря на то, что в процентном соотношении количества примесей мало, изменение их концентрации может оказаться очень неприятным и даже опасным для человека.

Ранее для оценки качества воздуха TOVC применяли датчики CO2: сначала вычисляли концентрацию углекислого газа CO2, а далее высчитывали TVOC. Но традиционные датчики CO2 нечувствительны на курение, бытовую химию, чистящие средства, лакокрасочные материалы и другую парфюмерию.

Датчик качества воздуха CCS811 высчитывает концентрацию летучих органических веществ (TVOC), а затем только вычисляет эквивалентное значения углекислого газа (eCO2): эквивалентное, т.к. количество углекислого газа (CO2) считается расчётным путём из концентрации летучих органических веществ (TVOC).

Пример работы для Arduino и XOD

В качестве мозга для считывания показаний с датчика рассмотрим платформу из серии Arduino, например Uno.

Схема устройства

Подключите датчик качества воздуха к пинам шины I²C — SDA и SCL платформы Arduino Uno. Для коммуникации используйте выходной провод от сенсора совместно с соединительными проводами «папа-папа».

Для быстрой сборки и отладки устройства возьмите плату расширения Troyka Shield, которая надевается сверху на Arduino Uno методом бутерброда. Для коммуникации используйте выходной провод от сенсора.

Код для Arduino IDE

Для упрощения работы с датчиком скачайте и установите библиотеку Adafruit_CCS811, а затем прошейте платформу Arduino скетчем, приведённым ниже.

После загрузки скетча, в Serial-порт будет выводиться количество углекислого газа в ppm и летучих органических веществ в ppb .

Патч для XOD

Пример для Espruino

В качестве мозга для считывания показаний с датчика рассмотрим платформы из серии Espruino, например Iskra JS.

Схема устройства

Подключите датчик качества воздуха к пинам шины I²C — SDA и SCL платформы Iskra JS. Для коммуникации используйте выходной провод от сенсора совместно с соединительными проводами «папа-папа».

Для быстрой сборки и отладки устройства возьмите плату расширения Troyka Shield, которая надевается сверху на Iskra JS методом бутерброда. Для коммуникации используйте выходной провод от сенсора.

Исходный код

Прошейте платформу Iskra JS скриптом, приведённым ниже. Для считывания данных используется библиотека для Espruino CCS811.

После загрузки скрипта, в консоль будет выводиться количество углекислого газа в ppm и летучих органических веществ в ppb .

Пример для Raspberry Pi

В качестве мозга для считывания показаний с датчика рассмотрим одноплатные компьютеры Raspberry Pi, например Raspberry Pi 4.

Схема устройства

Подключите датчик CO2 к пинам SDA и SCL шины I²C компьютера Raspberry Pi.

Для быстрой сборки и отладки устройства возьмите плату расширения Troyka Cap, которая надевается сверху на малину методом бутерброда.

Программная настройка

Исходный код

Запустите на малине скрипт, приведённый ниже.

После загрузки скрипта, в консоль малины будет выводиться количество углекислого газа в ppm и летучих органических веществ в ppb .

Элементы платы

Приоткроем занавес и заглянем на внутренности датчика, а точнее, извлечем плату с элетронными компонентами из корпуса.

Датчик качества воздуха CCS811

Датчик качества воздуха выполнен на чувствительном элементе CCS811. Структурно чип CCS811 состоит из двух основных блоков: датчика MOX (Metal Oxide Semiconductor) и встроенного микроконтроллера с АЦП, который считывает показания внутреннего MOX-сенсора и выдаёт готовые внешнему миру по шине I²C.

Выходные контакты

Датчик подключается к управляющей электронике через выходной кабель с четырьмя проводниками:

Регулятор напряжения 3V3

Линейный понижающий регулятор напряжения NCP582LSQ33 обеспечивает питание чипа CCS811 и других компонентов сенсора. Диапазон входного напряжения от 3,3 до 5 вольт. Выходное напряжение 3,3 В с максимальным выходным током 150 мА.

Преобразователь логических уровней

Преобразователь логических уровней PCA9306 необходим для сопряжения датчика с разными напряжениями логических уровней от 3,3 до 5 вольт. Другими словами сенсор совместим как с 3,3 вольтовыми платами, например, Raspberry Pi, так и с 5 вольтовыми — Arduino Uno.

Смена адреса модуля

Иногда в проекте необходимо использовать несколько сенсоров. Для смена адреса капните каплей припоя на отведённую контактную площадку на обратной стороне модуля. После чего адрес датчика сменится с 0x5A на 0x5B .

Источник

Обзор датчика качества воздуха CCS811, CO2, TVOC

Автор: Сергей · Опубликовано 29.05.2021 · Обновлено 03.06.2021

В этой статье расскажу о датчике CCS811, данный датчик представляет собой газовый сенсор, с помощью которого можно осуществить мониторинг качества воздуха в помещение.

Технические параметры:

► Диапазон измеряемой концентрации eCO2: 400…8192 ppm;
► Диапазон измеряемых величин TVOC: 0…1187 ppb;
► Диапазон рабочих температур: -40…+85 °C;
► Интерфейс: I2C (400 кГц);
► Напряжение питания: 1,8…3,3 В;
► Период опроса: 0,25/ 1/10/ 60 с;
► Потребляемая мощность (1,8 В): 0,034 мВт (Mode 0); 46 мВт (Mode 1 и 4); 7 мВт (Mode 2); 1,2 мВт (Mode 3);
► Габариты: 14 х 20 x 3 мм;
► Вес: 1 грамм.

Описание датчика качества воздуха CCS811

Модуль собран на небольшой плате, габариты которой всего 14 мм на 20 мм. В центр установлен датчик CCS811 (производитель AMS) в корпусе LGA, 2.7 x 4.0 мм, так же, на модуле установлена минимальная обвязка, такие как резисторы для подтяжки шины I2C, конденсаторы и так далее.
Теперь расскажу о самом чипе CCS811, состоит он из двух основных блоков: датчика MOX (Metal Oxide Semiconductor) и микроконтроллера (MCU), который в свою очередь содержит АЦП (аналого-цифровой преобразователь) и интерфейс I2C. Данный датчик способен измерять TVOC (уровень загрязнения атмосферного воздуха) в диапазоне в диапазоне 0…1187 ppb и eCO2 (концентрация углекислого газа в диапазоне 400…8192 ppm.

Что такое TVOC:
Аббревиатура TVOC (VOC) volatile organic compounds показывает сколько летучих органических веществ в воздухе, выделяемые из новых продуктов и строительных материалов (ковры, мебель, краски и растворители, а также чистящие средства. По сути, это быстрый способ оценки качества воздуха в помещении, на рисунке ниже приведен некоторые уровни TVOC и рекомендации к ним.

Назначение контактов:
Vcc — Источник питания для модуля, 3.3В;
GND — Заземление модуля;
SCL — Последовательная тактовая линия, используемая для обеспечения тактового импульса для связи;
SDA — Последовательный адрес данных, используемый для передачи данных через связь;
WAK — активный низкий уровень;
INT — Прерывание, активный низкий уровень;
RST — Сброс, активный низкий уровень;
ADD — Выбор адреса устройства (к одной линии I2C можно подключить два CCS811),

Подключение датчика качества воздуха CCS811, CO2, TVOC

Необходимые детали:
► Контроллер NodeMCU v.2 (ESP8266) x 1 шт.
► Датчик качества воздуха CCS811, CO2, TVOC x 1 шт.
► Провод DuPont, 2,54 мм, 20 см, F-M (Female — Male) x 1 шт.
► Кабель USB 2.0 A-B x 1 шт.

Подключение:
Чтобы подключить модуль CCS811 с NodeMCU, необходимо пять проводов. Первым делом подключаем вывод 3.3 В модуля CCS811 к выводу 3.3 В NodeMCU и GND к выводу GND NodeMCU, затем подключаем выводы шину I2C, SDA к выводу D2 и SCL к выводу D1 платы NodeMCU, последним подключаем вывод WAK к GND. Для удобства, приведу схему подключения ниже.

Установка библиотек:
Для работы с датчиком CCS811 необходимо установить библиотеку «SparkFun CCS811 Arduino library», для этого перейдите в Скетч —> Подключить библиотеку —> Управление библиотеками.

В строке поиска введите «CCS811», найдите библиотеку «SparkFun CCS811 Arduino library» и установите данную библиотеку.

Так же, не забываем что необходимо установить NodeMCU в среду разработки Arduino IDE, для этого воспользуйтесь этой статьей. После установки библиотек перезапустите, среду разработки Arduino IDE.

Программа:
Теперь, у нас все готово, копируем скетч в Arduino IDE или скачайте готовый файл и загружаем его в NodeMCU, незабываем указать свои данные сети.

Источник

Измерение TVOC и CO2 с помощью Arduino и датчика качества воздуха CCS811

Научно-технический прогресса и последующий за ним рост промышленного производства привели к увеличению загрязнения окружающей среды, в том числе и воздуха. Поэтому контроль качества воздуха является одной из актуальных задач в современном мире. При этом наиболее актуален контроль таких показателей как TVOC (Total Volatile Organic Compounds – общее количество летучих органических соединений) и CO2 (углекислый газ).

В данной статье мы рассмотрим подключение датчика качества воздуха CCS811 к плате Arduino и мониторинг с его помощью содержания TVOC и CO2 (углекислого газа) в окружающем воздухе. Также на нашем сайте можно прочитать статью про мониторинг качества воздуха с помощью датчика MQ135 и платы Arduino.

Необходимые компоненты

  1. Плата Arduino Uno (купить на AliExpress).
  2. Датчик качества воздуха (Air Quality Sensor) CCS811 (купить на AliExpress).
  3. Потенциометр 10 кОм (купить на AliExpress).
  4. ЖК дисплей 16х2 (купить на AliExpress).
  5. Макетная плата.
  6. Соединительные провода.

Работа схемы

Схема подключения датчика качества воздуха CCS811 к плате Arduino представлена на следующем рисунке.

Как видите, она достаточно проста и ее можно разместить на макетной плате. Контроль качества воздуха в схеме осуществляется с помощью датчика CCS811, а результаты контроля отображаются на экране ЖК дисплея 16х2.

Датчик качества воздуха CCS811

Данный датчик представляет собой цифровой датчик газа с низким энергопотреблением, который включает в себя датчик газа типа MOX (metal oxide) для обнаружения широкого диапазона VOCs (Volatile Organic Compounds — летучих органических соединений) внутри помещений и блок микроконтроллера (MCU, Micro-controller Unit). Блок микроконтроллера состоит из АЦП (аналого-цифрового преобразователя) и интерфейса I2C.

Распиновка датчика качества воздуха CCS811 представлена в следующей таблице.

№ контакта Название контакта Описание
1 Vin питающее напряжение (от 3.3 до 5 В)
2 3V3 выходное напряжение 3.3 В для внешнего использования
3 Gnd земля
4 SDA контакт синхронизации для интерфейса I2C
5 SCL контакт данных для интерфейса I2C
6 WAKE контакт «пробуждения» датчика, должен быть замкнут на землю чтобы с датчиком можно было осуществлять информационный обмен
7 RST контакт сброса, если замкнут на землю, то датчик может сбрасывать сам себя
8 INT контакт входа внешнего прерывания

Исходный код программы для Arduino

Полный код программы приведен в конце статьи, сначала рассмотрим его наиболее важные фрагменты.

Вначале программы необходимо подключить библиотеки для работы с ЖК дисплеем и датчиком качества воздуха CCS811. Скачать библиотеку для работы с датчиком CCS811 можно по следующей ссылке.

Источник

Adblock
detector