Modulo sensore CO2 MFrontier NDIR
MTP80-A è un sensore di anidride carbonica a doppio canale basato sul principio della tecnologia Non Spectral Infrared (NDIR). Può rilevare la concentrazione di anidride carbonica nell'aria in tempo reale e fornire il valore di concentrazione tramite metodi UART, IIC e PWM. Ha una forte capacità anti-interferenza, elevata sensibilità, forte stabilità, lunga durata, basso consumo energetico e supporta due metodi di calibrazione: autocalibrazione e calibrazione manuale, con errore minimo di accuratezza dei dati. Adatto per settori quali monitoraggio dell'aria, sistemi di aria fresca, case intelligenti e purificazione dell'aria in auto.
avvtage
- Stabilità a lungo termine avanzatatage – La stabilità dei sensori NDIR dipende principalmente dalla sorgente luminosa e, a condizione che non vi siano anomalie nella sorgente luminosa, la stabilità a lungo termine dell'NDIR è estremamente eccellente rispetto ad altri tipi di sensori di gas.
- Il principio di funzionamento di un sensore NDIR per la misurazione della concentrazione è di rilevare l'energia infrarossa della banda di assorbimento infrarossa caratteristica del gas misurato. La caratteristica del segnale è che quando non c'è gas misurato, la potenza del segnale è massima e più alta è la concentrazione, più piccolo è il segnale. La concentrazione misurata può raggiungere 10000PPM.
Caratteristiche
- Principio di rilevamento NDIR
- Breve tempo di preriscaldamento
- Algoritmi di compensazione della temperatura e calibrazione automatica
- Alta sensibilità e precisione
- Anti-interferenza e forte stabilità
Applicazioni
- Apparecchiature per il monitoraggio della qualità dell'aria
- Sistema di aria fresca
- Purificazione dell'aria dell'auto
- Apparecchiature per la purificazione dell'aria
- Sistema HAVC
- Casa intelligente
Misurare
Parametri
Schema dei perni
Definizione pin
| Numero PIN | Nome pin | Pin Funzione Descrizione | Caratteristiche elettriche dei pin |
| 1 | Numero di telaio | Estremità positiva dell'alimentazione | Dotato di protezione anti-inversione di polarità e di ingresso vol.tage gamma: 4.2 V-5.5 V |
| 2 | Terra | Terminale negativo dell'alimentazione | |
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3 |
Allarme-OC |
Funzione di allarme, pin in modalità di uscita open drain. Quando la concentrazione misurata è maggiore di 1000 ppm, l'uscita di questo pin è alta.
Quando la concentrazione è inferiore a 800 ppm, l'uscita di questo pin è bassa |
Il pin è in modalità di uscita open drain e per il suo utilizzo è necessaria una resistenza pull-up esterna. |
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4 |
Movimentazione continua |
Funzione PWM, utilizzata per misurare la concentrazione di CO2. |
Il pin è in modalità di uscita push-pull e il ciclo PWM di uscita è di 1004 ms. |
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5 |
Uscita VCC |
L'uscita LDO interna del sensore è solitamente 3 V ± 2%. Generalmente utilizzata per la conversione del livello di comunicazione seriale. | Volume di uscitatage: 3.3 V ± 2%, massimo senza protezione da sovracorrente Corrente di uscita: 6 mA |
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6 |
Host-TX /IIC-SDA |
Il pin TX dell'UART nel sistema principale è solitamente il TX dell'MCU del cliente o l'SDA della funzione IIC. |
Il livello di comunicazione usuale è 3.3 V. Quando utilizzato per la funzione IIC, la configurazione dei pin è in modalità open drain e per l'uso è richiesta una resistenza pull-up esterna. |
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7 |
Ospite-RX /IIC-SCL |
Il pin RX dell'UART nel sistema principale è solitamente l'RX dell'MCU del cliente o l'SCL della funzione IIC. |
Il livello di comunicazione usuale è 3.3 V. Quando utilizzato per la funzione IIC, la configurazione dei pin è in modalità open drain e per l'uso è richiesta una resistenza pull-up esterna. |
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8 |
R / T |
Questo pin ha due funzioni: 1. Come pin di controllo direzionale RS485. Questo pin è in modalità di uscita open drain e può essere collegato direttamente al pin di abilitazione direzione del chip RS485, che richiede un resistore pull-up esterno. Al momento, i moduli Pin6 e Pin7 sono funzioni UART. 2. Pin di selezione della funzione UART/IIC. Questo pin è collegato a terra prima dell'accensione (la messa a terra dopo l'accensione non è valida) e il Pin6 e il Pin7 del modulo sono funzioni IIC. Quando il pin è acceso, è in modalità di input pull-up e può essere sospeso o collegato a terra In quanto pin di abilitazione della direzione RS485, è in modalità di uscita open drain e richiede una resistenza pull-up esterna. |
Quando il pin è acceso, è in modalità di input pull-up e può essere sospeso o messo a terra. Come pin di abilitazione della direzione RS485, è in modalità di output open drain e richiede una resistenza pull-up esterna. |
| 9 | bCAL-in | Calibrazione manuale dei pin di controllo | Quando il pin è acceso, è in modalità di input con resistenza pull-up |
Funzione di calibrazione
Il modulo MTP80 è un modulo ottico di precisione. Dopo aver lasciato la fabbrica, per vari motivi come trasporto, installazione, saldatura, ecc., la misurazione del modulo potrebbe subire una certa deriva, con conseguente diminuzione della precisione. Il modulo è dotato di un set di algoritmi di autocalibrazione che possono correggere periodicamente e automaticamente gli errori di misurazione, assicurando che il modulo mantenga una buona precisione di misurazione. Il ciclo di autocalibrazione predefinito del modulo è di 7 giorni (168 ore), che può essere regolato tramite comando (da 24 ore a 720 ore).
Per garantire la precisione della misurazione del sensore calibrato, assicurarsi che la concentrazione di CO2 nel suo ambiente di lavoro possa avvicinarsi ai livelli atmosferici esterni per almeno alcune ore entro 7 giorni dall'accensione.
Funzione di allarme
Il modulo MTP80 supporta la funzione di uscita allarme e le uscite tramite il pin Alarm OC. Quando il valore di concentrazione di CO2 misurato è maggiore di 1000 ppm, il pin Alarm OC emette un livello alto. Quando il valore di concentrazione di CO2 misurato è minore di 800 ppm, il pin Alarm OC emette un livello basso. Si noti che il pin Alarm OC è configurato in modalità di uscita open drain e richiede l'uso di una resistenza pull-up esterna. Se si verifica un errore nel modulo, il pin Alarm OC rimarrà alto.
Il metodo di utilizzo di riferimento è illustrato nella figura a destra.
Protocollo di comunicazione
comunicazione seriale
La velocità in baud per la comunicazione seriale è 9600 bps e il pacchetto di comunicazione seriale è definito come segue:
Formato protocollo
Descrizione del formato del frame:
| Campo | Lunghezza | Spiegare |
| Intestazione del telaio | 2 | Corretto a 0x42,0x4D |
| Byte di istruzione | 1 | Definizione del comando o definizione del tipo di sensore |
| Byte di comando | 2 | Parole di comando specifiche |
| Lunghezza dei dati | 2 | Grande estremità |
| dati | n | Grande estremità |
| Somma di controllo | 2 | La somma di tutti i byte dall'intestazione del frame all'ultimo byte dei dati |
La seguente descrizione del protocollo si applica alla serie di sensori di gas, con byte di istruzione 0xA0.
Descrizione del byte di comando
| Parola di comando | Spiegare |
| 0x0001 | Imposta i parametri della pressione dell'aria (la pressione dell'aria interna predefinita è 1013.0 hPa) |
| 0x0002 | Leggere il valore attuale della pressione dell'aria impostata |
| 0x0003 | Lettura dei valori di concentrazione del gas |
| 0x0004 | Funzione di correzione a punto singolo (con concentrazione di riferimento) |
| 0x0005 | Stato di lettura della correzione a punto singolo |
| 0x0006 | Vietare o abilitare l'autocalibrazione |
| 0x0007 | Leggi lo stato di autocalibrazione |
| 0x0008 | Leggi il ciclo di autocalibrazione (ore) |
| 0x0009 | Imposta ciclo di autocalibrazione (ore) |
Protocollo di controllo di base
| Nome della funzione | Intestazione del telaio | Byte di istruzione | Byte di comando | Lunghezza dei dati | Dati | Somma di controllo | |
| Impostazione dei parametri della pressione dell'aria |
MCU invia |
0x42 0x4d | 0xA0 | 0x0001 | 0x00 0x02 | L'intervallo di valori della pressione atmosferica è 700–1100 (intero a 16 bit) |
Somma di controllo |
|
Restituzione del modulo |
e 0x42 0x4d | 0xA0 | 0x0001 | 0x00 0x00 | Somma di controllo | ||
| Leggere il valore attuale della pressione dell'aria |
MCU invia |
0x42 0x4d | 0xA0 | 0x0002 | 0x00 0x00 |
Somma di controllo |
|
|
Restituzione del modulo |
s 0x42 0x4d | 0xA0 | 0x0002 | 0x00 0x02 | Valore della pressione atmosferica (intero a 16 bit) |
Somma di controllo |
|
|
Leggi il valore di concentrazione attuale |
MCU invia |
0x42 0x4d | 0xA0 | 0x0003 | 0x00 0x00 | Somma di controllo | |
|
Restituzione del modulo |
s 0x42 0x4d |
0xA0 |
0x0003 |
0x00 0x05 |
Valore della concentrazione del gas (intero a 32 bit) e flag di validità dei dati (8 bit) 0x00: valido; 0xFF: dati non disponibili; |
Somma di controllo |
|
| Funzione di correzione a punto singolo (con concentrazione di riferimento) |
MCU invia |
0x42 0x4d | 0xA0 | 0x0004 | 0x00 0x04 | L'intervallo di concentrazione di riferimento è 400~5000 (intero a 32 bit) | Somma di controllo |
|
Restituzione del modulo |
s 0x42 0x4d |
0xA0 |
0x0004 |
0x00 0x01 |
0x01: indica l'inizio della calibrazione; 0xf: indica l'errore di calibrazione |
Somma di controllo |
|
| Leggi lo stato di correzione del singolo punto |
MCU invia |
0x42 0x4d | 0xA0 | 0x0005 | 0x00 0x00 | Somma di controllo | |
|
Restituzione del modulo |
s 0x42 0x4d | 0xA0 | 0x0005 | 0x00 0x01 | 0x00: indica che la calibrazione è stata completata; 0x01: indica che la calibrazione è ancora in corso |
Somma di controllo |
|
| Abilitare o disabilitare l'autocalibrazione |
MCU invia |
0x42 0x4d | 0xA0 | 0x0006 | 0x00 0x01 |
0x00: abilita l'autocalibrazione; 0xf: disabilita l'autocalibrazione |
Somma di controllo |
|
Restituzione del modulo |
s 0x42 0x4d | 0xA0 | 0x0006 | 0x00 0x00 |
Somma di controllo |
||
| Leggi lo stato di auto-calibrazione |
MCU invia |
0x42 0x4d | 0xA0 | 0x0007 | 0x00 0x00 |
Somma di controllo |
|
|
Restituzione del modulo |
e 0x42 0x4d | 0xA0 | 0x0007 | 0x00 0x01 | 0x00: Abilita l'autocalibrazione 0xf: Disabilita l'autocalibrazione |
Somma di controllo |
|
| Leggi il ciclo di autocalibrazione |
MCU invia |
0x42 0x4d | 0xA0 | 0x0008 | 0x00 0x00 |
Somma di controllo |
|
|
Restituzione del modulo |
e 0x42 0x4d | 0xA0 | 0x0008 | 0x00 0x02 |
Intervallo del ciclo di autocalibrazione: 24–720h |
Somma di controllo |
|
|
Impostazione del periodo di autocalibrazione |
MCU invia |
0x42 0x4d | 0xA0 | 0x0009 | 0x00 0x02 | Intervallo del ciclo di autocalibrazione: 24–720h |
Somma di controllo |
|
Restituzione del modulo |
s 0x42 0x4d |
0xA0 |
0x0009 |
0x00 0x01 |
00: Funzionamento corretto; 01: I dati di input sono inferiori a 24 ore e non verranno accettati; 02: I dati di input sono superiori a 720 ore e non verranno accettati |
Somma di controllo |
|
Applicazione Examples
Analisi delle istruzioni IIC
Il modulo funziona in modalità slave IIC e può essere collegato a una MCU esterna. Il modulo contiene una resistenza pull-up.
L'indirizzo slave del dispositivo modulo è: 0x32 (indirizzo a 7 bit)
L'indirizzo dell'operazione di scrittura del modulo è: 0x64
L'indirizzo dell'operazione di lettura del modulo è: 0x65
Sequenza di invio dell'host:
- Invia segnale di avvio
- Invia indirizzo di scrittura (indirizzo slave + R/W = 0x64) e controlla la risposta
- Invia il comando di lettura (0x03) e controlla la risposta
- Invia segnale di stop
- Invia segnale di avvio
- Invia indirizzo letto (indirizzo slave + R/W (1) = 0x65) e controlla la risposta
- Leggere 3 byte dal modulo e inviare la risposta
- Invia segnale di stop
I dati ricevuti da 3 byte sono descritti come segue:
| Concentrazione di CO2 | Dati validi in byte | |
| Concentrazione byte alto | Concentrazione byte basso | 0x00/0xFF |
Nota:
Concentrazione di CO2 = byte alto di concentrazione di CO2 * 256 + byte basso di concentrazione
Dati byte validi, 0x00 significa dati validi, 0xf significa dati non validi
Spiegazione dettagliata della funzione PWM
- Il ciclo PWM è 1004 ms
- L'uscita di alto livello è di 2 ms all'avviotage
- Il ciclo intermedio è di 1000 ms
- L'uscita di basso livello è di 2 ms nella s finaletage
- La formula di calcolo per ottenere il valore attuale della concentrazione di CO2 tramite PWM è:
- Cppm = 5000*(TH-2ms)/(TH+TL-4ms)
- Cppm è il valore calcolato della concentrazione di CO2, in ppm
- TH è il momento in cui l'output è di livello alto in un ciclo di output
- TL è il momento in cui l'output è di livello basso in un ciclo di output
Test di affidabilità
| Elementi di prova | Condizioni sperimentali | Condizioni di accettazione | Numero di verifiche n Numero di fallimenti c |
| Conservazione ad alta temperatura | 60±2, conservare senza alimentazione per 48 ore | Dopo 2 ore di recupero in ambiente a temperatura normale, la precisione del sensore soddisfa lo standard delle specifiche | n=8c=0 |
| Conservazione a bassa temperatura | -20±2, conservare senza alimentazione per 48 ore | Dopo 2 ore di recupero in ambiente a temperatura normale, la precisione del sensore soddisfa lo standard delle specifiche | n=8c=0 |
| Conservazione ad alta temperatura e alta umidità | 40℃ ±2℃, 85%RH±5%RH, 48 ore di stoccaggio senza alimentazione | Dopo 2 ore di recupero in ambiente a temperatura normale, la precisione del sensore soddisfa lo standard delle specifiche | n=8c=0 |
| Funzionamento ad alta temperatura | A 50±2℃, il prodotto funzionerà per 48 ore con l'alimentazione accesa | Dopo 2 ore di recupero in ambiente a temperatura normale, la precisione del sensore soddisfa lo standard delle specifiche | n=8c=0 |
| Funzionamento a bassa temperatura | A 0±2℃, il prodotto funzionerà per 48 ore con l'alimentazione accesa | Dopo 2 ore di recupero in ambiente a temperatura normale, la precisione del sensore soddisfa lo standard delle specifiche | n=8c=0 |
| Shock da alta e bassa temperatura | Dopo aver mantenuto a -20 per 60 minuti, passare a 60 entro 10 secondi e mantenere per altri 60 minuti come un ciclo, per un totale di 10 cicli, il sample non è acceso durante il test | Dopo 2 ore di recupero in ambiente a temperatura normale, la precisione del sensore soddisfa lo standard delle specifiche | n=8c=0 |
| Simulazione delle vibrazioni di trasporto | Vibrazione a sei lati, 30 minuti per lato, frequenza di vibrazione 240 giri/min | Dopo 2 ore di recupero in ambiente a temperatura normale, la precisione del sensore soddisfa lo standard delle specifiche | n=8c=0 |
| Pacchetto che cade | Altezza di caduta: impostata in base al rapporto peso-altezza specificato in GB/T4857.18. Prova secondo il metodo di prova di caduta GB/T4857.5 per imballaggi e pacchi da trasporto. La sequenza della prova di caduta è un angolo, tre bordi e sei facce (se il cliente ha requisiti speciali, può essere eseguita in base ai requisiti del cliente). | Dopo il test di caduta del pacco, l'aspetto del sensore non dovrebbe essere palesemente difettoso, nessun componente dovrebbe cadere, il sensore dovrebbe essere in grado di funzionare normalmente e la precisione del sensore dovrebbe soddisfare le specifiche. | n=1
scatola c=0 |
Cronologia delle revisioni
| Data | Versione | modifica |
| 2022.6.2 | 1.0 | Versione iniziale |
Azienda: Shenzhen MFrontier Electronics Co., Ltd.
Tel 0755-21386871
Web www.memsf.com
Aggiungere Edificio B3 al 5° e 2° piano, Parco tecnologico di Zhaoshangju, Distretto di Guangming, 518107, Shenzhen, Cina
Documenti / Risorse
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Modulo sensore CO2 MFrontier NDIR [pdf] Manuale di istruzioni Modulo sensore CO2 NDIR, NDIR CO2, Modulo sensore, Modulo |