MFrontier NDIR CO2 senzorski modul

MTP80-A je dvokanalni senzor ugljičnog dioksida zasnovan na principu nespektralne infracrvene (NDIR) tehnologije. Može otkriti koncentraciju ugljičnog dioksida u zraku u realnom vremenu i dati vrijednost koncentracije putem UART, IIC i PWM metoda. Ima snažnu sposobnost protiv smetnji, visoku osjetljivost, jaku stabilnost, dug životni vijek, nisku potrošnju energije i podržava dvije metode kalibracije: samokalibraciju i ručnu kalibraciju, uz minimalnu grešku u preciznosti podataka. Pogodno za industrije kao što su nadzor vazduha, sistemi svežeg vazduha, pametne kuće i prečišćavanje vazduha u automobilima.

Advantage

• Prednost dugoročne stabilnostitage – Stabilnost NDIR senzora uglavnom zavisi od izvora svetlosti, a pod uslovom da nema abnormalnosti u izvoru svetlosti, dugoročna stabilnost NDIR senzora je izuzetno odlična u poređenju sa drugim tipovima gasnih senzora.
• Princip rada NDIR senzora za mjerenje koncentracije je da detektuje infracrvenu energiju karakterističnog infracrvenog apsorpcionog pojasa mjerenog plina. Karakteristika signala je da kada nema mjerenog plina, jačina signala je maksimalna, a što je koncentracija veća, to je signal manji. Izmjerena koncentracija može doseći 10000PPM.

Karakteristike

• NDIR princip detekcije
• Kratko vrijeme predgrijavanja
• Temperaturna kompenzacija i algoritmi automatske kalibracije
• Visoka osjetljivost i preciznost
• Protiv smetnji i jaka stabilnost

Prijave

• Oprema za praćenje kvaliteta vazduha
• Sistem svežeg vazduha
• Pročišćavanje vazduha u automobilu
• Oprema za pročišćavanje vazduha
• HAVC sistem
• Smart Home

Veličina

Parameters

Pin dijagram

Definicija pin-a

Pin broj	Pin ime	Pin funkcija Opis	Električne karakteristike pinova
1	VIN	Pozitivan kraj napajanja	Opremljen zaštitom protiv obrnutog povezivanja i ulaznom voltagOpseg: 4.2V-5.5V
2	GND	Negativni terminal napajanja
3	Alarm- OC	Funkcija alarma, pin u načinu izlaza otvorenog odvoda. Kada je izmjerena koncentracija veća od 1000ppm, izlaz ovog pina je visok. Kada je koncentracija manja od 800ppm, izlaz ovog pina je nizak	Pin je u izlaznom režimu otvorenog odvoda, a za upotrebu je neophodan eksterni pull-up otpornik.
4	PWM	PWM funkcija, koja se koristi za izlaz CO2 koncentracije.	Pin je u push-pull izlaznom modu, a izlazni PWM ciklus je 1004 ms.
5	VCC-Out	Interni LDO izlaz senzora je obično 3V ± 2%. Generalno se koristi za konverziju nivoa serijske komunikacije.	izlaz voltage: 3.3V ± 2%, maksimalno bez prekostrujne zaštite Izlazna struja: 6mA
6	Host-TX /IIC-SDA	TX pin UART-a u glavnom sistemu je obično TX MCU korisnika ili SDA IIC funkcije.	Uobičajeni nivo komunikacije je 3.3V. Kada se koristi za IIC funkciju, konfiguracija pinova je način rada otvorenog odvoda, a za korištenje je neophodan eksterni pull-up otpornik.
7	Host-RX /IIC-SCL	RX pin UART-a u glavnom sistemu je obično RX MCU korisnika ili SCL funkcije IIC.	Uobičajeni nivo komunikacije je 3.3V. Kada se koristi za IIC funkciju, konfiguracija pinova je način rada otvorenog odvoda, a za korištenje je neophodan eksterni pull-up otpornik.
8	R / T	Ovaj pin ima dvije funkcije: 1. Kao RS485 usmjereni kontrolni pin. Ovaj pin je u izlaznom modu otvorenog odvoda i može se direktno povezati na pin za omogućavanje smjera RS485 čipa, što zahtijeva eksterni pull-up otpornik. U ovom trenutku, moduli Pin6 i Pin7 su UART funkcije. 2. Pin za odabir funkcije UART/IIC. Ovaj pin je uzemljen prije uključivanja (uzemljenje nakon uključivanja je nevažeće), a Pin6 i Pin7 modula su IIC funkcije. Kada je pin uključen, on je u režimu povlačenja ulaza i može biti suspendovan ili uzemljen . Kao pin za omogućavanje smjera RS485, on je u izlaznom modu otvorenog odvoda i zahtijeva eksterni pull-up otpornik.	Kada je pin uključen, on je u režimu povlačenja ulaza i može biti suspendovan ili uzemljen. Kao pin za omogućavanje smjera RS485, on je u izlaznom modu otvorenog odvoda i zahtijeva eksterni pull-up otpornik.
9	bCAL-in	Ručna kalibracija kontrolnih pinova	Kada je pin uključen, on je u režimu unosa sa otporom na povlačenje

Funkcija kalibracije

MTP80 modul je precizni optički modul. Nakon napuštanja tvornice, zbog različitih razloga kao što su transport, montaža, zavarivanje, itd., mjerenje modula može doživjeti određeni pomak, što rezultira smanjenjem točnosti. Modul je opremljen skupom algoritama za samokalibraciju koji mogu periodično i automatski ispravljati greške mjerenja, osiguravajući da modul održava dobru tačnost mjerenja. Standardni ciklus samokalibracije modula je 7 dana (168 sati), koji se može podesiti komandom (24 sata do 720 sati).

Da biste osigurali tačnost mjerenja kalibriranog senzora, molimo vas da osigurate da koncentracija CO2 u njegovom radnom okruženju može da se približi vanjskom atmosferskom nivou najmanje nekoliko sati u roku od 7 dana od uključivanja.

Funkcija alarma

MTP80 modul podržava funkciju izlaza alarma i izlazi preko Alarm OC pina. Kada je izmjerena vrijednost koncentracije CO2 veća od 1000ppm, pin Alarm OC daje visok nivo. Kada je izmjerena vrijednost koncentracije CO2 manja od 800PPM, pin Alarm OC daje nizak nivo. Imajte na umu da je pin Alarm OC konfigurisan u izlaznom režimu otvorenog odvoda i da zahteva upotrebu eksternog otpornika za povlačenje. Ako dođe do greške u modulu, pin Alarm OC će ostati visok.
Referentni način upotrebe prikazan je na slici desno.

Komunikacijski protokol

serijska komunikacija
Brzina prijenosa za serijsku komunikaciju je 9600bps, a serijski komunikacijski paket je definiran na sljedeći način:

Format protokola
Opis formata okvira:

Polje	Dužina	Objasni
Zaglavlje okvira	2	Fiksno na 0x42,0x4D
Instrukcijski bajt	1	Definicija komande ili definicija tipa senzora
Komandni bajtovi	2	Specifične komandne riječi
Dužina podataka	2	Veliki kraj
podaci	n	Veliki kraj
Kontrolni zbroj	2	Zbir svih bajtova od zaglavlja okvira do posljednjeg bajta podataka

Sljedeći opis protokola odnosi se na seriju senzora za plin, sa bajtom instrukcija 0xA0.
Opis naredbenog bajta

Komandna riječ	Objasni
0x0001	Podesite parametre vazdušnog pritiska (unutarnji podrazumevani vazdušni pritisak je 1013.0hPa)
0x0002	Očitajte trenutnu podešenu vrijednost tlaka zraka
0x0003	Očitavanje vrijednosti koncentracije plina
0x0004	Funkcija korekcije jedne tačke (sa referentnom koncentracijom)
0x0005	Status očitavanja korekcije jedne tačke
0x0006	Zabranite ili omogućite samokalibraciju
0x0007	Pročitajte status samokalibracije
0x0008	Očitajte ciklus samokalibracije (sati)
0x0009	Postavite ciklus samokalibracije (sati)

Osnovni kontrolni protokol

Naziv funkcije		Zaglavlje okvira	Instrukcijski bajt	Komandni bajtovi	Dužina podataka	Podaci	Kontrolni zbroj
Podešavanje parametara vazdušnog pritiska	MCU šalje	0x42 0x4d	0xA0	0x0001	0x00 0x02	Raspon vrijednosti atmosferskog pritiska je 700-1100 (16-bitni cijeli broj)	Kontrolni zbroj
	Povratak modula	s 0x42 0x4d	0xA0	0x0001	0x00 0x00		Kontrolni zbroj
Pročitajte trenutnu vrijednost tlaka zraka	MCU šalje	0x42 0x4d	0xA0	0x0002	0x00 0x00		Kontrolni zbroj
	Povratak modula	s 0x42 0x4d	0xA0	0x0002	0x00 0x02	Vrijednost atmosferskog pritiska (16-bitni cijeli broj)	Kontrolni zbroj
Pročitajte trenutnu vrijednost koncentracije	MCU šalje	0x42 0x4d	0xA0	0x0003	0x00 0x00		Kontrolni zbroj
	Povratak modula	s 0x42 0x4d	0xA0	0x0003	0x00 0x05	Vrijednost koncentracije plina (32-bitni cijeli broj) i oznaka valjanosti podataka (8-bit) 0x00: valjano; 0xFF: podaci nedostupni;	Kontrolni zbroj
Funkcija korekcije jedne tačke (sa referentnom koncentracijom)	MCU šalje	0x42 0x4d	0xA0	0x0004	0x00 0x04	Raspon referentne koncentracije je 400~5000 (32-bitni cijeli broj)	Kontrolni zbroj
	Povratak modula	s 0x42 0x4d	0xA0	0x0004	0x00 0x01	0x01: označava početak kalibracije; 0xf: označava grešku kalibracije	Kontrolni zbroj
Pročitajte status korekcije jedne tačke	MCU šalje	0x42 0x4d	0xA0	0x0005	0x00 0x00		Kontrolni zbroj
	Povratak modula	s 0x42 0x4d	0xA0	0x0005	0x00 0x01	0x00: označava da je kalibracija završena; 0x01: označava da je kalibracija još u toku	Kontrolni zbroj
Omogućite ili onemogućite samokalibraciju	MCU šalje	0x42 0x4d	0xA0	0x0006	0x00 0x01	0x00: omogućava samokalibraciju; 0xf: onemogućava samokalibraciju	Kontrolni zbroj
	Povratak modula	s 0x42 0x4d	0xA0	0x0006	0x00 0x00		Kontrolni zbroj
Pročitajte status samokalibracije	MCU šalje	0x42 0x4d	0xA0	0x0007	0x00 0x00		Kontrolni zbroj
	Povratak modula	s 0x42 0x4d	0xA0	0x0007	0x00 0x01	0x00: Omogući samokalibraciju 0xf: Onemogući samokalibraciju	Kontrolni zbroj
Pročitajte ciklus samokalibracije	MCU šalje	0x42 0x4d	0xA0	0x0008	0x00 0x00		Kontrolni zbroj
	Povratak modula	s 0x42 0x4d	0xA0	0x0008	0x00 0x02	Opseg ciklusa samokalibracije: 24–720h	Kontrolni zbroj
Podešavanje perioda samokalibracije	MCU šalje	0x42 0x4d	0xA0	0x0009	0x00 0x02	Opseg ciklusa samokalibracije: 24–720h	Kontrolni zbroj
	Povratak modula	s 0x42 0x4d	0xA0	0x0009	0x00 0x01	00: Ispravan rad; 01: Ulazni podaci su kraći od 24 sata i neće biti prihvaćeni; 02: Ulazni podaci su veći od 720 sati i neće biti prihvaćeni	Kontrolni zbroj

Aplikacija Examples

IIC analiza instrukcija

Modul radi u IIC slave modu i može se povezati na eksterni MCU. Modul sadrži pull-up otpornik.
Adresa slave uređaja modula je: 0x32 (7-bitna adresa)
Adresa operacije pisanja modula je: 0x64
Adresa operacije čitanja modula je: 0x65

Redoslijed slanja hosta:

1. Pošalji signal za početak
2. Pošaljite upis adrese (slave adresa + R/W = 0x64) i provjerite odgovor
3. Pošaljite naredbu za čitanje (0x03) i provjerite odgovor
4. Pošalji signal za zaustavljanje
5. Pošalji signal za početak
6. Pošaljite očitanu adresu (slave adresa + R/W (1) = 0x65) i provjerite odgovor
7. Pročitajte 3 bajta iz modula i pošaljite odgovor
8. Pošalji signal za zaustavljanje

Primljeni podaci od 3 bajta su opisani na sljedeći način:

Koncentracija CO2		Važeći bajtovi podataka
Visoki bajt koncentracije	Niski bajt koncentracije	0x00/0xFF

Napomena:
Koncentracija CO2 = visoki bajt koncentracije CO2 * 256 + bajt niske koncentracije
Valjani bajt podataka, 0x00 znači valjani podaci, 0xf nevažeći podaci

PWM funkcija detaljno objašnjenje

• PWM ciklus je 1004 ms
• Izlaz visokog nivoa je 2ms u početnom stage
• Srednji ciklus je 1000ms
• Izlaz niskog nivoa je 2ms u krajnjem stage
• Formula za izračunavanje za dobivanje trenutne vrijednosti koncentracije CO2 putem PWM-a je:
• Cppm = 5000*(TH-2ms)/(TH+TL-4ms)
• Cppm je izračunata vrijednost koncentracije CO2, u ppm
• TH je vrijeme kada je izlaz visok nivo u izlaznom ciklusu
• TL je vrijeme kada je izlaz nizak nivo u izlaznom ciklusu

Test pouzdanosti

Test stavke	Eksperimentalni uslovi	Uslovi prihvatanja	Broj verifikacija n Broj kvarova c
Skladištenje na visokim temperaturama	60±2, čuvati bez uključenog napajanja 48h	Nakon 2 sata oporavka u okruženju sa normalnom temperaturom, preciznost senzora zadovoljava standard specifikacije	n=8 c=0
Skladištenje na niskim temperaturama	-20±2, čuvati bez uključenog napajanja 48h	Nakon 2 sata oporavka u okruženju sa normalnom temperaturom, preciznost senzora zadovoljava standard specifikacije	n=8 c=0
Skladištenje na visokim temperaturama i visokoj vlažnosti	40℃ ±2℃,85%RH±5%RH,48h skladištenje bez napajanja	Nakon 2 sata oporavka u okruženju sa normalnom temperaturom, preciznost senzora zadovoljava standard specifikacije	n=8 c=0
Rad na visokim temperaturama	Na 50±2℃, proizvod će raditi 48 sati sa uključenim napajanjem	Nakon 2 sata oporavka u okruženju sa normalnom temperaturom, preciznost senzora zadovoljava standard specifikacije	n=8 c=0
Rad na niskim temperaturama	Na 0±2℃, proizvod će raditi 48 sati sa uključenim napajanjem	Nakon 2 sata oporavka u okruženju sa normalnom temperaturom, preciznost senzora zadovoljava standard specifikacije	n=8 c=0
Šok visokih i niskih temperatura	Nakon održavanja na – 20 60 minuta, prebacite se na 60 u roku od 10 s i držite još 60 minuta kao jedan ciklus, ukupno 10 ciklusa, sample nije uključen tokom testa	Nakon 2 sata oporavka u okruženju sa normalnom temperaturom, preciznost senzora zadovoljava standard specifikacije	n=8 c=0
Simulacija transportnih vibracija	Šestostrana vibracija, 30 minuta po strani, frekvencija vibracije 240 o/min	Nakon 2 sata oporavka u okruženju sa normalnom temperaturom, preciznost senzora zadovoljava standard specifikacije	n=8 c=0
Paket pada	Visina pada: podesite prema omjeru težine i visine navedenom u GB/T4857.18. Testirajte prema GB/T4857.5 metodi ispitivanja pada za pakovanje i transportna pakovanja. Slijed testa pada je jedan ugao, tri ivice i šest lica (ako kupac ima posebne zahtjeve, može se uraditi prema zahtjevima kupca).	Nakon testa pada paketa, izgled senzora ne bi trebao biti očito neispravan, nijedna komponenta ne bi trebala pasti, senzor bi trebao normalno raditi, a preciznost senzora bi trebala zadovoljiti specifikacije.	n=1 kutija c=0

Istorija revizija

Datum	Verzija	promijeniti
2022.6.2	1.0	Početna verzija

Shenzhen MFrontier Electronics Co., Ltd.
Tel 0755-21386871
Web www.memsf.com

Dodaj 3&5 Floor B2 Building, Zhaoshangju Technology Park, Guangming District, 518107, Shenzhen, Kina

Dokumenti / Resursi

MFrontier NDIR CO2 senzorski modul [pdfUputstvo za upotrebu NDIR CO2 modul senzora, NDIR CO2, senzorski modul, modul

Reference

• Uputstvo za upotrebu