SGP30传感器
视频讲解
一、实物图
二、原理图
引脚定义
1.VCC: 电源正极输入口
2.GND: 电源负极输入口
3.SCL: I2C时钟端口
4.SDA: I2C数据端口
三、简介
SGP30是一款环境传感器,由瑞士的Sensirion公司开发。它是一种多功能气体传感器,可以测量室内空气中的二氧化碳(CO2)和挥发性有机化合物(VOCs)浓度。SGP30使用了先进的传感器技术,能够提供准确的空气质量监测数据。它可以应用于室内空气质量监测、智能家居、室内空气净化等领域。
基本原理
SGP30传感器的工作原理基于电化学气体传感技术和光学测量技术。
对于二氧化碳(CO2)浓度的测量,SGP30传感器采用了电化学气体传感技术。它包含一个电化学传感器元件,该元件具有一个氧化物电极和一个参比电极。当空气中的CO2分子进入传感器,并与氧化物电极上的电解质发生反应时,会产生电流变化。通过测量这种电流变化,可以确定CO2浓度的值。
对于挥发性有机化合物(VOCs)浓度的测量,SGP30传感器利用了光学测量技术。它包含一个光敏元件,该元件能够感知特定波长的光线。当空气中的VOCs分子进入传感器,并与传感器内部的氧化剂发生反应时,会产生氧化反应产物。这些产物会吸收特定波长的光线,导致光敏元件接收到的光信号发生变化。通过测量这种光信号的变化,可以确定VOCs浓度的值。
SGP30传感器通过对CO2和VOCs浓度的测量,结合内部的算法和校准数据,可以提供准确的空气质量监测数据。它还具有低功耗、快速响应和长寿命等特点,适用于各种应用场景。
数据范围:
TVOC: 0~60000 ppb
二氧化碳:400~60000ppm
主要特点:
- 多功能传感器:SGP30可以同时测量室内空气中的二氧化碳(CO2)和挥发性有机化合物(VOCs)浓度。这使得它在空气质量监测和室内环境控制方面非常有用。
- 高精度测量:SGP30传感器采用先进的传感器技术,能够提供准确的测量结果。它具有较低的测量误差和良好的重现性,可以满足对精度要求较高的应用。
- 快速响应时间:SGP30传感器具有快速的响应时间,能够迅速检测到空气中的CO2和VOCs浓度变化。这使得它在实时监测和控制环境中非常有效。
- 低功耗设计:SGP30传感器采用低功耗设计,能够在节能模式下工作,减少能源消耗。这对于需要长时间运行的应用非常重要。
- 长寿命:SGP30传感器具有长寿命,能够在持续使用的情况下保持稳定的性能。这使得它在长期监测和控制应用中非常可靠。
- 简单集成:SGP30传感器具有简单的接口和通信协议,易于与其他设备和系统集成。它支持标准的I2C接口,可以方便地与微控制器和其他电子设备连接。
典型应用:
- 室内空气质量监测:SGP30可以监测室内空气中的VOC和CO2浓度,帮助人们了解室内空气的质量,并采取相应的措施来改善室内环境。
- 智能家居系统:SGP30可以集成到智能家居系统中,通过监测室内空气质量,自动调节通风系统、空气净化器等设备,以提供更舒适和健康的居住环境。
- 室内空气净化器:SGP30可以与空气净化器结合使用,根据监测到的VOC和CO2浓度,自动调节净化器的工作模式和风速,以提高净化效果。
- 呼吸器健康监测:SGP30可以用于监测呼吸器设备中的CO2浓度,帮助人们了解呼吸器的工作状态和效果,并及时采取措施进行调整。
- 室内空气质量报警系统:SGP30可以与报警系统结合使用,当监测到室内空气中的VOC或CO2浓度超过安全范围时,系统会发出警报,提醒人们采取相应的措施。
I2C接口
I2C是一种数字双线接口,时钟频率高达3.4M bit/sec。支持I2C标准、快速和高速模式。
SCL和SDA需要一个上拉电阻,典型值是4.7K。这里使用的模块其芯片已经使用了上拉电阻,所以在画原理图时,不需要额外添加上拉电阻。
I2C总线用于控制传感器,从E2PROM读取校准数据。SDA(串行数据)和SCL(串行时钟)具有开漏输出。
I2C协议
I2 c接口协议有特殊的总线信号条件。开始(S)、停止(P)和二进制数据 条件如下图所示。在起始条件下,SCL为高电平,SDA具有下降沿。然后发送从机地址。在7个地址位之后,方向控制位R/W选择读或写操作。当从机识别到它正在被寻址时,应该在第九个SCL (ACK)周期拉低SDA进行应答。 在停止条件下,SCL也为高电平,但SDA有一个上升沿。当SCL为高电平时数据必须在SDA中保持稳定。只有当SCL为低电平时,数据才能在SDA上改变值。
起始条件后,主机发送器件地址写、寄存器地址和控制寄存器数据。当接收到数据时,BMP180每8个数据发送一次确认(ack) 数据位,在最后一个ACK之后,主机发送一个停止条件。
起始地址
左移1位 0xb1
下图是初始化和获取数据的指令
注意
二氧化碳的单位是ppm,TVOC的单位是ppb;
在初始化期间,会一直返回固定值,二氧化碳返回的固定值是400ppm,TVOC返回的固定值是0ppb;
主题授权提示:请在后台主题设置-主题授权-激活主题的正版授权,授权购买:RiTheme官网