[Tìm hiểu] CCS811 cảm biến khí chất lượng không khí

09/08/23

Chuyên mục: Kiến Thức Chung

[Tìm hiểu] CCS811 cảm biến khí chất lượng không khí

CCS811 là một cảm biến chất lượng không khí, phát hiện các loại khí khác nhau có trong không khí mà chúng ta hít thở. Nó có một cảm biến oxit kim loại (MOX) và một bộ vi điều khiển nhỏ.

Cảm biến MOX phát hiện các hợp chất hữu cơ dễ bay hơi và bộ vi điều khiển có bộ chuyển đổi ADC để đọc các giá trị analog và giao thức I²C để đọc giá trị. Cảm biến này có nhiều chế độ điều khiển thực hiện các phép đo sau mỗi 1s, 10s, 60s hoặc thậm chí 250ms.

Sơ đồ chân CCS811

Module cảm biến CCS811 gồm tám chân, trong đó ba chân là chân nguồn. SDA và SCL là các chân logic trong khi ba chân còn lại (WAKE, RST, INT) là các chân điều khiển.

Chân Vin

Bo mạch có một bộ điều chỉnh điện áp, cảm biến và một số thành phần khác. Điện áp hoạt động của cảm biến là 3.3V và dải điện áp DC cho bộ điều chỉnh là 3 đến 5V cấp nguồn cho bo mạch.

Giá trị không giống giá trị của vi điều khiển. Bộ điều chỉnh điện áp được tích hợp bên trong chip chuyển đổi giá trị này thành 3,3V để cảm biến có thể hoạt động.

Bộ điều chỉnh đầu ra 3.3V

Nó là đầu ra của bộ điều chỉnh 3,3V.

GND: Chân nối đất

Chân giao tiếp SPI

Là đường dữ liệu I²C của bộ vi điều khiển bên trong. Một điện trở kéo 10K được nối tại chân này để kéo lên đạt giá trị điện áp một chiều.

Là đường xung nhịp I²C của bộ vi điều khiển bên trong. Cũng giống như chân SDA, các chân này cũng có một điện trở kéo để chuyển mức.

Chân điều khiển

WAKE

Là đầu vào tích cực mức thấp, cảm biến sẽ vào trạng thái ngủ khi được kích mức logic cao hoặc được nối với nguồn điện áp. Nếu bạn muốn giao tiếp với cảm biến thì hãy kết nối chân này với mass nguồn.

Chân reset tích cực mức thấp. Để thiết lập lại IC, hãy nối chân này với mass của nguồn.

INT là chân đầu vào tích cực mức thấp tạo ra các điều kiện ngắt. Nó xác định trạng thái ngắt và cho biết khi nào gói dữ liệu mới sẵn sang gửi.

Các đặc tính của CCS811

Module yêu cầu cung cấp điện áp trong phạm vi từ 3.3V đến 5V để hoạt động.
Nó có một bộ vi điều khiển được tích hợp, 1 kênh giao thức digital I2C và một bộ điều chỉnh điện áp.
Nó đo nồng độ của các hợp chất hữu cơ dễ bay hơi và nồng độ carbon dioxide tương đương trong không khí và đưa ra giá trị tương ứng.
Dải đo CIS từ 400 đến 8192ppm.
Phạm vi đo TVOC từ 0 đến 1187ppb.
Ngoài TVOC và eC, nó còn phát hiện các axit hữu cơ, andehit, xeton, amin thơm và hydrocacbon béo có trong không khí.
Nó có nhiều chế độ xử lý thực hiện các phép đo sau mỗi 1s, 10s, 60s hoặc 250ms.
Module có một điện trở nhiệt NTC đo nhiệt độ.
Có thời gian chu kỳ xử lý rất nhanh.

Ứng dụng của CCS811

Là module cảm biến digital nhỏ gọn và tiết kiệm, tương thích với Arduino và CircuitPython. Bạn có thể sử dụng cảm biến này để theo dõi chất lượng không khí trong nhà.

Nó có thể sử dụng với bo mạch CircuitPython, máy tính, Arduino hoặc bất kỳ vi điều khiển nào khác có yêu cầu nguồn điện 5V DC để hoạt động. Do tuổi thọ pin kéo dài, bạn có thể sử dụng nó trong các thiết bị di động như đồng hồ thông minh, v.v.

Cách sử dụng CCS811

Bây giờ chúng ta sẽ giải thích cách đấu nối của module này với Arduino để hiểu nguyên lý hoạt động của nó. Nếu bạn sử dụng cảm biến này lần đầu tiên sau khi mua, hãy cho cảm biến chạy trong 48 giờ để cảm biến hoạt động ổn định.

Trong 48 giờ đầu tiên, sự thay đổi của điện trở rất cao do đó độ nhạy của nó thay đổi. Sau đó, cho chạy 20 phút ở bất kỳ chế độ nào trước khi sử dụng nó.

Giao tiếp với Arduino

Các kết nối dây rất đơn giản.

Kết nối Vin với nguồn điện 5V vì Arduino cũng hoạt động trên nguồn 5V.
Ngoài ra, kết nối chân GND của module với chân GND của Arduino.
Sau đó, kết nối chân SCL và chân SDA với chân dữ liệu SCL và SDA xung nhịp I2C của Arduino. Và nối đất chân WAKE.

Giao tiếp với Arduino

Ứng dụng CCS811

Nó giám sát chất lượng không khí bằng cách phát hiện và đo nồng độ của các loại khí khác nhau trong không khí trong nhà. Một số công dụng của module này là: