Huvi õhukvaliteedi andurite ja lenduvate orgaaniliste ühendite (VOC) tuvastamise vastu on viimastel aastatel märkimisväärselt kasvanud, mida ajendab mure tervise ja heaolu pärast siseruumides. Täpsemalt öeldes on mudelid SGP30 ja CCS811 end kehtestanud koduautomaatika projektide, koduste ilmajaamade, keskkonnaseire ja hariduselektroonika etaloniteks.
Siiski on märkimisväärne puudus kättesaadavast, selgest ja tõeliselt kasulikust teabest, mis selgitaks, võrdleks ja aitaks teil kahe anduri vahel teadlikke valikuid teha.
Selles artiklis pakume teile kõige põhjalikumat, usaldusväärsemat ja ajakohasemat teavet SGP30 ja CCS811 VOC-andurite kohta. Sa avastad, kuidas need töötavad, millised on nende ainulaadsed omadused, praktilised rakendused, kasutusnipid, tehnilised aspektid ja üksikasjad, mida tavalistest poekirjeldustest tavaliselt ei leia. Kui otsite üksikasjalikku juhendit õhukvaliteedi mõõtmise maksimaalseks ärakasutamiseks, on see teie jaoks õige koht...
Miks mõõta lenduvaid orgaanilisi ühendeid ja eCO2 siseruumides?
Lenduvate orgaaniliste ühendite (LOÜ) olemasolu suletud keskkondades on sageli seotud vaipade, mööbli, puhastusvahendite, pliitide, suitsu ja muude majapidamistarvetega. Need ained, kuigi näiliselt kahjutud, võivad pikaajaliselt mõjutada inimeste tervist, põhjustades hingamisprobleeme, allergiaid või peavalu.
eCO2 (süsinikdioksiidi ekvivalent) ja TVOC taseme mõõtmine on oluline ventilatsiooni, õhuvahetuse ja keskkonnamugavuse parandamise kohta otsuste langetamiseks.
Tutvustame SGP30 ja CCS811 andureid
SGP30 ja CCS811 on digitaalsed andurid, mis on võimelised mõõtma lenduvate orgaaniliste ühendite kontsentratsioone ja andma eCO2 hinnangu, hõlbustades siseõhu kvaliteedi jälgimist elektroonika- ja asjade interneti projektides. Mõlemat mudelit toodavad tuntud ettevõtted (Sensirion SGP30 jaoks ja AMS CCS811 jaoks) ning tänu oma digitaalsetele liidestele ühilduvad need praktiliselt iga tänapäevase mikrokontrolleriga.
- SGP30: Täielikult integreeritud mitmepiksline sensor MOX (metalloksiid) tehnoloogiaga ja oma mikrokontrolleriga. Laialdaselt kasutatav oma täpsuse ja integreerimise lihtsuse tõttu.
- CCS811: Digitaalne andur MOX-tehnoloogia ja eCO2 hindamisega, mida kasutatakse laialdaselt väikese energiatarbega süsteemides ning millel on suurepärane hinna ja kvaliteedi suhe.
Toimimine ja aluseks olev tehnoloogia
Mõlemad andurid kasutavad MOX-tehnoloogiat, mis koosneb väikesest kiibist, mis on kaetud metalloksiidmaterjaliga (tavaliselt tinadioksiidiga). Kui õhus olevad lenduvad orgaanilised ühendid puutuvad kokku aktiivse pinnaga, muudavad nad selle elektritakistust, võimaldades järeldada seal leiduvate ühendite kontsentratsiooni.
SGP30 paistab silma mitme andurielemendi integreerimise poolest ühte pakendisse. See annab teile parema võimaluse tuvastada trende ja võrrelda õhukvaliteeti stabiilsemal viisil. CCS811 seevastu kasutab sarnast mõõtmispõhimõtet ja suudab täpselt tagastada TVOC ja eCO2 näidud, kuigi sellel on SGP30-ga võrreldes teatud piirangud.
SGP30 peamised tehnilised omadused
- Täisdigitaalne, I2C ühendus, ühildub 3.3 V ja 5 V pingega.
- Tüüpiline mõõtmistäpsus näidatud väärtuste juures on 15%.
- Suudab tuvastada eCO2 kontsentratsioone vahemikus 0 kuni 60.000 XNUMX ppm.
- TVOC mõõtmine vahemikus 0 kuni 60.000 XNUMX ppb (miljardikosa).
- Ei nõua I2C kella venitamist, hõlbustades suhtlust põhiliste mikrokontrolleritega.
- Sisaldab sisemist mikrokontrollerit mis haldab mõõtmiste etteandmist, arvutamist ja kompenseerimist.
- Võimaldab kalibreerimist teadaolevate allikate põhjal, mis võimaldab pikas perspektiivis saada usaldusväärsemaid väärtusi.
- Pakub niiskuskompensatsiooni näitude peenhäälestamiseks, mis nõuab välist suhtelise õhuniiskuse andurit.
Oluline detail on see, et nii selle anduri kui ka CCS2 eCO811 mõõtmine on hinnang, mis põhineb peamiselt tuvastatud vesiniku (H2) kontsentratsioonil. See tähendab, et see ei ole CO2 otsene mõõtmine, vaid pigem arvutatud väärtus, mida saab kasutada keskkonnatrendide jälgimiseks ja võrdlemiseks, kuid mis ei sobi laborikasutuseks ega täppisuuringuteks.
SGP30 eelised ja rakendused
- Mõõtmise usaldusväärsus ja stabiilsus tänu mitme anduriga arhitektuurile.
- Ideaalne õhukvaliteedi jälgimiseks kodudes, kontorites, kooliruumides, laborites jne.
- Laialdaselt kasutatav kodustes automatiseerimissüsteemides ja isetehtud ilmajaamades.
- Lihtne integreerimine platvormidega nagu Arduino, ESP32, Raspberry Pi ja sarnased.
- Tarkvarateegid on saadaval enamiku keelte jaoks.
- Sisaldab diagrammi, ühendusnäiteid ja tuge tehnilistel platvormidel.
SGP30 ja CCS811 peamised erinevused
Kuigi mõlemal anduril on sama põhiprintsiip, on projektis rakendamisel mõned olulised erinevused, mida meeles pidada:
- SGP30 ei vaja kella venitussignaale., funktsioon, mis lihtsustab oluliselt ühendusi mikrokontrolleritega, mis seda tüüpi sidet ei toeta.
- Stabiilse I811C-ühenduse tagamiseks võib CCS2 puhul olla vaja arvestada täiendavate riistvaraliste kaalutlustega. olenemata sellest, kas kasutate lihtsaid plaate või minimalistlikke süsteeme.
- Täpsuse osas pakuvad mõlemad andurid keskkonnaseire jaoks soovituslikke, kuid usaldusväärseid väärtusi., kusjuures SGP30 on tänu sisemisele mikrokontrollerile stabiilsuse ja kalibreerimise lihtsuse poolest veidi ees.
- Mõlemal juhul arvutatakse eCO2 võrdlusväärtus ja see ei vasta tegelikule CO2 mõõtmisele. sellele gaasile spetsiifiliste optiliste või keemiliste andurite põhjal.
Mõõte- ja kalibreerimisvahemikud
Mõlemad andurid pakuvad detailseid TVOC (miljardikestes) ja eCO2 (miljondikestes) väärtusi. Tüüpiline vahemik mõlema puhul on 0–60.000 1.000, kuigi tüüpilistes kodu- ja kontorikeskkondades registreeritakse TVOC väärtused sageli tunduvalt alla 2 ppb ja eCO400 väärtused jäävad vahemikku 2.000–XNUMX ppm.
Maksimaalse täpsuse saavutamiseks, eriti keskkonnauuringute puhul, on oluline andurit kalibreerida teadaolevate allikate abil. See kalibreerimine kompenseerib anduri tootmisprotsessi ja vananemisega seotud väikeseid kõrvalekaldeid.
Projektide integreerimine ja ühilduvus
Nii SGP30 kui ka CCS811 on integreeritud populaarsete kaubamärkide nagu Adafruit, SparkFun ja teiste arendusplaatidesse, muutes nende integreerimise isetegemisprojektidesse veelgi lihtsamaks. Tavaliselt paigaldatakse need väikestele trükkplaatidele, mis sisaldavad pingeregulaatorit ja loogikamuundurit, võimaldades otseühendust 3.3 V või 5 V mikrokontrolleritega.
Mõlema anduri jaoks on valitud I2C protokoll, mis tagab ühilduvuse peaaegu iga praeguse platvormiga. Lisaks garanteerivad neid ümbritsevad suured kogukonnad kasutusvalmis teeke ja koodinäiteid, aga ka elektroonilisi skeeme ja õppematerjale platvormidel nagu GitHub või Fritzing.
Niiskuse kompenseerimise eelised
Sageli eiratud, kuid väga oluline aspekt on ümbritseva õhuniiskuse mõju lenduvate orgaaniliste ühendite mõõtmistele. Suurima võimaliku täpsuse saavutamiseks võimaldab SGP30 niiskuskompensatsiooni seadistada, saates I2C siini kaudu %RH (suhtelise õhuniiskuse) väärtused.
Sel viisil, kui teil on täiendav niiskusandur, saate mõõtmisi reguleerida ja atmosfääri kõikumistest tingitud vigu minimeerida.
Piirangud ja head kasutustavad
Oluline on meeles pidada, et MOX-andurid, mis sobivad suurepäraselt trendide ja võrdlusanalüüside jaoks, näitavad mõõtmistulemustes teatavat varieeruvust. Seetõttu on kriitiliste kasutusalade puhul vajalik perioodiline kalibreerimine ning kui eesmärk on õhukvaliteedi jälgimine teaduslikul või regulatiivsel tasandil, tuleb kasutada spetsiaalselt CO2 mõõtmiseks mõeldud optilisi andureid.
Enamiku kodu-, haridus- ja keskkonnajuhtimisrakenduste jaoks pakuvad nii SGP30 kui ka CCS811 praktilist, kulutõhusat ja hõlpsasti ligipääsetavat lahendust. Nende energiatarve on minimaalne ja nad saavad töötada ööpäevaringselt minimaalse hooldusvajadusega.
Saadaval olevad dokumendid ja ressursid
Nende andurite üks suuri tugevusi on ulatuslik dokumentatsioon. Alates ühendusjuhenditest ja samm-sammult käsiraamatutest ning näidetest erinevates programmeerimiskeeltes kuni ressurssideni nagu Fritzing või EagleCAD oma trükkplaadi loomiseks. Brändid nagu Adafruit ja SparkFun on teinud kõvasti tööd, et muuta ökosüsteem lihtsamini kasutatavaks, pakkudes õpetusi, tugifoorumeid ja demonstratsioonivideoid.
Arduino, ESP8266, ESP32, MicroPythoni jne jaoks saadaolevad teegid võimaldavad teil andurit praktiliselt esimesest minutist alates ära kasutada, pakkudes näiteid reaalajas mõõtmisest, andmete logimisest ja graafilisest kuvamisest. Kõik see võimaldab nii algajatel kui ka ekspertidel oma projekte kiiresti edasi arendada ilma tehnilistele konfiguratsioonidele liigselt aega investeerimata.
Kellele neid andureid soovitatakse?
Need andurid sobivad ideaalselt elektroonikahuvilistele, tootjatele, õpilastele, õpetajatele ja isegi keskkonnatehnika spetsialistidele, kes otsivad lihtsat lahendust siseõhu kvaliteedi suundumuste ja kõikumiste jälgimiseks. Need sobivad ideaalselt ka siis, kui soovite integreerida häiresüsteemi (näiteks automaatse ventilatsiooni juhtimiseks), salvestada keskkonnaandmeid, läbi viia klassiruumis uuringuid või jälgida kontori atmosfääri.
Tänu oma väikesele suurusele ja kasutusmugavusele saab neid diskreetselt paigaldada kõikjale, alates elektroonikakarbist kuni 3D-prinditud korpuseni. Ja arvestades nende madalat hinda, on teostatav paigaldada mitu andurit kodu, kontori või ettevõtte eri punktidesse, et saada täielik keskkonnakaart.
Ideaalse anduri valimine oma projekti jaoks
Kuigi mõlemad andurid on enamiku projektide jaoks enam kui piisavad, sõltub sobivaima valimine mitmest tegurist:
- Integreerimise lihtsus ja vastupidavus: SGP30-t eelistatakse sageli projektides, kus on vaja maksimaalset töökindlust ja I2C-ga seotud tüsistused pole soovitavad.
- Saadavus ja hind: CCS811 on väga populaarne tänu oma heale hinna ja kvaliteedi suhtele ning turul saadaolevate ühilduvate emaplaatide suurele hulgale.
- Täpsus ja kalibreerimisvajadused: Kui otsite maksimaalset täpsust ja võimalust kompenseerida keskkonnamõjusid, paistab SGP30 silma CCS811-st.
Mõlemad andurid saavad samas süsteemis ideaalselt koos eksisteerida, kasutades ära igaühe tugevusi võrdlevate uuringute või ristvalideerimiste tegemiseks.
Lõppkokkuvõttes on nii SGP30 kui ka CCS811 demokratiseerinud juurdepääsu õhukvaliteedi jälgimisele, hõlbustades projekte, mis mitte ainult ei paranda mugavust, vaid võivad avaldada ka positiivset mõju pikaajalisele tervisele. Selle omaduste, piirangute ja võimaluste mõistmine on selle maksimaalseks ärakasutamiseks võtmetähtsusega ning nüüd on teil kogu vajalik teave, et valida ja integreerida endale kõige sobivam mudel.
