Новый многоцилиндровый металлический оксидный газовый датчик с интерфейсом I2C в небольшом пакете
Sensirion повышает долговечность и повышает надежность благодаря новому сенсору из оксида металла SGP, который предназначен для применения в помещениях с качеством воздуха.
Sensirion, «Sensor Company» и «Эксперты по экологическому зондированию», представили свой новый цифровой, долговременный стабильный многопиксельный датчик SGP30 для применения в помещениях с качеством воздуха. То, что означает аббревиатура «SGP» для «многопиксельных», заимствована из их «многопиксельной платформы», которая, согласно их сайту, «объединяет четыре элемента измерения газа в очень маленький пакет DFN 2, 45 × 2, 45 × 0, 9 мм3 с полностью откалиброванным выходным сигналом качества воздуха ».
Рисунок 1. Информация о пакете SGP30. Изображения предоставлены спецификацией SGP30 (PDF) и брошюрой (PDF)
Пакет, который измеряет 2, 45 мм × 2, 45 мм, действительно очень впечатляюще очень малый пакет, особенно учитывая возможности этого устройства для измерения газа, которое включает в себя обеспечение уровней ЛОС и ТВОК.
ЛОС и ТВОК
Что вы можете спросить, это акронимы ЛОС и ТВОК, и почему они важны? Ну, к счастью, Sensirion предоставил некоторые ответы. «ЛОС» означает «летучие органические соединения», которые исходят из новых продуктов и строительных материалов, таких как новый ковер и мебель, краски и растворители, а также чистящие средства. И согласно Sensirion, общий VOC (или TVOC) "относится к общей концентрации ЛОС, присутствующих одновременно в воздухе"; это быстрый и экономичный способ оценки качества воздуха в помещении. На приведенном ниже рисунке приведены некоторые уровни и рекомендации по ТВОК.
Рисунок 2. Уровни и рекомендации ТВОК. Изображение предоставлено Sensirion (PDF)
К счастью, и, вероятно, не случайно, выходной диапазон SGP30 охватывает все эти уровни ТВОК (см. Рисунок ниже).
Рисунок 3. Диапазон SGP30 TVOC. Изображение предоставлено брошюрой SGP30 (PDF)
Особенности и преимущества SGP30
SGP30 предназначен для очистки воздуха, вентиляции с контролируемой потребностью и различных приложений IoT. Интересно, учитывая его малый размер, долговременную стабильность и цифровой интерфейс, если этот сенсор (или другие подобные ему) найдет свой путь в смартфонах - превратит ваш телефон в нечто вроде трикодера.
И, говоря о долгосрочной стабильности, очевидно, согласно приведенному ниже графику, аналогичные традиционные датчики газа, по-видимому, теряют свою стабильность и точность после нескольких месяцев из-за химического соединения силоксана.
Рисунок 4. Имитированное время работы в помещении, основанное на ускоренных измерениях времени жизни. Изображение предоставлено этим плательщиком SGP (PDF)
Ток питания в режиме измерения
В таблице 3 указано, что ток питания в режиме измерения имеет типичное значение 48, 2 мА, при этом максимальное значение не указывается. Это серьезный ток - весь микроконтроллер может потреблять менее 1 мА при работе с низкой тактовой частотой. Этот датчик может быть предназначен для приложений IoT, но я бы сказал, что он гораздо более подходит для IoT-устройств без батареи.
Кроме того, не упускайте из виду сноску 6, которая гласит: «На входе в режим измерения на 5 мс на V DDH на 20% больше тока». Почему бы просто не перечислить это более высокое текущее требование как максимальный ток? Увеличение на 20% может быть весьма значительным, даже если оно составляет только 5 мс.
Простая реализация
Вообще говоря, я являюсь поклонником частей, которые легко реализовать, и SGP30 является одной из этих частей. Все, что требуется для добавления этой ИС в конструкцию, - это один внешний байпасный конденсатор и два подтягивающих резистора для шины I2C.
Рисунок 5. Типичная схема приложения - требуется только три внешних компонента. Изображение предоставлено таблицей SGP30 (PDF)
Кроме того, Sensirion предоставил (в разделе 8.4 таблицы) ценную информацию, касающуюся посадочной модели IC.
Некоторые документы и области для улучшения
По большей части я считаю, что техническое описание SGP30 и другая вспомогательная документация являются очень полезными и учебными. Однако я считаю интересным, как указано в Таблице 7 (Спецификации синхронизации связи), что минимальная тактовая частота I2C (тактовая частота SCL) равна 0 Гц. В самом деле? Я уверен, что при 0 Гц связи I2C не будет.
Кроме того, было бы полезно, если бы были предоставлены гиперссылки для документов «Инструкции по обработке и сборке SGP» и «Руководство по проектированию для оптимальной интеграции SGP30», оба из которых указаны в разделе 1.3 таблицы данных. Однако это техническое описание обозначено как предварительное, и, возможно, Sensirion все еще разрабатывает изломы в своей документации.
У вас была возможность использовать этот новый датчик газа? Если да, оставьте комментарий и расскажите нам о своем опыте.