红外CO2传感器使用说明

红外CO2传感器使用说明书V1.0目录1．概述.............................................................................22．技术参数......................................................................33．结构尺寸图...................................................................44．信号输出......................................................................55．校准.............................................................................86．安装说明....................................................................117．维护保养应注意的事项..................................................111．概述KSD-102是一款基于NDIR红外吸收原理的气体检测模组，适合检测室温条件下气体环境中的二氧化碳浓度。KSD-102采用专利设计的光学腔体、进口的光源和双通道探测器，实现了空间上双光路参比补偿。SKA-202具有很好的选择性，无氧气依赖性，寿命长。KSD102具有UART、IIC数字输出、模拟电压输出以及PWM频率输出方式，方便客户选择应用；SKA-202提供给客户零点校准、灵敏度校准和清洁空气校准命令，并且提供客户一个手动校准的MCDL管脚，方便客户在使用室外自由流动清洁空气对传感器模组进行相对零点校准；KSD-102体积小适合安装在便携式仪器中使用；KSD-102采用对流式扩散方式，气体交换速度快，模组响应时间快。KSD-102可广泛应用于暖通制冷与室内空气质量监测、农业及畜牧业生产过程监控以及农产品储藏状态监控、可安装于家庭网络、通风系统、控制器、壁挂使用、机器人、汽车等应用场合，也可应用于其它装置控制空气质量或者缺氧监控。2．技术参数工作条件描述符号数值单位储存温度Tstg-20to80C操作温度TA-10to+50C操作湿度HA0to90%RH操作压力PA0.8to1.2ATM电气特征描述符号最小典型最大单位供电Vs4.555.5V光源电流Iavg506070mA频率F0.20.331Hz预热twarm90120180sec性能特征描述最小典型最大单位探测范围20001000050000ppm测量精度±20ppm±5%真值±50ppm±5%真值±300ppm±5%真值ppmT90扩散-2040秒重复性零点±50ppm50%FS-±5%测量值-温度系数(0~50C)零点-±2-100ppm/C50%FS-±1-%测量值/C寿命3510年3．结构尺寸图4．信号输出信号输出：模拟电压输出，IIC输出，UART输出，PWM输出。接口定义：PIN编号功能说明1/3+5VVCC2/4/9GND5TTLRXD(3.3V)6TTLTXD(3.3V)7I2CSCL(3.3V)8I2CSDA(3.3V)10模拟输出（0~3.3V）11/12保留13清洁空气相对校准功能管脚，手动校准14PWM输出注：当模块为冷启动时，预热时间不小于2分钟4.1模拟电压输出DAC输出电压范围（0V~3.3V），对应气体浓度（0~100%FS），输出范围和对应关系都可以根据用户需要程序调整。4.2IIC输出模块工作于IIC的从机模式，可以与外部的MCU相联，内部含上拉电阻。模块器件从机地址是：0x31从机地址格式：BIT7BIT6BIT5BIT4BIT3BIT2BIT1BIT00110001R/WBitR/WBit:Read=1/Write=0模块的写操作地址是：0x62，读操作地址是：0x63。主机发送时序：1）发送开始信号2）发送地址写（从机地址+R/WBit(0)=0x62）和检查应答3）发送读命令（ASCII‘R’:0x52)）和检查应答4）发送停止信号5）发送开始信号6）发送地址读（从机地址+R/WBit(1)=0x63）和检查应答7）从模块读7个字节并发送应答CO2浓度保留保留保留保留0x08浓度高字节浓度低字节0x000x000x000x008）发送停止信号4.3UART通讯波特率：38400bps，8位数据，1位停止位，无校验位数据为ASCII输出，每帧数据字节数不固定，32开头，\r\n结尾分为主动上传和问答式2种方式，客户自选。4.3.1传感器主动上传浓度值，数据ASCII码形式输出，格式如下:3232xxXxx32ppm\r\n其中32为空格的ASCII码，输出以换行符结尾例如：输出12345ppm格式如下：12345ppm0x20,0x20,0x31,0x32,0x33,0x34,0x35,0x20,0x70,0x70,0x6d,4.3.2问答式（自动上传和问答式输出选择一种方式，默认是主动上传）发送16进制：235237363521返回3232xxxxx32ppm\r\n其中32为空格的ASCII码，输出以换行符结尾4.4PWM输出管脚14为PWM波形输出，定义如下CO2浓度输出范围：0ppmto50000ppmCO2周期：1001ms±5%周期起始段高电平输出:0.5ms(名义上)中部周期:1000.0ms±2%周期结束段低电平输出:0.5ms(名义上)如何通过PWM获得当前CO2浓度值的计算公式：Cppm=50000×（TH-0.5ms）/(TH+TL-1ms)，其中：Cppm为通过计算得到的CO2浓度值，单位为ppm；TH为一个输出周期中输出为高电平的时间；TL为一个输出周期中输出为低电平的时间；PWM输出图示5．校准5.1氮气中绝对零点校准STACommandCheckSumEND0x230x570x310x360x360x21STA：0x23表示命令开始Command：0x570x31命令状态：0x57，表示写；命令代码：0x31，表示在纯氮气中进行零点校准。CheckSum：0x360x36校验值：CheckSum为除STA和END之1001ms0.5ms0.52ms0ppm0.5ms0.52ms0.54ms0.54ms999.5ms1000.0ms1000.5ms0.5ms1ppm2ppm49950ppm49975ppm50000ppm1001ms外的所有数据异或值的ASCII码END:0x21表示命令结束零点校准命令在通氮气5分钟后发送。5.2灵敏度SPAN点校准STACommandGasCctnCheckSumEND0x230x570x32GC1GC2GC3GC4GC5HL0x21STA：0x23表示命令开始Command：0x570x31命令状态：0x57，表示写；命令代码：0x32，表示在进行SPAN点校准。GasCctn：表示通入标气的浓度值，单位是ppm，比如：标气浓度为5335ppm，进行灵敏度校准，此时GasCctn中的数据为5335的ASCII码，即0x30,0x35,0x33,0x33,0x35。命令形式如下：STACommandGasCctnCheckSumEND0x230x570x320x300x350x330x330x350x350x350x21CheckSum：0x350x35校验值：CheckSum为除STA和END之外的所有数据异或值的ASCII码END:0x21表示命令结束SPAN校准命令在通标气5分钟后发送。5.3空气中手动校准当传感器在清洁的空气中放置，输出浓度值稳定时，输出浓度值与实际浓度值有较大偏差（比如：客户认为当前的实际浓度值为500ppm左右，而测量值是1000ppm）时可以使用手动校准功能，把当前值校准为程序中默认的420ppm。使用方法：把Pad11（即：A/MCDL）脚接地5s以上，则当前测量值即为420ppm。注意：校准时不要正对传感器进气孔呼气，否则会出现校准偏差较大5.4命令字校准清洁空气校准命令或者叫单点校准，校准点可以任意一个浓度，单位是ppm。命令是由16进制数组成，格式：2357353X3X3X3X3XYYYY21235735是该命令的开头，23表示命令，57表示写入，35表示清洁空气校准；21是命令结尾。3X3X3X3X3X的XXXXX是表示任意浓度，单位是ppm比如517ppm，那么这部分应该写成3030353137，89321ppm，就写成3839333231表示YYYY是除了开头的23和结尾的21，其余所有57353X3X3X3X3X异或运算结果的ASCII码，比如350ppm的异或结果是54，对应的ASCII码为3534那么YYYY部分就写成3534举例如下2357353030333030353121空气300ppm2357353030333530353421空气350ppm2357353030333830353921空气380ppm2357353030343030353621空气400ppm2357353030343230353421空气420ppm2357353030343530363321空气450ppm2357353030363030353421空气600ppm注意：校准时不要正对传感器进气孔呼气，否则会出现校准偏差较大。6．安装说明7．维护保养应注意的事项传感器应定期校准，建议不大于3个月，若开启自动校准长期运行侧不需校准不要在粉尘密度大的环境长期使用传感器。请在传感器供电范围内使用传感器。8．订购说明为了能购买所需具体规格要求，请提供以下信息1）传感器名称2）传感器量程3）传感器测量精度比如SW2025000ppm±50ppm±5%读数