Повезивање гравитационог инфрацрвеног цо2 сензора са ардуином за мерење угљен-диоксида у ппм

Повећана концентрација угљен-диоксида у ваздуху постала је озбиљан проблем. Према извештају НОАА, концентрација озона ЦО2 достигла је 0,0385 процената (385 ппм) и то је највиша количина у 2,1 милион година. То значи да у милион честица ваздуха има 385 честица угљен-диоксида. Овај пораст нивоа ЦО2 лоше је утицао на животну средину и навео нас да се суочимо са ситуацијом попут климатских промена и глобалног загревања. На путевима је инсталирано много уређаја за мерење квалитета ваздуха који одређују ниво ЦО2, али такође можемо да направимо ДИИ уређај за мерење ЦО2 и да га инсталирамо на нашем подручју.

У овом упутству ћемо повезати гравитациони инфрацрвени ЦО2 сензор са Ардуином како бисмо измерили концентрацију ЦО2 у ППМ. Гравитациони инфрацрвени ЦО2 сензор је високо прецизни аналогни ЦО2 сензор. Садржи садржај ЦО2 у опсегу од 0 до 5000 ппм. Такође можете проверити наше претходне пројекте где смо користили сензор за гас МК135, сензор Схарп ГП2И1014АУ0Ф и сензор Нова ПМ СДС011 за израду монитора квалитета ваздуха.

Компоненте потребне

• Ардуино Нано
• Гравитациони инфрацрвени ЦО2 сензор В1.1
• Јумпер Вирес
• 0.96 'СПИ ОЛЕД модул екрана
• Бреадбоард

Гравитацијски инфрацрвени ЦО2 сензор

Гравитацијски инфрацрвени ЦО2 сензор В1.1 је најновији високо прецизни аналогни инфрацрвени ЦО2 сензор који је објавио ДФРобот. Овај сензор заснован је на недисперзивној инфрацрвеној (НДИР) технологији и има добру селективност и зависност без кисеоника. Интегрише температурну компензацију и подржава ДАЦ излаз. Ефективни опсег мерења овог сензора је од 0 до 5000 ппм са тачношћу од ± 50 ппм + 3%. Овај инфрацрвени ЦО2 сензор може се користити у ХВАЦ-у, праћењу квалитета ваздуха у затвореним, индустријским процесима и надзору заштите, пољопривреди и надзору процеса производње стоке.

Исцртавање инфрацрвеног ЦО2 сензора :

Као што је раније поменуто, инфрацрвени ЦО2 сензор долази са 3-пинским конектором. Доња слика и табела показују додељивања пин-ова за инфрацрвени сензор ЦО2:

Пин Но.	Пин Наме	Опис
1	Сигнал	Аналогни излаз (0,4 ~ 2В)
2	ВЦЦ	ВЦЦ (4,5 ~ 5,5 В)
3	ГНД	ГНД

Спецификације и карактеристике инфрацрвеног сензора за ЦО2 :

• Откривање гасова: угљен-диоксид (ЦО2)
• Радни напон: 4,5 ~ 5,5В једносмерне струје
• Време предгревања: 3мин
• Време одзива: 120с
• Радна температура: 0 ~ 50 ℃
• Влажност при раду: 0 ~ 95% РХ (без кондензације)
• Водоотпоран и антикорозиван
• Живот високог циклуса
• Интерференција против водене паре

0.96 'ОЛЕД модул екрана

ОЛЕД (Органске светлеће диоде) је технологија која емитује светлост и направљена је постављањем низа танких органских филмова између два проводника. Кад се на ове филмове примени електрична струја, ствара се јако светло. ОЛЕД-ови користе исту технологију као и телевизори, али имају мање пиксела него на већини наших телевизора.

За овај пројекат користимо монохроматски 7-пински ССД1306 0.96 ”ОЛЕД екран. Може да ради на три различита комуникациона протокола: СПИ 3 Вире мод, СПИ фоур-вире моде, И2Ц моде. Прибадаче и његове функције објашњене су у доњој табели:

Већ смо детаљно обрадили ОЛЕД и његове врсте у претходном чланку.

Пин Наме	Друга имена	Опис
Гнд	Приземље	Осовина уземљења модула
Вдд	Вцц, 5 В	Напајање (3-5В подношљиво)
СЦК	Д0, СЦЛ, ЦЛК	Делује као затик сата. Користи се и за И2Ц и за СПИ
СДА	Д1, МОСИ	Дата пин модула. Користи се и за ИИЦ и за СПИ
ОИЕ	РСТ, РЕСЕТ	Ресетује модул (корисно током СПИ)
ДЦ	А0	Дата Цомманд пин. Користи се за СПИ протокол
ЦС	Цхип Селецт	Корисно када се под СПИ протоколом користи више модула

ОЛЕД спецификације:

• ИЦ управљачког програма ОЛЕД: ССД1306
• Резолуција: 128 к 64
• Визуелни угао:> 160 °
• Улазни напон: 3.3В ~ 6В
• Боја пиксела: плава
• Радна температура: -30 ° Ц ~ 70 ° Ц

Сазнајте више о ОЛЕД-у и његовом повезивању са различитим микроконтролером пратећи везу.

Кружни дијаграм

Кружни дијаграм за повезивање аналогног гравитационог инфрацрвеног ЦО2 сензора за Ардуино дат је у наставку:

Коло је врло једноставно, јер само повезујемо гравитациони инфрацрвени сензор ЦО2 и ОЛЕД дисплеј модул са Ардуино Нано. Инфрацрвени сензор за ЦО2 и модул ОЛЕД екрана напајају се са + 5В и ГНД. Сигнални (аналогни излаз) затик ЦО2 сензора повезан је са А0 пином Ардуино Нано-а. Будући да ОЛЕД модул екрана користи СПИ комуникацију, успоставили смо СПИ комуникацију између ОЛЕД модула и Ардуино Нано-а. Везе су приказане у доњој табели:

С.Но	Пин модула ОЛЕД	Ардуино Пин
1	ГНД	Приземље
2	ВЦЦ	5В
3	Д0	10
4	Д1	9
5	ОИЕ	13
6	ДЦ	11
7	ЦС	12

Након повезивања хардвера према шеми кола, требало би да изгледа отприлике доле:

Ардуино код за мерење концентрације ЦО2

Комплетна шифра овог гравитационо аналогног инфрацрвеног сензора ЦО2 за Ардуино пројекат дата је на крају документа. Овде објашњавамо неке важне делове кода.

Код користи Адафруит_ГФКС , и Адафруит_ССД1306 библиотеке. Ове библиотеке можете преузети из Управитеља библиотека у Ардуино ИДЕ-у и инсталирати их одатле. За то отворите Ардуино ИДЕ и идите на Скица> Укључи библиотеку> Управљање библиотекама . Сада потражите Адафруит ГФКС и инсталирајте Адафруит ГФКС библиотеку компаније Адафруит.

Слично томе, инсталирајте Адафруит ССД1306 библиотеке компаније Адафруит. Инфрацрвени ЦО2 сензор не захтева библиотеку, јер вредности напона читамо директно са аналогног пина Ардуина.

Након инсталирања библиотека у Ардуино ИДЕ, покрените код тако што ћете укључити потребне библиотечке датотеке. Сензору прашине није потребна библиотека, јер се читање узима директно са аналогног пина Ардуина.

#инцлуде #инцлуде #инцлуде

Затим дефинишите ОЛЕД ширину и висину. У овом пројекту користимо 128 × 64 СПИ ОЛЕД екран. Можете да промените СЦРЕЕН_ВИДТХ , и СЦРЕЕН_ХЕИГХТ варијабле према вашем екрану.

#дефине СЦРЕЕН_ВИДТХ 128 #дефине СЦРЕЕН_ХЕИГХТ 64

Затим дефинишите СПИ комуникационе пинове где је повезан ОЛЕД екран.

#дефине ОЛЕД_МОСИ 9 #дефине ОЛЕД_ЦЛК 10 #дефине ОЛЕД_ДЦ 11 #дефине ОЛЕД_ЦС 12 #дефине ОЛЕД_РЕСЕТ 13

Затим креирајте инстанцу приказа Адафруит са ширином и висином дефинисаном раније са СПИ комуникацијским протоколом.

Екран Адафруит_ССД1306 (СЦРЕЕН_ВИДТХ, СЦРЕЕН_ХЕИГХТ, ОЛЕД_МОСИ, ОЛЕД_ЦЛК, ОЛЕД_ДЦ, ОЛЕД_РЕСЕТ, ОЛЕД_ЦС);

Након тога, дефинишите Ардуино пин на који је повезан сензор за ЦО2.

инт сенсорИн = А0;

Сада унутар функције сетуп () , иницијализујте серијски монитор брзином преноса од 9600 у сврхе отклањања грешака. Такође, иницијализујте ОЛЕД екран функцијом бегин () .

Сериал.бегин (9600); дисплаи.бегин (ССД1306_СВИТЦХЦАПВЦЦ); аналогРеференце (ДЕФАУЛТ);

Унутар функције лооп () , прво прочитајте вредности сигнала на аналогном пину Ардуина позивањем функције аналогРеад () . После тога претворите ове вредности аналогног сигнала у вредности напона.

воид лооп () {инт сенсорВалуе = аналогРеад (сенсорИн); пливајући напон = СенсорВалуе * (5000 / 1024.0);

После тога упоредите вредности напона. Ако је напон 0 В, то значи да је дошло до проблема са сензором. Ако је напон већи од 0 В, али мањи од 400 В, то значи да је сензор још увек у процесу предгревања.

иф (напон == 0) {Сериал.принтлн ("Грешка"); } елсе иф (напон <400) {Сериал.принтлн ("предгревање"); }

Ако је напон једнак или већи од 400 В, претворите га у вредности концентрације ЦО2.

елсе {инт напон_разлика = напон-400; концентрација пловка = разлика напона * 50,0 / 16,0;

Након тога, подесите величину и боју текста користећи сетТектСизе () и сетТектЦолор () .

дисплаи.сетТектСизе (1); дисплаи.сетТектЦолор (БЕЛА);

Затим у следећем реду дефинишите позицију на којој почиње текст помоћу методе сетЦурсор (к, и) . И одштампајте вредности ЦО2 на ОЛЕД дисплеју помоћу функције дисплаи.принтлн () .

дисплаи.принтлн ("ЦО2"); дисплаи.сетЦурсор (63,43); дисплаи.принтлн ("(ППМ)"); дисплаи.сетТектСизе (2); дисплаи.сетЦурсор (28,5); дисплаи.принтлн (концентрација);

И у последњем, позовите дисплаи () методу за приказ текста на ОЛЕД дисплеју.

дисплаи.дисплаи (); дисплаи.цлеарДисплаи ();

Испитивање повезивања гравитационог инфрацрвеног сензора ЦО2

Када су хардвер и код спремни, време је да тестирате сензор. За то повежите Ардуино са преносним рачунаром, одаберите плочу и порт и притисните дугме за отпремање. Затим отворите серијски монитор и сачекајте неко време (поступак предгревања), па ћете видети коначне податке.

Вредности ће бити приказане на ОЛЕД дисплеју као што је приказано доле:

Напомена: Пре употребе сензора, оставите да се сензор загрева приближно 24 сата како би добио тачне вредности ППМ. Када сам први пут напајао сензор, излазна концентрација ЦО2 била је 1500 ППМ до 1700 ППМ, а након 24-сатног процеса загревања, излазна концентрација ЦО2 се смањила на 450 ППМ до 500 ППМ, што су тачне вредности ППМ. Зато је потребно калибрисати сензор пре него што га употребите за мерење концентрације ЦО2.

Тако се инфрацрвени ЦО2 сензор може користити за мерење тачне концентрације ЦО2 у ваздуху. Комплетни код и радни видео дати су у наставку. Ако сумњате, оставите их у одељку за коментаре или користите техничку помоћ на нашим форумима.