Zaloguj
Czujniki stężenia CO2 są standardowo wykorzystywane w wymiennikach powietrza i inteligentnych systemach wentylacji, zarówno w rozwiązaniach przemysłowych, jak i domowych. Odgrywają istotną rolę w monitorowaniu jakości powietrza w pomieszczeniach i dlatego są integrowane w miernikach parametrów powietrza, oczyszczaczach powietrza, inteligentnych termostatach i systemach sterujących ogrzewaniem.
Miniaturowe czujniki od SENSIRION
Firma SENSIRION opracowała czujniki CO2 SCD40 i SCD41, które są obecnie najmniejszymi tego typu komponentami na świecie. Mając wymiary 10,1×10,1×6,5 mm, elementy te są mniejsze niż kostka cukru i łatwe do zastosowania w kompaktowych aplikacjach. Ich wygląd oraz sposób montażu prezentuje fotografia 1.
Pomimo niewielkich rozmiarów oba czujniki mają zintegrowany czujnik temperatury i wilgotności. Szeroki zakres napięcia roboczego, wynoszący od 2,4 do 5,5 V, pozwala zaoszczędzić na dodatkowych komponentach zewnętrznych, takich jak konwerter poziomów napięć. Konstrukcja czujników jest kompatybilna z urządzeniami pick-and-place i gotowa do lutowania rozpływowego (reflow), co oszczędza czas i koszt produkcji.
Parametry czujników SCD40 i SCD41
Podstawowe parametry obu sensorów zostały zestawione w tabeli 1.
Mniejsza dokładność czujnika SCD40, wynosząca ±50 ppm, pozwala na zastosowanie go np. w aplikacjach sygnalizujących poziom stężenia CO2. Model SCD41 działa z lepszą dokładnością ±40 ppm, w szerszym zakresie stężeń i oferuje dodatkowy tryb niskiego poboru mocy. Jest idealnym komponentem do systemów wentylacyjnych dużej dokładności oraz bezprzewodowych czujników systemów IoT zasilanych bateryjnie. Czujniki komunikują się z układem nadrzędnym poprzez interfejs I2C, gdzie przyjmują adres 0x62.
Sposób pomiaru
Ekstremalną miniaturyzację czujników osiągnięto dzięki unikalnej technologii PASens, która opiera się na detekcji wykorzystującej efekt fotoakustyczny. Jest on znany od dawna, ale to firma Sensirion wykorzystała go jako pierwsza w tak małym formacie. Wąskopasmowe światło pasujące do pasm absorpcji cząsteczek CO2 jest emitowane do zamkniętej celi pomiarowej. Cząsteczki CO2 znajdujące się w celi pomiarowej pochłaniają część emitowanego światła. Im więcej cząsteczek, tym pochłaniana jest większa energia. Inne cząsteczki nie pochłaniają emitowanego światła. Zaabsorbowana energia pobudza cząsteczki do oscylacji, co powoduje wzrost ciśnienia w zamkniętej celi pomiarowej (rysunek 1).
Modulacja źródła światła powoduje okresową zmianę ciśnienia w celi pomiarowej, którą mierzy mikrofon. Sygnał z mikrofonu służy jako miara liczby cząsteczek CO2 obecnych w celi pomiarowej. Po odpowiedniej obróbce uwzględniającej temperaturę i wilgotność otrzymywany jest gotowy wynik. Cyrkulacja powietrza w celi pomiarowej odbywa się poprzez specjalny filtr antypyłowy umieszczony na górnej ściance czujnika (fotografia 2).
Zestaw uruchomieniowy
Producent przygotował zestaw uruchomieniowy umożliwiający szybkie rozpoczęcie pomiarów. Czujnik SCD41 zamontowany jest na płytce wyposażonej w standardowe złącza, oznaczonej SEK-SCD41 (fotografia 3).
W połączeniu z adapterem USB typu SEK-SensorBridge (fotografia 4) powstaje kompletne rozwiązanie typu plug-and-play. Dzięki powiązanemu oprogramowaniu udostępnianemu nieodpłatnie przez producenta – dobrze znanego Control Center, można w łatwy sposób rejestrować zmierzone wartości i wyświetlić je bezpośrednio na komputerze.
Czujnik SEK-SCD41 można alternatywnie podłączyć do Arduino lub Raspberry Pi za pomocą dołączonych kabli połączeniowych. Odpowiednie oprogramowanie jest dostępne bezpłatnie na stronie SENSIRION. Trzecią opcją jest przylutowanie płytki rozwojowej SEK-SCD41 do własnej aplikacji i przetestowanie działania czujnika w ten sposób.
Zaopatrzenie i wsparcie
Pierwsze próbki czujników SCD40 i SCD41 są dostępne z magazynu GLYN od początku kwietnia 2021 roku. Dzięki 20-letniemu doświadczeniu w zakresie czujników dystrybutor realizuje program GLYN-SUPPORT. Chętnie odpowie na wszelkie pytania telefonicznie lub mailowo: biuro@glyn.pl.
Dokumentacja czujników dostępna jest pod adresem: https://www.glyn.com/data/media/doc/SCD4x.pdf.
Strona dystrybutora poświęcona omawianym czujnikom dostępna jest pod adresem: https://www.glyn.com/News-Events/Newsletter.
