探索XENSIV? PAS CO2 1.5傳感器:高精度二氧化碳檢測的新選擇
作為電子工程師,我們一直在尋找性能卓越、功能強大的傳感器來滿足各種設(shè)計需求。今天,我要為大家介紹一款來自英飛凌的二氧化碳傳感器——XENSIV? PAS CO2 1.5,它在二氧化碳檢測領(lǐng)域展現(xiàn)出了獨特的優(yōu)勢。
文件下載:Infineon Technologies XENSIV? PAS CO2 5V傳感器.pdf
傳感器概述
英飛凌憑借在傳感器和MEMS技術(shù)方面的深厚知識,開發(fā)出了這款具有創(chuàng)新性的二氧化碳?xì)怏w傳感器。XENSIV? PAS CO2 1.5將NDIR技術(shù)與英飛凌的高信噪比MEMS麥克風(fēng)相結(jié)合,在極小的尺寸下實現(xiàn)了最先進的精度。它基于光聲光譜(PAS)原理工作,傳感器腔內(nèi)的二氧化碳分子吸收紅外光,產(chǎn)生微小的壓力變化,這些變化被聲學(xué)探測器檢測到。通過集成的微控制器,二氧化碳濃度以直接的ppm讀數(shù)形式輸出,保證了高精度的二氧化碳測量。
關(guān)鍵特性剖析
1. 廣泛的測量范圍
該傳感器的測量范圍為0 ppm至32000 ppm,能夠滿足多種應(yīng)用場景下對二氧化碳濃度的檢測需求。無論是在室內(nèi)空氣質(zhì)量監(jiān)測,還是在工業(yè)環(huán)境中,都能準(zhǔn)確測量二氧化碳濃度。
2. 高精度測量
在400 ppm至3000 ppm的范圍內(nèi),其精度可達± 50 ppm ± 5%的讀數(shù)。這種高精度的測量對于對空氣質(zhì)量要求較高的場所,如辦公室、學(xué)校、醫(yī)院等,至關(guān)重要。它能夠及時準(zhǔn)確地反映室內(nèi)二氧化碳濃度的變化,為改善室內(nèi)空氣質(zhì)量提供可靠的數(shù)據(jù)支持。
3. 長使用壽命
對于室內(nèi)應(yīng)用場景,該傳感器的使用壽命可達10年。這意味著在長期使用過程中,無需頻繁更換傳感器,降低了維護成本和設(shè)備停機時間。
4. 豐富的接口類型
支持I2C、UART和PWM接口,方便與各種微控制器和系統(tǒng)進行連接。工程師可以根據(jù)具體的設(shè)計需求選擇合適的接口,實現(xiàn)傳感器與其他設(shè)備的通信。
5. 小巧的封裝尺寸
其封裝尺寸僅為13.8 × 14 × 7.5 mm3,非常適合對空間要求較高的應(yīng)用。在一些小型設(shè)備或嵌入式系統(tǒng)中,能夠輕松集成該傳感器,而不會占用過多的空間。
潛在應(yīng)用領(lǐng)域
由于其高精度、緊湊的尺寸和SMD(表面貼裝器件)能力,XENSIV? PAS CO2 1.5傳感器在市場上的室內(nèi)空氣質(zhì)量監(jiān)測解決方案中具有眾多潛在應(yīng)用:
1. HVAC系統(tǒng)
在供暖、通風(fēng)和空調(diào)系統(tǒng)中,該傳感器可以實時監(jiān)測室內(nèi)二氧化碳濃度,根據(jù)濃度變化自動調(diào)節(jié)通風(fēng)量,實現(xiàn)節(jié)能和提高室內(nèi)舒適度的目的。
2. 家用電器
如空氣凈化器、新風(fēng)系統(tǒng)等,通過檢測室內(nèi)二氧化碳濃度,自動調(diào)整運行模式,提高空氣凈化效果。
3. 智能家居物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備
與智能家居系統(tǒng)集成,實現(xiàn)對室內(nèi)空氣質(zhì)量的實時監(jiān)測和遠(yuǎn)程控制。用戶可以通過手機APP隨時了解室內(nèi)二氧化碳濃度,并根據(jù)需要進行相應(yīng)的操作。
4. 農(nóng)業(yè)/溫室
在溫室環(huán)境中,準(zhǔn)確監(jiān)測二氧化碳濃度對于植物的生長至關(guān)重要。該傳感器可以幫助農(nóng)民及時調(diào)整二氧化碳施肥量,提高作物產(chǎn)量和質(zhì)量。
5. 車內(nèi)空氣質(zhì)量監(jiān)測單元
在汽車內(nèi)部,監(jiān)測二氧化碳濃度可以提醒駕駛員及時通風(fēng),提高駕駛安全性和舒適性。
技術(shù)參數(shù)詳解
1. 工作范圍
| 參數(shù) | 符號 | 最小值 | 典型值 | 最大值 | 單位 | 備注或測試條件 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| CO?測量范圍 | Cco2 | 0 | 32000 | ppm | 功能測量范圍 | |
| 環(huán)境溫度 | Tamb | 0 | 50 | ℃ | ||
| 相對濕度 | rH | 0 | 85 | % | 非冷凝 | |
| 壓力 | p | 750 | 1013 | 1150 | hPa | |
| 電源電壓(3.3V) | VDD3.3 | 3 | 3.3 | 3.6 | V | |
| 電源電壓(5V) | VDD5 | 4.45 | 5 | 5.5 | V | |
| 使用壽命 | Tife | 10 | 年 | 取決于任務(wù)配置文件 |
2. 存儲條件
| 存儲條件為干燥包裝,即包裝、抽真空、使用干燥劑和濕度指示卡密封在防潮袋中。 | 參數(shù) | 符號 | 最小值 | 典型值 | 最大值 | 單位 | 備注或測試條件 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 存儲溫度 | Tstorage | 5 | 40 | ℃ | <90% r.H. | ||
| 存儲時間 | tstorage | 3 | 年 | ||||
| 運輸過程中的存儲溫度 | Tstorage_trasport | -20 | 60 | ℃ | |||
| 運輸過程中的存儲時間 | tstorage_transport | 10 | 天 |
3. 時序特性
| 參數(shù) | 符號 | 最小值 | 典型值 | 最大值 | 單位 | 備注或測試條件 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 采樣時間 | Tsampling | 60 | 4095 | s | ||
| 傳感器準(zhǔn)備時間 | Tsensor_rdy | 1 | s | |||
| 早期通知時間 | Tearly_noti | 2 | s | 僅適用于連續(xù)運行模式 | ||
| I2C時鐘頻率 | fizc | 100 | kHz | |||
| 400 | ||||||
| PWM頻率 | fpwm | 80 | Hz | |||
| UART波特率 | fbaud | 9.6 | kbps |
4. 絕對最大額定值
| 參數(shù) | 符號 | 最小值 | 典型值 | 最大值 | 單位 | 備注或測試條件 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| MSL等級 | MSL | 3 | ||||
| 最大環(huán)境溫度 | Tamb_max | -10 | 60 | ℃ | ||
| 最大相對濕度 | rHmax | 0 | 95 | % | ||
| 5V電源電壓 | VvDD5 | 4.45 | 5.5 | V | ||
| 3.3V電源電壓 | VvDD3.3 | 3.0 | 3.6 | V | ||
| 回流溫度 | Tr | 245 | ℃ | JEDEC J - STD - 020E | ||
| ESD人體模式 | VESD_HBM | -2 | 2 | kV | HBM(JS001) | |
| ESD電荷放電模型 | VESD_CDM | 500 | V | CDM(JS002) |
需要注意的是,超過“絕對最大額定值”的應(yīng)力可能會對設(shè)備造成永久性損壞,長時間暴露在絕對最大額定值條件下可能會影響設(shè)備的可靠性。
5. 電流額定值和功耗
| 在特定的工作條件下(VDD3.3 = 3.3V,VDD5 = 5V,Tamb = 25°C,% rH = 30%,p = 1013 hPa),傳感器的電流額定值和功耗如下: | 參數(shù) | 符號 | 引腳 | 最小值 | 典型值 | 最大值 | 單位 | 備注或測試條件 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 峰值電流(5V) | Ipeak5 | VDD5 | 265 | 290 | mA | |||
| 峰值電流(3.3V) | lpeak3.3 | VDD3.3 | 10 | mA | ||||
| 平均電流(5V) | lavg5 | VDD5 | 1 | mA | 1次測量/分鐘 | |||
| 平均電流(3.3V) | Iavg3.3 | VDD3.3 | 10 | mA | 1次測量/分鐘 | |||
| 平均功率 | Pavg | 30 | mW | 1次測量/分鐘 |
功耗可以進一步優(yōu)化,更多細(xì)節(jié)可參考產(chǎn)品網(wǎng)頁上的應(yīng)用筆記部分。
6. 二氧化碳傳輸函數(shù)
| 參數(shù) | 符號 | 最小值 | 典型值 | 最大值 | 單位 | 備注或測試條件 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 精度 | Acc | -50 ppm - 5%的讀數(shù) | +50 ppm + 5%的讀數(shù) | ppm | Ccoz: 400 - 3000 ppm | |
| 響應(yīng)時間 | T63 | 55 | s | |||
| 重復(fù)性 | R | 10 | ppm | |||
| 壓力穩(wěn)定性 | Perror | 0 | %/hPa | 具有壓力補償功能 | ||
| 聲學(xué)穩(wěn)定性 | SPLeror | 3 | 6 | 15 | ppm | 高達94 dB的100 Hz至10 kHz的粉紅噪聲 |
精度通過認(rèn)證的校準(zhǔn)氣體混合物和高精度參考傳感器進行驗證,需要考慮校準(zhǔn)氣體混合物中±2%的不確定性。由于組裝或其他惡劣環(huán)境影響導(dǎo)致的精度臨時偏差,可以使用強制校準(zhǔn)方案(FCS)或自動基線偏移校正(ABOC)進行校正。
總結(jié)
XENSIV? PAS CO2 1.5傳感器以其高精度、小巧尺寸、長壽命和豐富接口等優(yōu)勢,成為室內(nèi)空氣質(zhì)量監(jiān)測領(lǐng)域的理想選擇。在實際設(shè)計中,電子工程師需要根據(jù)具體的應(yīng)用場景和需求,綜合考慮傳感器的各項特性和參數(shù),合理選擇和使用該傳感器。同時,要注意遵守產(chǎn)品文檔中的重要通知和警告,確保設(shè)備的正常運行和可靠性。你在使用類似傳感器的過程中,遇到過哪些問題或有什么獨特的應(yīng)用經(jīng)驗?zāi)??歡迎在評論區(qū)分享交流。
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