“SGP40 VOC Sensor”的版本间的差异
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CRC即循环冗余校验码(Cyclic Redundancy Check):是数据通信领域中最常用的一种查错校验码,其特征是信息字段和校验字段的长度可以任意选定。循环冗余检查(CRC)是一种数据传输检错功能,对数据进行多项式计算,并将得到的结果附在帧的后面,接收设备也执行类似的算法,以保证数据传输的正确性和完整性。 | CRC即循环冗余校验码(Cyclic Redundancy Check):是数据通信领域中最常用的一种查错校验码,其特征是信息字段和校验字段的长度可以任意选定。循环冗余检查(CRC)是一种数据传输检错功能,对数据进行多项式计算,并将得到的结果附在帧的后面,接收设备也执行类似的算法,以保证数据传输的正确性和完整性。 | ||
− | SGP40采用的是CRC-8/MAXIM校验码计算,即多项式x^8 + x^5 + x^4 + | + | SGP40采用的是CRC-8/MAXIM校验码计算,即多项式x^8 + x^5 + x^4 + 1的计算结果;<br /> |
+ | 程序上进行了简化,使用的查表法。<br /> | ||
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2021年7月12日 (一) 01:34的版本
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产品概述
SGP40 VOC Sensor 是一款搭载 SGP40 的数字 VOC (挥发性有机化合物)气体传感器扩展板,可用于空气质量检测,如,检测空气中的燃煤、天然气排放物;吸烟和烹调等烟雾;建筑活动,装饰材料、家具和家用电器等的排放物,并生成数字信号触发空气处理设备。SGP40 VOC Sensor 体积小巧,可轻松集成到空气处理设备或空气质量监测器当中,是学习空气质量检测功能的理想选择。
产品特性
- 采用 SGP40,可测量环境 0 ~ 1000 ppm 乙醇当量
- 具有湿度补偿和低热量散发功能,在各种环境下均具有优异的性能
- 数字 I2C 接口输出,不易受到干扰
- 板载电平转换电路,可兼容 3.3V/5V 的工作电平
- 提供完善的配套资料手册 (Raspberry/Arduino/STM32 示例程序和用户手册等)
产品参数
- 工作电压: 3.3V/5V
- 有效量程: 0~1000 ppm 乙醇当量
- 传感器: SGP40
- 启动时间: 3.3V/5V
- 响应时间 : < 10s (tau 63 %)
- 通信接口: I2C (固定地址:0x59)
- 产品尺寸: 27 × 20mm
- 固定孔径: 2.0mm
接口说明
- 引脚功能
引脚号 | 标识 | 管脚描述 |
1 | VCC | 3.3V/5V电源正 |
2 | GND | 电源地 |
3 | SDA | I2C数据线 |
4 | SCL | I2C时钟线 |
硬件说明
芯片
本产品采用Sensirion 的SGP40 气体传感器,设计用于轻松集成到空气净化器或需求控制的通风系统中。 Sensirion 的 CMOSens® 技术在单芯片上提供完整、易于使用的传感器系统,具有数字 I2C 接口和温控微加热板,提供基于 VOC 的湿度补偿室内空气质量信号。 Sensirion 强大的 VOC 算法可以直接处理输出信号,将原始信号转换为 VOC 指数,作为衡量室内空气质量的可靠指标。 VOC 算法会自动适应传感器所处的环境,传感元件和 VOC 算法均具有无与伦比的稳健性,可抵御现实世界应用中存在的污染气体,从而实现独特的长期稳定性以及低漂移和设备间差异。
通信协议
SGP40使用的是I2C通信,I2C 通信,一条数据线,一条时钟线。正常 I2C 总线在传送数据过程中共有三种类型信号:开始信号、结束信号和应答信号,如下图:
开始信号:SCL 为高电平时, SDA 由高电平向低电平跳变,开始传送数据。
结束信号:SCL 为高电平时, SDA 由低电平向高电平跳变,结束传送数据。
应答信号:接收数据的 IC 在接收到 8bit 数据后,向发送数据的 IC 发出特定的低电平脉冲,表示已收到数据。
- SGP40的I2C数据读写操作
如上图可知,SGP40的数据发送都是16位的地址,且发送的16位数据后需要跟一位CRC-8/MAXIM校验码。
CRC校验码
CRC即循环冗余校验码(Cyclic Redundancy Check):是数据通信领域中最常用的一种查错校验码,其特征是信息字段和校验字段的长度可以任意选定。循环冗余检查(CRC)是一种数据传输检错功能,对数据进行多项式计算,并将得到的结果附在帧的后面,接收设备也执行类似的算法,以保证数据传输的正确性和完整性。
SGP40采用的是CRC-8/MAXIM校验码计算,即多项式x^8 + x^5 + x^4 + 1的计算结果;
程序上进行了简化,使用的查表法。
Arduino
本例程在Arduino UNO上测试,如使用了其他型号的Arduino,请注意相关引脚连接是否正确
硬件连接
安装编译软件(windows教程)
验证程序
在产品百科界面下载程序,然后解压。Arduino程序位于 ~/Arduino/… 把Arduino目录下的文件夹Waveshare_AS7341复制到Arduino安装目录的libraries下,一般是
C:\Users\XXX\Documents\Arduino\libraries 或者 C:\Program Files (x86)\Arduino\libraries
打开Arduino IDE: 点击 文件(flie)->示例(example) 加载库,查看是否有Waveshare_AS7341选项,若有说明库导入成功,打开example中的ino工程文件,如图所示:
开发板选择相应的型号,选择相应的COM口,编译程序,下载到UNO上,打开串口监视器
实验现象:
STM32
本例程在NUCLEO-F103RB(芯片型号STM32RBT6)及 OpenH743I-C(芯片型号STM32H743IIT6)上验证通过,如需移植,请注意相关配置及连接方式
硬件连接
AS7341 Spectral Color Sensor | XNUCLEO-F103RB |
VCC | 3.3V/5V |
GND | GND |
SDA | SDA/D14/PB9 |
SCL | SCL/D15/PB8 |
INT | D8/PA9 |
GPIO | - |
与OpenH743I-C 的连接:
AS7341 Spectral Color Sensor | OpenH743I-C |
VCC | 3.3V/5V |
GND | GND |
SDA | PD13(I2C4 SDA) |
SCL | PD12(I2C4 SCL) |
INT | PD11 |
GPIO | - |
Raspberry Pi
本例程使用的是Raspberry Pi 3 Model B,提供BCM2835、WiringPi、文件IO、RPI(Python)库例程
硬件连接
AS7341 Spectral Color Sensorr | 树莓派(BCM) |
VCC | 3.3V/5V |
GND | GND |
SDA | SDA(2) |
SCL | SCL(3) |
INT | 4 |
GPIO | - |
树莓派使用
开启I2C接口
- 在终端执行:
sudo raspi-config #选择 Interfacing Options -> I2C ->yes 启动 i2C 内核驱动
- 然后重启树莓派
sudo reboot
安装库
- 安装BCM2835,打开树莓派终端,并运行下指令
wget http://www.airspayce.com/mikem/bcm2835/bcm2835-1.60.tar.gz tar zxvf bcm2835-1.60.tar.gz cd bcm2835-1.60/ sudo ./configure sudo make sudo make check sudo make install
- 安装wiringpi
sudo apt-get install wiringpi #对于树莓派4B可能需要进行升级: cd /tmp wget https://project-downloads.drogon.net/wiringpi-latest.deb sudo dpkg -i wiringpi-latest.deb gpio -v
下载并运行测试例程
sudo apt-get install p7zip-full wget https://www.waveshare.net/w/upload/b/b3/AS7341_Spectral_Color_Sensor_code.7z 7z x AS7341_Spectral_Color_Sensor_code.7z -r -o./AS7341_Spectral_Color_Sensor_code sudo chmod 777 -R AS7341_Spectral_Color_Sensor_code
C程序
cd AS7341_Spectral_Color_Sensor_code/AS7341_Spectral_Color_Sensor_code/RaspberryPi/c make clean make
执行
sudo ./main data
来验证测试程序
- 注意:这里的data可换为flicker、syns、int、pinint、clear以验证不同的测试程序,其含义在代码中均有解释
python程序
cd cd AS7341_Spectral_Color_Sensor_code/AS7341_Spectral_Color_Sensor_code/RaspberryPi/python/examples
执行
sudo python data.py
来验证测试程序
- 注意:这里的data可换为flicker、syns、int、pinint、clear以验证不同的测试程序,其含义在代码中均有解释
程序说明
所有测试程序的功能及需要注意的地方已在Arduino教程中介绍过,同样的,当执行sudo ./main syns 或 python syns.py时,需要给GPIO口上拉再下拉产生一个下降沿信号,可将GPIO脚接到短暂的接触高电平引脚再放开以此来产生一个下降沿信号
请检查硬件连接是否OK,尤其是SDA和SCL的线序不要搞反,并将传感器断电后重新接上并重新运行程序