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1、产品介绍

英飞凌利用其在传感器和MEMS方面的最先进能力开发了一种创新性的二氧化碳(CO2)传感器。通过利用光声光谱(PAS)技术，XENSIV™PAS CO2克服了现有CO2传感器解决方案在尺寸、性能和组装方面的挑战。该传感器采用了非常小型化的模块(14 x 13.8 x 7.5 mm3)，比NDIR同类传感器小4倍，轻3倍。这使得XENSIV™PAS CO2成为世界上最小的真正的二氧化碳传感器，实现了这一精度水平。

XENSIV™PAS CO2包括一个专门的微控制器，它运行先进的补偿算法，提供直接和可靠的真实二氧化碳水平ppm读数。可用的配置选项使该传感器成为市场上最通用的即插即用二氧化碳传感器之一。这些选项包括:专用的ABOC(自动基线偏移校准)、压力补偿、信号报警、采样率和早期测量通知，主要用于功耗管理。

2、主要特点：

外形小巧(14 x 13.8 x 7.5 mm3)；

三种接口选择:UART, I2C, PWM；

精度高(±30 ppm±3%的读数)和健壮的性能；

先进的补偿和自校准算法；

各种配置选项；

工作范围:0 ppm至32000 ppm；

生命周期:10年；

电源电压:****为12.0 V，其他组件为3.3 V；

平均功耗:通常情况下，每分钟测量一次，30mw

3、工作原理：

来自红外光源的光脉冲通过专门调谐到CO2吸收波长(λ = 4.2 μm)的光学滤波器。测量室内的二氧化碳分子吸收滤过的光，导致分子抖动，并在每次脉冲时产生压力波。这被称为光声效应。然后，声音被一个专门为低频工作的声波探测器检测到，微控制器将输出转换为CO2浓度读数。为了提供准确的二氧化碳传感信息，吸收室与外部噪声隔音。

4、工作框图：

XENSIV™PAS CO2传感器模块PCB集成了PAS传感器、微控制器和MOSFET。PAS换能器包括一个具有黑体辐射的专利红外****，它被MOSFET周期性地截断，一个调谐到CO2波长的窄带光学滤波器和英飞凌的MEMS麦克风，它作为一个压力传感器，并优化为低频工作。

5、引脚定义

 XENSIV™ PAS CO2 mini-board描述和应用提示：

特点：

使用标准2.54 mm引脚头轻松连接到应用板。在评估阶段不需要进行再流过程；

访问产品的所有信号和功能；

兼容组合PCB布局，支持回流组件，供以后使用；

兼容XENSIV™PAS CO2 Sensor2Go工具包，方便实验室评估；

注意传感器上边白色圆片是防尘罩，最好不要揭开。

6、接口实现（以IIC为例）:

本次选用的IIC接口，并以此为例进行简单的介绍。

在使用引脚模拟IIC时要注意时序要满足时间。

注意：由于I2C总线系统的布线和配置，SCL和SDA信号线上的端口驱动程序需要在开漏模式下工作。这些线路的高电平必须由一个外部上拉设备保持，在100kbits /s的速度下大约10 kOhm，在400kbits /s的速度下大约2 kOhm。

本设备IIC接口的主要特点：

只能是从机；

IIC时钟频率:100khz和400khz(实际上模拟时候并不确定具体的频率);

7位从地址:0x28；

No CRC；

支持8位寻址模式(7位地址+读写);

支持批量读写(设备自动增加地址);

不支持地址0x00;

7、应用电路举例

在此配置下，设备将以空闲运行模式启动。PWM_DIS引脚上存在内部拉升。/8

8、工作模式

利用位域可以通过串行通信接口对其工作模式进行编程MEAS_CFG.OP_MODE。

传感器模块支持三种工作模式:

空闲模式:设备不执行任何二氧化碳浓度测量。设备一直处于非活动状态，直到它在回到非活动状态之前很快变为活动状态，以便为中断提供服务。

连续模式:在连续模式下，设备周期性触发CO2浓度测量序列。一旦一个测量序列完成，设备回到非活动状态，并自动唤醒进行下一个测量序列。测量周期可编程从5秒到4095秒。

单发模式:在单发模式下，设备触发一次测量序列。在测量序列结束时，设备自动回到空闲模式。

9、数据处理

一旦获得了二氧化碳浓度数据，就可以应用几种后处理方案来利用不同的功能。

1)压力补偿

传感器获得的CO2浓度值取决于外部大气压力。为了补偿这种影响，应用系统可以通过写入特定寄存器(即PRESSREF_H和PRESSREF_L)来提供大气压力值。在测量序列结束时，该装置读取压力值并在将其存储到结果寄存器之前对CO2浓度值进行补偿。

2)自动基线偏移校正

为了纠正设备运行过程中由于老化引起的慢漂移，设备支持自动基线偏移补偿。设备每周运行，计算一个偏移量来校正设备的基线。该装置必须与参考浓度(如新鲜空气在。400 ppm CO2浓度)每周至少30分钟，以确保适当的基线补偿。设备支持不同的补偿配置。ABOC的设定值只能设置在350 ~

1500 ppm之间。

使用不频繁的话，这个应该基本就用不到，出厂都有校准。

3)强制补偿

强制补偿提供了一种加速补偿过程的方法。在强制补偿启用之前，设备应暴露在参考CO2浓度的物理环境中。该装置将使用接下来的3个测量来计算补偿偏移量。用户应确保在此期间持续暴露在参考二氧化碳浓度下。在执行强制补偿方案时，建议每10秒进行一次测量。当完成3个测量序列时，设备自动重新配置，将新计算的偏移量应用于后续的CO2浓度测量结果。

4)报警阈值

该设备可以通过中断配置，以便每次获得新的CO2浓度数据时执行告警阈值检查。在每个测量序列的末尾，计算出的CO2值(在所有适用的偏移补偿之后)与ALARM_TH_H和ALARM_TH_L中的报警值进行比较。如果超过阈值，则置位MEAS_STS.ALARM。这也将引脚INT设置为活动级别，因为配置为警报。通过读取寄存器MEAS_STS.ALARM_CLR清除MEAS_STS.ALARM。

10、寄存器

XENSIVTM PAS CO2开始测量的基本操作：

检查初始化是否正确，可以通过检查传感器状态寄存器来完成。

在开始测量之前，建议检查和设置压力补偿，可以通过外部的压力传感器数据进行写入补偿，寄存器的默认压力设置是1015hpa。

使用连续测量模式时，可以预先在两个测量周期配置寄存器中定义测量周期，注意配置完测量模式后，都会触发测量序列。

通过读取测量状态寄存器，可以检查测量序列是否完成，从而在二氧化碳浓度结果寄存器中是否有新的二氧化碳浓度值可用。

 11、参考驱动文件

 DriveLayer（英飞凌CO2）.zip