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TUhjnbcbe - 2021/6/28 21:35:00
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随着科技的进步,人们的生活日新月异,近乎每天都会有不同的科技产品走入人们的世界,但是在科技进步与技术改革的背后,环境保护逐渐地进入人们的视线,工厂的自动化生产,汽车的尾气排放,化石燃料的燃烧,无时无刻不在影响着我们的生活。如南极的臭氧空洞,大城市的雾霾无一不在向我们预示着空气的重要性。空气的质量与我们的生活息息相关,而作为一个工程师该怎样去了解室外空气的状态呢?答案就是本期的主题,来自IDT的一款室外空气质量传感器评估套件ZMOD-EVK。简单的来说一下IDT,IDT公司主要致力于为推动全球网络智能信息包处理提供专用通信集成电路产品。年3月30日,瑞萨电子完成了对IDT的收购,基于两家公司互补的产品线开始进行布局,打造更全面的应用解决方案。因此,ZMOD-EVK是瑞萨半导体的产品方案。ZMOD-EVK室外空气质量评估套件是为瑞萨ZMOD室外空气质量传感器模块而搭建的评估套件,ZMOD室外空气质量传感器可以用于反馈空气质量指数(AQI)。其主要的原理是通过室外空气流经传感器后,通过特定的微机电系统将空气的质量反馈成电阻,再通过相应的算法计算出当前环境下的空气质量,过程中主要应用了最新的混合金属氧化物技术来实现气到电转换,进而实现对微气体的快速并准确的检测,配合MEMS(微机电系统)形成单芯片,高灵敏度,高稳定性的空气质量传感器。使用USB连接线于电脑相连接,就可以在WindowsPC的软件端上轻松获得室外空气的质量监测。根据美国环境保护署的标准化室外空气评级标准,将传感器测量出的氮氧化物(NOx)和臭氧(O3)的测量浓度与标准进行比较,即可以得出当前的室外空气质量。相较于其他的空气质量检测设备来说瑞萨ZMOD-EVK有着更加明显的优势,首先由于使用混合金属氧化物技术,配合MEMS实现小体积,单芯片的空气质量检测方案,经过15年的可靠性测试,传感器依然稳定运行。混合金属氧化物技术还带了灵敏度的提升和避免了环境硅氧烷的污染。瑞萨ZMOD出厂时均经过精密且严谨的校准,每个传感器均由规定浓度的二氧化氮进行校准,即使是不同批次的产品也拥有稳定一致的性能。测评视频(截图):该是正主ZMOD-EVK室外空气质量传感器的套件登场的时候了。由三部分组成,一根MicroUSB线(长度2米以上),一块GassensorZMOD传感器板,以及一块HiComV3.0的连接板,整体的思路就是通过将传感器板插在HiCom连接板上,在通过USB线与电脑主机相连接,这样就完成了整个评估套件的搭建。下面我们来简单的看下板卡的组成结构。那么我们来看Sensor板,GassensorZMOD传感器板的结构十分简单,主要的器件只有3个,ZMOD传感器,一颗去耦电容,一个防呆的牛角座接插件。也正是这样简单的套件居然可以完成空气质量的采样,这也是得益于MEMS(微机电系统)的发展,将复杂的空气质量评估系统封装在3.0×3.0×0.7mm这样小结构里。14PIN的接口定义如下,使用到的只有1,5,6,7,10,14一共有6根pin,分别对应的电源VDD,GND,以及I2C接口的SCL和SDA,另外两个分别用于中断的INT和复位的RES_N。同样的,接口的PIN也基本等于ZMOD芯片的管脚数。芯片上一共12根管脚。除了接口上的定义的,基本上都是电源和地。接口真的是非常的简单,迷你的尺寸,简单的结构,大大降低了对空气质量测量的复杂度,即便是一名新手工程师也能十分容易的基于ZMOD完成一个空气质量的项目设计。ZMOD的工作温度在-40°C至65°C,基本上涵盖了大部分场景的工作环境,电源的供应部分从1.7V到3.6V宽电压输入,无需在系统中准备特定的电源供应。3.0*3.0*0.7mm的12-LGA封装,为设备的小型化带来可能,结构简单,测量准确,可以说是空气质量的评估工具中十分不错的选择,整体的应用框图可以看下图。目前瑞萨提供两种型号的器件(ZMODAI1V、ZMODAI1R)购买,区别只是包装方式。接下来介绍HiCom板,相较于ZMODSensorBoard来说HiComboard则要复杂一些,不过整体来说也不会令人疑惑,属于通俗易懂的那种板子。正面的部分主要是接口和电源的选择,以及一个测量传感器模块耗电的接口。如下图:USB线通过X1进行电脑与评估模块的连接。D1用于反馈USB电源的状态。K2用来选择内部供电还是外部供电。R19用调整内部供电的电压值,调整范围1.7V至3.6V。D3则是内部供电的状态指示灯。Vext部分则是外部供电的接口。K3是从Sensor接口处延申出来的接口用于与外部控制器相连接。K1是用来协助测量传感器模块所消耗的电流。D2LED用来反馈传感器的状态。板卡的背面是供电部分和USB通信部分的电路。供电部分使用的是LP可调的LDO,USB通信这是使用FT可编程的USB转串行接口的成熟方案。剩下几颗IC则是转换电压用的Levelshift电平转换芯片。把板卡连接起来,再与电脑相连。这里笔者用了普通microUBS数据线替换原装超长线,也是可行的。打开idt.
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