红外二氧化碳模组传感器 使用说明书 |
JX-CO2-101 |
Ver1.0 |
第1章 产品简介
1.1 产品概述
JX-CO2-101系列是利用非分散性红外线技术(NDIR)测量二氧化碳的一种传感器。
红外光源发出的红外辐射经过一定浓度待测的气体吸收之后,与气体浓度成正比的光谱强度会发生变化,因此求出光谱光强的变化量就可以反演出待测气体的浓度。红外二氧化碳传感器模组是采用NDIR红外吸收检测原理,将先进光路、精密电路与智能化软件相结合,形成一款通用型红外CO2传感器模组。
本产品采用进口红外光源和双通道热电堆探测器,对测量和参考信号的处理,并对进行温度补偿,即使在恶劣的温度和环境条件下,也能获得稳定可靠的测量结果。具有NDIR产品特有的良好选择性,高灵敏度,无氧气依赖性,寿命长等特点。
JX-CO2-101系列产品采用铝合金抛光工艺制作而成。本产品可广泛应用于暖通制冷换新风控制、室内空气质量监测、农业及畜牧业生产过程监控,可安装于智能楼宇、通风系统、控制器、壁挂使用、机器人、汽车等应用场合。
1.2 参数指标
参数 | 技术指标 |
测量范围 | 0-5000ppm(默认) |
测量分辨率 | 1ppm |
测量精度 | 50ppm或±5%F.S(25℃) |
响应时间 | <30s (25℃) |
预热时间 | < 1min (25℃) |
达到精度 | < 5min (25℃) |
工作电压 | 5V DC |
平均耗电 | <60mA |
工作湿度 | 0~95%RH(非凝露) |
工作温度 | -10~60℃;温度补偿范围:0~50℃,出厂默认 |
存储温度 | -20~70℃ |
1.3 产品规格
型号 | 量程 |
JX-CO2-101-5K | 0-5000ppm |
JX-CO2-101-1W | 0-10000ppm |
JX-CO2-101-3W | 0-30000ppm |
JX-CO2-101-5W | 0-50000ppm |
1.4 引脚定义
JX-CO2-101系列红外二氧化碳的引脚定义如下表(图)所示:
引脚 | 名称 | 备注 |
1 | HD | 预留 |
2 | DA | DA电压信号 |
3 | VCC | 电源5V |
4 | GND | 电源地 |
5 | RX | TTL电平信号,3.3V |
6 | TX | TTL电平信号,3.3V |
7 | PWM | PWM输出(CO2浓度) |
引脚示意图
备注:传感器接口为7Pin-1.25mm插座和7Pin-2.54mm排针连接。
1.5 产品外观
下图是产品的外观和结构尺寸图,以及安装孔位,如图所示:
本产品安装固定孔位间距为62mm,孔径为3.5mm
第2章 通信协议
2.1 通信参数
参数 | 内容 |
通讯地址 | 0x01(默认) |
波特率 | 9600(默认) |
数据位 | 8位 |
奇偶校验位 | 无 |
停止位 | 1位 |
模组有两种工作方式,分别为主动上报式和被动应答式,默认工作模式为主动上报模式,在主动上报模式下设备会以间隔1S发送一次当前的浓度值。设备可以通过指令修改为问答式,问答式状态下只有向设备发指令询问,设备才会恢复当前浓度值。
2.2 通信命令
(1)主动上报模式
RX(接收)格式如下:
例如:输出1235 ppm格式如下(十六进制):
其中0X20为空格的十六进制码,输出以换行符结尾
注:若串口数据显示采用ASCII码形式,会直接显示当前气体浓度数值。
(2)设置通讯模式
TX(发送)格式如下:
起始位 | 地址 | 命令字节 | 通讯模式 | -- | -- | -- | -- | 校验和 |
0xFF | 0x01 | 0x03 | 0x** | 0x00 | 0x00 | 0x00 | 0x00 | 0x** |
RX(接收)格式如下:
起始位 | 地址 | 命令字节 | 通讯模式 | 状态 | -- | -- | -- | 校验和 |
0xFF | 0x01 | 0x03 | 0x** | 0x** | 0x00 | 0x00 | 0x00 | 0x** |
发送:FF 01 030100 00 00 00 FC可以切换为主动上报
返回:FF 01 03010100 00 00 FB代表设置成功
发送:FF 01 030200 00 00 00 FB可以切换为问询模式
返回:FF 01 03020100 00 00 FD代表设置成功
发送:FF 01 03030100 00 00 F9被动问询PPM模式
返回:xxxxx+ppm(ASCII码,数值+单位PPM)
其中通讯模式:0x01代表主动上报,0x02代表问询式;
状态:0x01表示成功,0x00表示失败。
(3)主动问询模式(MODBUS-RTU)
读取模组地址0x01 的气体浓度值,格式如下:
TX(发送):
地址码 | 功能码 | 起始地址 | 数据长度 | 校验码低位 | 校验码高位 |
0x01 | 0x03 | 0x00,0x05 | 0x00,0x01 | 0x94 | 0x0B |
RX(接收):
地址码 | 功能码 | 有效字数 | 气体浓度值 | 校验码 低位 | 校验码 高位 |
0x01 | 0x03 | 0x02 | 0x06,0x51 | 0x5A | 0x3D |
气体浓度值:651 H(十六进制)=1617=>气体浓度=1617ppm
修改模组设备地址,格式如下:
TX(发送):
地址码 | 功能码 | 起始地址 | 数据长度 | 校验码低位 | 校验码高位 |
0x01 | 0x06 | 0x01,0x00 | 0x00,0x02 | 0x09 | 0xF7 |
RX(接收):
地址码 | 功能码 | 起始地址 | 数据长度 | 校验码低位 | 校验码高位 |
0x01 | 0x06 | 0x01,0x00 | 0x00,0x02 | 0x09 | 0xF7 |
发送:0106 01 00 000209 F7 将模组地址01改成02。
修改模组波特率,格式如下:
TX(发送):
地址码 | 功能码 | 起始地址 | 数据长度 | 校验码低位 | 校验码高位 |
0x01 | 0x06 | 0x01,0x01 | 0x00,0x01 | 0x18 | 0x36 |
RX(接收):
地址码 | 功能码 | 起始地址 | 数据长度 | 校验码低位 | 校验码高位 |
0x01 | 0x06 | 0x01,0x01 | 0x00,0x01 | 0x18 | 0x36 |
发送:0106 01 0100 0118 36模组波特率9600改成4800。
其中数据长度0x00,0x00代表2400,0x00,0x01代表4800,0x00,0x02代表9600。
2.3 DA输出(模拟电压信号)
可根据客户需求,定制电压输出范围和对应量程
例如:0.4 - 2V对应输出0 - 2K ppm
0 - 3.3V对应输出0 - 5K ppm
电压输出范围:0 - 3.3V
2.4 校准功能
为方便用户校准零点,添加自动校准零点功能。零点校准功能是指校准400ppm浓度点。(开阔室外和正常通风环境CO2浓度约为400ppm)
自动校准功能是指传感器在连续运行一段时间后,根据环境浓度智能判断零点并自行校准。校准周期为自上电运行起,每24 小时,自动校准一次。自动校准的零点是 400ppm。(默认关闭,需要出厂手动命令设置开启)
自动校零功能适合用于办公环境,家庭环境。但不适用于农业大棚、养殖场、冷库等场所,在这类场所应关闭自动校零功能,关闭后请用户定期对传感器进行零点校准。
TX(发送)格式如下:
起始位 | 地址 | 命令字节 | 通讯模式 | -- | -- | -- | -- | 校验和 |
0xFF | 0x01 | 0x03 | 0x** | 0x00 | 0x00 | 0x00 | 0x00 | 0x** |
RX(接收)格式如下:
起始位 | 地址 | 命令字节 | 通讯模式 | 状态 | -- | -- | -- | 校验和 |
0xFF | 0x01 | 0x03 | 0x** | 0x** | 0x00 | 0x00 | 0x00 | 0x** |
发送:FF 01 030300 00 00 00 FC可以切换为开启24h校准。
返回:FF 01 03030100 00 00 FB代表开启成功
发送:FF 01 030400 00 00 00 FB可以切换为关闭24小时校准
返回:FF 01 03040100 00 00 FD代表关闭成功
其中通讯模式:0x03代表开启,0x04代表关闭;
状态:0x01表示成功,0x00表示失败。
2.5 PWM输出(示例)
下文示例以0-5000ppm为例:
CO2浓度输出范围 :0ppm to 5000ppm CO2
周期 :1004ms±5%
如何通过PWM获得当前CO2浓度值的计算公式:
正向脉宽=PPM浓度值/5+2ms;
第3章 附录
3.1 使用注意事项
(1)在传感器的焊接、安装、使用等过程中应避免其镀金塑胶腔体承受任何方向的压力。
(2)传感器如需放置于狭小空间,此空间应通风良好,特别是两扩散窗应处在通风良好的位置。
(3)传感器应远离热源,并避免阳光直射或其他热辐射。
(4)传感器应定期校准,校准周期建议不大于 6个月。
(5)不要在粉尘密度大的环境长期使用传感器。
(6)为保证传感器能够正常工作,供电电压须保持在 4.5V-5.5V DC 范围中,供电电流须不低于 150mA,不在此范围内,可以会传感器故障,传感器输出浓度偏低或传感器不能正常工作。
3.2 质保与售后
质保条款遵循售后条款,对于传感器主机电路部分质保两年,气敏类探头质保一年,配件(外壳/插头/线缆等)质保三个月。