红外热电堆探测器NDIR模组二氧化碳传感器 使用说明书 |
JX-411D-II |
Ver1.0 |
第1章 产品简介
1.1 产品概述
JX-411D-IIA型产品是基于MEMS工艺所生产的TO-39封装(双通道)红外气体热电堆,产品内置两块MEMS芯片和外置两块窄带红外滤光片窗口。并内置可用于温度补偿的高精度NTC;该探测器主要用于NDIR气体探测器。
1.2 参数指标
参数 | 技术指标 |
敏感区域 | 1.15*1.15mm |
测量精度 | 50ppm或±5%F.S(25℃) |
视场 | 90° |
电阻 | 70±20KΩ |
噪声 | 40±3nV/Hz1/2 |
NEP | 0.6nV/Hz1/2 |
响应度 | 130v/w |
电阻温度参数 | 0.06%/℃ |
工作温度 | -30-100℃; |
存储温度 | -40-125℃ |
时间常数 | 15ms |
探测率 | 0.7E08cmHz1/2/W |
热敏电阻阻值 | 100±1%KΩ |
Beta值 | 3950±1%K |
量程 | 0-2000ppm |
精度 | 2%F.S |
1.3 引脚定义
JX-CO2-II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 | Ref | 参比电极 |
2 | GND | 接地点 |
3 | Sig | 探测通道 |
4 | NTC | 热敏电阻 |
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。
备注:上电会满量程,90s后恢复正常
1.4 产品外观
下图是产品的外观,如图所示:
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 00FB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 - 3.0V对应输出0 - 5K ppm
电压输出范围:0 - 3.0V
2.4 校准功能
2.4.1 手动快速校准
为方便用户校准零点,添加快速校准零点功能。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),校准功能是指传感器在连续运行30min后,根据环境浓度智能判断零点并自行校准。
使用时请在室外进行校准,开启校准前放置10min使设备充分预热并且使环境中的气体扩散至模组内,后开启校准。
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,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 | 0x0* | 0x05 | 0x02 | 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 | 0x0* | 0x03 | 0x02 | 0x01 | 0x00 | 0x00 | 0x00 | 0x** |
发送:FF 01 050200 00 00 00 F9为开启校准。
返回:FF 01 03020100 00 00 FA代表校准成功
2.4.2 24小时自动校准
使用时请在室外进行校准,开启后模组会自动进行数据校准,如不关闭会每隔24小时内自动校准一次;设备默认关闭校准功能。
校零功能适合用于办公环境,家庭环境(开阔室外和正常通风环境CO2浓度约为400ppm)。但不适用于农业大棚、养殖场、冷库等场所,特别建议长时间在室外使用的客户开启。
TX(发送)格式如下:
起始位 | 地址 | 命令字节 | 通讯模式 | -- | -- | -- | -- | 校验和 |
0xFF | 0x0* | 0x05 | 0x00 | 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 | 0x0* | 0x03 | 0x00 | 0x01 | 0x00 | 0x00 | 0x00 | 0x** |
发送:FF 01 050000 00 00 00 FB为开启校准。
返回:FF 01 03000100 00 00 FC代表开启成功。
发送:FF 01 05000100 00 00 FA为关闭校准。
返回:FF 01 03000100 00 00 FB代表关闭成功。
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. 探测器操作环境应保持干净整洁,避免用手和硬物直接触碰滤光片。
2. 建议焊接温度在280℃下,时间不超过6s,避免长时间保持传感器引脚过热。
3. 探测器使用过程中需注意静电保护。