Home » فروشگاه » ماژول کیفیت هوا Gebra SGP41-D-R4

خانه هوشمند سنسور های محیطی گاز و کیفیت هوا نظارت پزشکی از راه دور بر بیمار

محصول اوریجینال جبرابیت
گاز و کیفیت هوا
ماژول کیفیت هوا Gebra SGP41-D-R4

ماژول کیفیت هوا Gebra SGP41-D-R4

11.232.000 ریال

دسترسی: موجود در انبار

شناسه محصول: GB605EN دسته: , , , برچسب: , , , , , ,
نوع ماژول

ماژول VOC و NOx
ولتاژ تغذیه

1V8, 3V3
نوع خروجی

I2C, Digital
محدوده تشخیص

0 ila 1000000ppb (Temiz havadaki etanol), 0 ila 10000 ppb (Temiz havadaki NO2)
جریان مصرفی

10 mA to 30 mA (Typ. 20 mA)
ابعاد

Gebra small(36.29mm x 32.72mm)
گازهای قابل تشخیص

VOC veNOx
تکرارپذیری

<± 5 NOx Index Points or %m.v. (the larger), <±5 VOC Index Points or %m.v. (the larger)
دمای کاری

-20℃～50℃

مروری بر سنسور SGP41-D-R4

SGP41  یک سنسور گاز دیجیتالی است که برای استفاده آسان در دستگاه های تصفیه هوا یا سیستم های تهویه طراحی شده است. این سنسور دارای رابط دیجیتال I2C بوده و از صفحه‌های حرارتی میکرو با دمای کنترل شده، تشکیل شده  که یک سیگنال کیفیت هوای داخلی مبتنی بر VOC و NOx را ارائه می‌دهد.

مشخصات فنی

  • Output Type: Digital-I2C
  • Detection Range: 0 to 1000000ppb (Ethanol in clean air), 0 to 10000 ppb (NO2 in clean air)

کاربردها

  • In limited spaces applications and high-volume applications

ماژول کیفیت هوا Gebra SGP41-D-R4

  • با توجه به اینکه دسترسی به پایه‌های سنسور دشوار است، کاربران برای توسعه سخت‌افزاری و نرم‌افزاری این سنسور به یک برد ابتدایی (starter board) و درایور نیاز دارند. برای راحتی کاربران، GebraMS برد ماژول کیفیت هوا Gebra SGP41-D-R4 را طراحی کرده است. کاربران می‌توانند به کمک این برد، به مهم‌ترین پایه‌های سنسور به‌راحتی دسترسی پیدا کنند.
  • کافی است برد ماژول کیفیت هوا Gebra SGP41-D-R4 را روی برد (Breadboard) قرار دهید و سپس با یکی از بردهای Arduino، Raspberry Pi یا Discovery و با اعمال ولتاژ مناسب، آن را راه‌اندازی کنید.
  • ما به‌ویژه استفاده از Gebra STM32F303 را توصیه می‌کنیم؛ چرا که این برد دارای رگولاتور داخلی ۳.۳ ولت است و ترتیب پایه‌های آن با تمامی ماژول‌های Gebra هماهنگ است (استاندارد GEBRABUS)، بنابراین می‌توانید برد ماژول کیفیت هوا Gebra SGP41-D-R4 را مستقیماً به سوکت مربوطه متصل کرده و بدون نیاز به سیم‌کشی، برنامه‌نویسی را آغاز کنید.

GebraBit SGP41-D-R4  یک ماژول تشخیص کیفیت هوا برای اندازه‌گیری VOC  و NOx است که با تغذیه 3V3 و 1V8 ولت راه اندازی می‌شود و کاربر می‌تواند با استفاده از جامپر مربوطه ولتاژ مورد نظر را انتخاب کند.

کاربر همچنین می‌تواند از طریق  پروتکل ارتباطی I2C با ماژول GebraBit SGP41-D-R4 ارتباط برقرار کند.

ویژگی‌های ماژول SGP41-D-R4

  • User-selectable module power supply voltage between 3V3 and 5V
  • On Board, ON/OFF LED indicator
  • GebraBit Pin Compatible with GEBRABUS
  • It can be used as a daughter board of GebraBit MCU Modules
  • Featuring Castellated pad (Assembled as SMD Part)
  • Separatable screw parts to reduce the size of the board
  • Package: GebraBit small (36.29mm x 32.72mm)

پین‌های ماژول GebraBit SGP41-D-R4

پین های تغذیه

  • 3V3 و1V8: این پین ‌ها می‌توانند با توجه به وضعیت جامپرسلکتورVDDSEL ،تغذیه اصلی سنسور و سطح منطق (Logic Level) ارتباط دییجیتال (I2C ) سنسور را تامین کنند.
  • GND : این پین زمین مشترک برای تغذیه و سطح منطق (Logic Level) سنسور می باشد.

پین های I2C

  • SDA: این پین، پین دیتای ارتباط I2C می باشد، که به پین دیتای متناظر در میکروکنترلر (پردازنده) ، متصل می شود. با توجه به وضعیت جامپر VDD SEL، می توانید از سطح منطقی با ولتاژ 1V8 یا 3V3 استفاده کنید. این پین با یک مقاومت پول آپ (Pull Up) شده است.
  • SCL: این پین، پین کلاک ارتباط I2C می باشد، که به پین کلاک متناظر در میکروکنترلر (پردازنده) ، متصل می شود. با توجه به وضعیت جامپر VDD SEL، می توانید از سطح منطقی با ولتاژ 1V8 یا 3V3 استفاده کنید. این پین با یک مقاومت پول آپ (Pull Up) شده است.

معرفی بخش های ماژول

سنسور SGP41-D-R4

ای سی اصلی این ماژول بوده که وظیفه‌ی کنترل کیفیت هوا و اندازه‌گیری VOC و NOx را برعهده دارد و در بالای ماژول قرار گرفته و مدار ان طراحی شده است.

جامپر VDD SEL

با توجه به وضعیت مقاومت  0R این جامپر، ولتاژ اصلی تغذیه سنسور از بین 1V8 و 3V3 انتخاب میشود.

LED تغذیه

با توجه به وضعیت جامپر VDDSEL و اعمال ولتاژ به ماژول توسط پین مربوطه، LED ماژول روشن می شود.

اتصال به پردازنده

اتصال I2C با GebraBit STM32F303

برای اتصال I2C ماژول  GebraBit SGP41-D-R4 به ماژول میکروکنترلرGebraBit STM32F303 بعد از تعریف کردن SDA و SCL روی پین های PB9 و PB8 (برای راحتی کار در STMCUBEMX)مراحل زیر را دنبال کنید:

  • پین “3V3” ماژول SGP41-D-R4را به پین “3V3” خروجی ماژول میکروکنترلر متصل کنید.(سیم قرمز)
  • پین “GND” ماژول SGP41-D-R4 را به پین “GND” ماژول میکروکنترلر متصل کنید.(سیم سیاه)
  • پین “SCL” ماژول SGP41-D-R4 را به پین PB8 ماژول میکروکنترلر (SCL) متصل کنید.(سیم آبی)
  • پین “SDA” ماژول SGP41-D-R4 را به پین PB9 ماژول میکروکنترلر (SDA) متصل کنید.(سیم زرد)

توجه: با توجه به اینکه پین PA14 ماژول میکروکنترلرGebraBit STM32F303 برای پروگرام کردن میکروکنترلر استفاده میشود،تنظیم I2C بر روی پین های PA14 و PA15 در این ورژن مقدور نمی باشد،لذا در اتصال I2C به ماژول میکروکنترلرGebraBit STM32F303 در این ورژن ، ماژول GebraBit SGP41-D-R4  نمی تواند به صورت Pin to Pin بر روی آن قرار گیرد.

اتصال I2C با GebraBit ATMEGA32A

با توجه به اینکه پین های I2C میکروکنترلر ATMEGA32A بر اساس استاندارد GEBRABUS متناظر با پین های I2C  دیگر ماژول های GEBRABIT می باشد،  ماژول GebraBit SGP41-D-R4 را به صورت Pin to Pin به راحتی بر روی ماژول GebraBit ATMEGA32A قرار داده I2C ارتباط برقرار کنید. در اینجا برای درک بهتر،اتصال جداگانه این ماژول نمایش داده شده است:

توجه: در صورت استفاده از ماژول‌های میکروکنترلریGebraBit  توجه داشته باشید که جامپر سلکتورهای ماژول GebraBit SGP41-D-R4 روی “3V3” باشد تا راحت تر بتوانید با گرفتن ولتاژ”3V3” از ماژول میکروکنترلری ، ماژول سنسور مورد نظر را راه اندازی کنید.

اتصال I2C با ARDUINO UNO

برای اتصال I2C ماژول GebraBit SGP41-D-R4 به ARDUINO UNO مراحل زیر را دنبال کنید:

  • پین 3V3 ماژول SGP41-D-R4 را به پین 3V3 خروجی برد ARDUINO UNO متصل کنید.(سیم قرمز)
  • پین GND ماژول SGP41-D-R4 را به پین GND برد ARDUINO UNO متصل کنید.(سیم سیاه)
  • پین SCL ماژول SGP41-D-R4 را به پین A5 برد ARDUINO UNO( (SCLمتصل کنید.(سیم آبی)
  • پین SDA ماژول SGP41-D-R4را به پین A4 برد ARDUINO UNO( (SDAمتصل کنید.(سیم نارنجی)
نوع ماژول

ماژول VOC و NOx
ولتاژ تغذیه

1V8, 3V3
نوع خروجی

I2C, Digital
محدوده تشخیص

0 ila 1000000ppb (Temiz havadaki etanol), 0 ila 10000 ppb (Temiz havadaki NO2)
جریان مصرفی

10 mA to 30 mA (Typ. 20 mA)
ابعاد

Gebra small(36.29mm x 32.72mm)
گازهای قابل تشخیص

VOC veNOx
تکرارپذیری

<± 5 NOx Index Points or %m.v. (the larger), <±5 VOC Index Points or %m.v. (the larger)
دمای کاری

-20℃～50℃

هدف ما از انجام این پروژه چیست؟

در این بخش قصد داریم سنسورSGP41-D-R4 را به وسیله میکروکنترلر آرم، سری STM32F راه اندازی کنیم. به منظور استفاده راحت تر و بهینه تر در این پروژه از دو ماژول آماده GB605EN و GebraBit STM32F303 استفاده میکنیم.

این دو ماژول شامل مینیمم قطعات لازم سنسور SGP41-D-R4 و میکروکنترلر STM32F میباشند که توسط تیم جبرابیت جهت آسان سازی کار فراهم شده اند.

در این آموزش چه چیزهایی یاد میگیریم؟

شما در این بخش ضمن راه اندازی و استفاده از سنسور SGP41-D-R4، به طور خلاصه با تمامی رجیسترهای سنسور SGP41-D-R4، نحوه تنظیم بخش های مختلف میکروکنترلر STM32 برای راه اندازی این سنسور با استفاده از پروتکل I2C، چگونگی استفاده از فایل کتابخانه و درایور مختص ماژول GB605EN، نحوه فراخوانی توابع و در نهایت دریافت داده های سنسور در کامپایلر Keil  نیز آشنا خواهید شد.

برای شروع این پروژه به چه چیزهایی نیاز داریم؟

برای اجرای این پروژه به سخت‌افزار و نرم‌افزار نیاز داریم. عناوین این سخت‌افزارها و نرم‌افزارها در جدول زیر به شما ارائه شده است و می‌توانید با کلیک بر روی هر یک، آن را تهیه/دانلود کرده و برای شروع آماده شوید.

سخت افزارهای مورد نیازنرمافزارهای مورد نیاز
ST-LINK/V2 ProgrammerKeil uVision Programmer
STM32 Microcontroller – ( Gebra STM32f303 )STM32CubeMX Program
ماژول کیفیت هوا Gebra SGP41-D-R4
Cable and Breadboard

ابتدا مانند تصویر زیر ماژول GebraBit SGP41 را به صورت زیر به ماژول GebraBit STM32F303 متصل می کنیم:

توجه : با توجه به اینکه پین PA14 ماژول میکروکنترلرGebraBit STM32F303 برای پروگرام کردن میکروکنترلر استفاده میشود،تنظیم I2C بر روی پین های PA14 و PA15 در این ورژن مقدور نمی باشد،لذا در اتصال I2C به ماژول میکروکنترلرGebraBit STM32F303 در این ورژن ، ماژول GebraBit SGP41  نمی تواند به صورت Pin to Pin بر روی آن قرار گیرد.

در نهایت مقادیر VOC و NOX   را به صورت Real Time در پنجره Watch1 کامپایلر Keil در حالت Debug Session مشاهده خواهیم کرد.

تنظیمات STM32CubeMX

در ادامه تنظیمات مربوط به هریک از بخش های I2C , RCC , Debug , Clock را در میکروکنترلر STM32F303 برای راه اندازی ماژول GebraBit SGP41 را مرور می کنیم.

I2C تنظیمات

برای برقراری ارتباط I2C بین Gebra STM32F303و ماژول کیفیت هوا Gebra SGP41-D-R4، از مسیر Connectivity -> I2C گزینه Standard Mode را انتخاب کرده و پایه‌های PB8 و PB9 را به ترتیب به‌عنوان SCL و SDA تنظیم کنید.

نکته: اگر از میکروکنترلر دیگری استفاده می‌کنید یا می‌خواهید از پایه‌های متفاوتی برای I2C استفاده کنید، کافی است روی پایه دلخواه کلیک کرده و گزینه‌های i2c1_scl و i2c1_sda را انتخاب نمایید.

RCC / Clock تنظیمات

به‌دلیل وجود کریستال خارجی (External Crystal) در برد جبرابیت STM32F303، در بخش “RCC” گزینه “Crystal/Ceramic Resonator” را انتخاب می‌کنیم.

سپس از صفحه Clock Configuration حالت PLLCLK را انتخاب کرده و سایر تنظیمات لازم را انجام می‌دهیم (برای اطلاعات بیشتر کلیک کنید).

Debug & Programming تنظیمات

برای کاهش تعداد پایه‌ها در زمان Debug and Program، در این ماژول گزینه “Serial Wire” را از بخش “Debug” در بلوک “SYS” انتخاب می‌کنیم که مربوط به پایه‌های “SWCLK” و “SWDIO” است.

Project Manager تنظیمات

تنظیمات “Project Manager” به صورت زیر است؛ در اینجا از نسخه “5.32” محیط توسعه “MDK-ARM” استفاده کرده‌ایم. اگر شما برای برنامه‌نویسی از محیط توسعه دیگری استفاده می‌کنید، باید از قسمت Toolchain گزینه مربوط به IDE مورد استفاده خود را انتخاب کنید.





پس از تکمیل تمامی تنظیمات بالا، روی گزینه GENERATE CODE کلیک می‌کنیم.

Source Code

کتابخانه پروژه (Library)

جبرابیت علاوه بر طراحی ماژولار انواع حسگرها و قطعات مجتمع، برای سهولت در نصب و توسعه نرم‌افزار توسط کاربران، مجموعه‌ای از کتابخانه‌های ساختاریافته و مستقل از سخت‌افزار را به زبان C ارائه می‌دهد. در این راستا، کاربران می‌توانند کتابخانه‌ی مربوط به ماژول مورد نظر خود را در قالب فایل‌های “.h” و “.c” دانلود کنند.

با افزودن کتابخانه‌ی ارائه‌شده توسط جبرابیت به پروژه (راهنمای افزودن فایل به پروژه)، می‌توانیم به‌راحتی کد خود را توسعه دهیم. فایل‌های مربوطه را می‌توانید در انتهای پروژه یا در بخش صفحات مرتبط در سمت راست مشاهده کنید.

تمام توابع تعریف‌شده در کتابخانه با جزئیات کامل توضیح داده شده‌اند و کلیه پارامترهای ورودی و مقادیر بازگشتی هر تابع به‌صورت مختصر شرح داده شده است. از آنجا که این کتابخانه‌ها مستقل از سخت‌افزار هستند، کاربر می‌تواند آن‌ها را به‌سادگی به کامپایلر دلخواه خود اضافه کرده و با میکروکنترلر یا برد توسعه مورد نظر خود استفاده کند.

فایل هدر GebraBit_SGP41.h

در این فایل بر اساس دیتاشیت سنسور یا ای سی ، تمامی آدرس رجیسترها، مقادیر هریک از رجیسترها به صورت Enumeration تعریف شده است.همچنین بدنه سنسور SGP41 و کانفیگ های مربوط به هریک از بلوک های داخلی سنسور  SGP41 به صورت STRUCT  با نام  GebraBit_SGP41 نیز تعریف شده است.که نهایتا در محیط  Debug Session تمامی کانفیگ های مربوط به هر بلوک به صورت Real Time قابل مشاهده است.      

USER REGISTER MAP

نقشه رجیستری یا Command های سنسور در این بخش تعریف شده است :

C
/************************************************
 *              USER REGISTER MAP               *
 ***********************************************/ 
#define SGP41_I2C		              		    						   &hi2c1
#define SGP41_ADDRESS 									  						    0x59
#define SGP41_WRITE_ADDRESS 			  		 							   ((SGP41_ADDRESS<<1)|0)
#define SGP41_READ_ADDRESS 						   							   ((SGP41_ADDRESS<<1)|1)
#define SGP41_GET_SERIAL_NUMBER   										   0x3682
#define SGP41_PERFORM_SELF_TEST   										   0x280E
#define SGP41_EXECUTE_CONDITIONING											 0x2612
#define SGP41_MEASURE_RAW_SIGNAL												 0x2619
#define SGP41_TURN_HEATER_OFF    			  	 							 0x3615

SGP41_Ability Enum

برای فعال و غیر فعال کردن بخش های مختلف سنسوراز این enum  استفاده میشود :

C
typedef enum Ability
{
Disable = 0 ,
	Enable
}SGP41_Ability;

SGP41_Activity Enum

با استفاده از این enum وضعیت انجام شدن عملی در سنسورمشخص می شود:

C
typedef enum Activity 
{
  NOT_DONE = 0,
  DONE     = 1
} SGP41_Activity;

SGP41_Command Enum

برای اجرای Command های سنسور از مقادیر این enum استفاده می شود:

C
typedef enum Command
{
 GET_SERIAL_NUMBER   	=	0x3682 ,
 PERFORM_SELF_TEST   	=	0x280E ,
 EXECUTE_CONDITIONING	=	0x2612 ,
 MEASURE_RAW_SIGNAL		=	0x2619 ,
 TURN_HEATER_OFF    	    =	0x3615
 }SGP41_Command;

SGP41_CRC_Status Enum

برای اگاهی از وضعیتCRC  از مقادیر این Enum استفاده می شود :

C
typedef enum CRC_Status
{
CRC_ERROR = 0 ,
	CRC_OK
}SGP41_CRC_Status;

SGP41 struct

تمام ویژگی های سنسور، ضرایب کالیبراسیون و داده های سنسور در این Struct  تعریف شده است و تمامی اطلاعات و کانفیگ اجرا شده بر روی سنسور در این Structure ذخیره شده و می توان تغییرات در هر بخش از سنسور را در محیط Debug Session مشاهده نمود:

C
typedef	struct SGP41
{
	  uint8_t                       	   REGISTER_CACHE;
		uint8_t														 BUFFER[DATA_BUFFER_SIZE];
	  SGP41_Command 								     COMMAND;
	  uint8_t														 CMD_BUFFER[CMD_BUFFER_SIZE];
	  uint16_t                       	   SERIAL_NUMBER1;
	  uint16_t                       	   SERIAL_NUMBER2;
	  uint16_t                       	   SERIAL_NUMBER3;
	  SGP41_Activity                  	 SELF_TEST;
  	SGP41_Ability											 HUMIDITY_COMPENSATION;
	  SGP41_Activity										 HEATER_OFF;
	  float															 COMPENSATION_HUMIDITY;
		float															 COMPENSATION_TEMPERATURE;
	  uint16_t												   DEFAULT_HUMIDITY;
	  uint16_t												   DEFAULT_TEMPERATURE;
	  SGP41_Activity                     FACTORY_RESET; 
	  uint8_t 													 SGP41_CRC;
	  SGP41_CRC_Status								   CRC_CHECK;
		uint16_t                           SRAW_VOC;
		uint16_t													 SRAW_NOX;
	  int32_t														 VOC_INDEX_VALUE;
    int32_t														 NOX_INDEX_VALUE;  
}GebraBit_SGP41;

Declaration of functions

در پایان این فایل تمامی توابع جهت خواندن و نوشتن در رجیستر های SGP41 ، کانفیک سنسور و دریافت داده از سنسور اعلان شده است:

C
extern void GB_SGP41_Send_Command(GebraBit_SGP41 * SGP41 , uint16_t cmd)  ;
 extern void GB_SGP41_Write_Data(GebraBit_SGP41 * SGP41 , uint16_t cmd , uint16_t data1 , uint16_t data2 ) ;
 extern void GB_SGP41_Read_Data(GebraBit_SGP41 * SGP41 , uint8_t* buffer, uint16_t size) ;
 extern void GB_SGP41_Delay_uSecond(uint32_t useconds)      ;
 extern void GB_SGP41_CRC_Generate(GebraBit_SGP41 * SGP41 ,const uint8_t* data, uint16_t count)  ;
 extern void GB_SGP41_CRC_Check(GebraBit_SGP41 * SGP41 ,const uint8_t* data,uint16_t count,uint8_t checksum)    ;
 extern void GB_SGP41_Get_Serial_Number(GebraBit_SGP41 * SGP41 )    ;
 extern void GB_SGP41_Perform_Self_Test(GebraBit_SGP41 * SGP41 )      ;
 extern void GB_SGP41_Turn_Heater_Off(GebraBit_SGP41 * SGP41 )  ;
 extern void GB_SGP41_Deactivate_Humidity_Compensation (GebraBit_SGP41 * SGP41)          ;
 extern void GB_SGP41_Set_Compensation_Humidity_Temperature_Values(GebraBit_SGP41 * SGP41 , float humidity  , float temp , SGP41_Ability Compensation )   ;
 extern void GB_SGP41_Execute_Conditioning(GebraBit_SGP41 * SGP41) ;
 extern void GB_SGP41_Measure_Raw_Signal(GebraBit_SGP41 * SGP41) ;
 extern void GB_SGP41_initialize( GebraBit_SGP41 * SGP41 )     ;
 extern void GB_SGP41_Configuration(GebraBit_SGP41 * SGP41, SGP41_Ability Compensation)    ;
 extern void GB_SGP41_Get_Data(GebraBit_SGP41 * SGP41)         ;

فایل سورس GebraBit_SGP41.c

در این فایل که به زبان C نوشته شده ، تمامی توابع با جزئیات کامل، کامنت گذاری شده و تمامی پارامتر های دریافتی در آرگومان توابع و مقادیر بازگشتی از آنها ، بطور واضح توضیح داده شده است.از این رو در این قسمت به همین توضیحات اکتفا کرده و کاربران را برای اطلاعات بیشتر به بررسی مستقیم از این فایل دعوت می کنیم.

برنامه نمونه در Keil

بعد از تولید پروژه Keil با استفاده از STM32CubeMX و اضافه کردن کتابخانه GebraBit_SGP41.c ارائه شده توسط GebraBit ، به بررسی قسمت اصلی برنامه آموزشی نمونه، فایل main.c و مشاهده خروجی ماژول GebraBit SGP41 در قسمت watch در محیط Debugging برنامه Keil می پردازیم.

شرح فایل main.c

به ساختار ها ، Enum ها و توابع مورد نیاز ماژول GebraBit SGP41 ، اضافه شده است.در قسمت بعدی متغیری به نام SGP41_Module از نوع ساختار GebraBit_SGP41 (این ساختار در هدر GebraBit_SGP41 بوده و در بخش توضیحات کتابخانه GebraBit_SGP41توضیح داده شد) که برای پیکربندی ماژول GebraBit SGP41 می باشد،تعریف شده است:

STLINK V2

پس از ایجاد پروژه Keil با استفاده از STM32CubeMX و افزودن کتابخانه، آداپتور STLINKV2 را متصل کرده و برنامه‌نویس STLINK V2 را به برد جبرابیت STM32F303 وصل می‌کنیم.

وقتی برنامه‌نویس STLINK V2 را به برد جبرابیت STM32F303 متصل می‌کنید، نیازی به تغذیه جداگانه ماژول نیست، زیرا ولتاژ تغذیه را مستقیماً از برنامه‌نویس STLINK V2 دریافت می‌کند.

سپس روی گزینه Build (F7) کلیک کرده و پنجره Build Output را برای بررسی خطاهای احتمالی کنترل می‌کنیم.

در نهایت وارد حالت Debug شده و با اضافه کردن SGP41_Module به پنجره  watch و اجرای برنامه ، تغییرات مقادیر VOC و NOX  ماژول GebraBit SGP41 را مشاهده می کنیم:

1. سنسور SGP41-D-R4 چگونه VOC را اندازه‌گیری می‌کند؟

سنسور SGP41-D-R4 از یک فیلتر نیمه‌هادی برای اندازه‌گیری VOC استفاده می‌کند. سیگنال خروجی آن به صورت دیجیتال است و با الگوریتم VOC Index پردازش می‌شود. Accuracy این سنسور معمولاً ±15 VOC Index است و Drift آن با کالیبراسیون داخلی کنترل می‌شود. استفاده از Library رسمی Sensirion باعث کاهش خطا و افزایش Stability داده‌ها می‌شود.
🔗 Reference: Official Datasheet – SGP41

2. محدوده دمای عملیاتی و Storage سنسور SGP41-D-R4 چقدر است؟

SGP41-D-R4 برای Operating Temperature بین -40 تا +85 °C و Storage Temperature بین -40 تا +90 °C طراحی شده است. استفاده از سنسور خارج از این محدوده می‌تواند باعث Damage دائمی و Drift طولانی‌مدت شود. PCB باید دارای Thermal Management باشد تا سنسور به درستی کار کند.
🔗 Reference: Official Datasheet – SGP41

3. چگونه می‌توان داده‌های SGP41-D-R4 را از طریق I²C خواند؟

در SGP41-D-R4، داده‌ها از طریق I²C و با دستورالعمل‌های مشخص Datasheet خوانده می‌شوند. آدرس I²C و Timing هر Transaction باید رعایت شود. استفاده از Library رسمی Arduino یا STM32 باعث تسهیل خواندن VOC Index و کاهش خطا می‌شود. هر Read معمولاً شامل Raw Data و Conversion به VOC Index است.
🔗 Reference: Design-In Guide – SGP4x

4. سنسور SGP41-D-R4 چگونه با تغییرات رطوبت و دما مقابله می‌کند؟

SGP41-D-R4 دارای Humidity Compensation داخلی است و می‌تواند تغییرات RH را تا 80٪ تحمل کند. تغییرات دما نیز توسط الگوریتم VOC Index اصلاح می‌شود. با این حال، برای Accuracy بالاتر توصیه می‌شود محیط دارای جریان هوا مناسب و دما/رطوبت کنترل‌شده باشد.
🔗 Reference: Design-In Guide – SGP4x

5. روش کالیبراسیون SGP41-D-R4 چگونه است؟

سنسور SGP41-D-R4 دارای Calibration داخلی VOC Index است. Calibration اولیه توسط Library رسمی انجام می‌شود و Drift طولانی‌مدت توسط الگوریتم‌های Auto Baseline Adjustment کنترل می‌شود. در پروژه‌های صنعتی، Calibration دوره‌ای با Reference Gas باعث افزایش Accuracy و کاهش خطای اندازه‌گیری می‌شود.
🔗 Reference: Design-In Guide – SGP4x

6. نحوه اتصال چند SGP41-D-R4 روی یک I²C Bus چگونه است؟

برای استفاده چند SGP41-D-R4 روی یک I²C Bus، باید از Multiplexer یا آدرس‌دهی متفاوت استفاده کنید. هر سنسور باید به صورت جداگانه Power-Up شود و Read Timing مستقل داشته باشد. این روش از تداخل داده‌ها جلوگیری می‌کند و Drift و خطا کاهش می‌یابد.
🔗 Reference: Design-In Guide – SGP4x

7. چگونه می‌توان نویز سیگنال SGP41-D-R4 را کاهش داد؟

نویز سیگنال SGP41-D-R4 می‌تواند ناشی از EMI یا جریان غیرپایدار باشد. استفاده از Pull-Up مناسب، Bypass Capacitor نزدیک VDD و مسیرهای کوتاه PCB توصیه می‌شود. همچنین Software Filtering مانند Moving Average باعث افزایش Stability و Accuracy SGP41-D-R4 می‌شود.
🔗 Reference: Design-In Guide – SGP4x

8. مصرف انرژی و Power Management سنسور SGP41-D-R4 چگونه است؟

SGP41-D-R4 دارای مصرف پایین است و از Sleep Mode پشتیبانی می‌کند. در Arduino یا STM32 می‌توان با خواندن دوره‌ای و استفاده از Sleep Mode، Power Consumption را کاهش داد. این ویژگی برای پروژه‌های IoT که با باتری کار می‌کنند بسیار مهم است.
🔗 Reference: Official Datasheet – SGP41

9. چگونه می‌توان Response Time و Recovery Time SGP41-D-R4 را بهینه کرد؟

Response Time و Recovery Time SGP41-D-R4 تحت تأثیر دما، رطوبت و جریان هوا هستند. Response Time معمولاً < 30 s و Recovery Time ~60 s است. جریان هوا یکنواخت و Filtering نرم‌افزاری باعث بهبود Response Time و کاهش نوسانات VOC Index می‌شود.
🔗 Reference: Design-In Guide – SGP4x

10. چگونه می‌توان داده‌های Raw SGP41-D-R4 را در STM32 خواند؟

با استفاده از HAL I²C در STM32، داده‌های Raw SGP41-D-R4 قابل خواندن هستند. پس از خواندن، داده‌ها باید توسط الگوریتم VOC Index پردازش شوند. Library رسمی Sensirion تضمین می‌کند که Conversion صحیح و بدون Drift انجام شود و Accuracy حفظ گردد.
🔗 Reference: Design-In Guide – SGP4x

11. تفاوت Accuracy و Precision در SGP41-D-R4 چیست؟

Accuracy SGP41-D-R4 نشان‌دهنده میزان نزدیکی خروجی سنسور به مقدار واقعی VOC Index است، در حالی که Precision نشان‌دهنده تکرارپذیری داده‌ها در شرایط مشابه است. Drift طولانی‌مدت و نویز محیط می‌تواند روی Accuracy اثر بگذارد، اما Precision با استفاده از Software Filtering و کالیبراسیون داخلی ثابت می‌ماند.
🔗 Reference: Official Datasheet – SGP41

12. آیا SGP41-D-R4 با SPI کار می‌کند یا فقط I²C؟

SGP41-D-R4 فقط از I²C پشتیبانی می‌کند و SPI قابل استفاده نیست. Timing و Protocol I²C باید مطابق Datasheet رعایت شود تا داده‌ها با VOC Index صحیح دریافت شوند. استفاده از Library رسمی باعث کاهش خطاهای Timing و افزایش Reliability می‌شود.
🔗 Reference: Official Datasheet – SGP41

13. حداکثر تعداد خواندن در دقیقه برای SGP41-D-R4 چقدر است؟

حداکثر Sampling Rate SGP41-D-R4 تقریباً 1 Hz است، یعنی یک Read در ثانیه توصیه می‌شود. خواندن سریع‌تر باعث خطای VOC Index و نوسانات می‌شود. Library رسمی و Design Guide توصیه می‌کند که بین خواندن‌ها حداقل 1 s فاصله باشد.
🔗 Reference: Design-In Guide – SGP4x

14. چگونه می‌توان PCB Layout برای SGP41-D-R4 بهینه کرد؟

برای PCB Layout SGP41-D-R4، باید مسیرهای I²C کوتاه و مستقیم باشند، Bypass Capacitor نزدیک VDD قرار گیرد و خطوط قدرت از خطوط سیگنال جدا شوند. فاصله از EMI و منابع نویز نیز باید رعایت شود. این طراحی باعث کاهش خطا و افزایش Accuracy می‌شود.
🔗 Reference: SGP41 Reference Design PDF

15. آیا SGP41-D-R4 نیاز به Heating یا Warm-Up دارد؟

بله، SGP41-D-R4 نیاز به Warm-Up حدود 20 s دارد تا VOC Index پایدار شود. در این مدت نباید داده‌ها ثبت شوند، زیرا Drift اولیه زیاد است. Library رسمی این Warm-Up را مدیریت می‌کند تا خروجی دقیق از ابتدا حاصل شود.
🔗 Reference: Design-In Guide – SGP4x

16. نحوه اتصال Power و GND برای SGP41-D-R4 چگونه است؟

Power سنسور SGP41-D-R4 بین 1.62 تا 1.98 V است و GND باید به زمین مشترک سیستم متصل شود. استفاده از Bypass Capacitor نزدیک سنسور باعث کاهش نویز و افزایش Stability VOC Index می‌شود. رعایت این نکات برای Accuracy و Lifetime سنسور ضروری است.
🔗 Reference: Official Datasheet – SGP41

17. چگونه می‌توان داده‌های SGP41-D-R4 را در Arduino نمایش داد؟

با استفاده از Library رسمی Arduino برای SGP41-D-R4، می‌توان VOC Index را به صورت دیجیتال خواند و روی Serial Monitor نمایش داد. Library تمامی Conversion ها و Timing لازم برای Accuracy بالا را انجام می‌دهد. همچنین می‌توان Moving Average یا Median Filter برای کاهش نویز اعمال کرد.
🔗 Reference: GitHub – Arduino Library SGP41

18. آیا SGP41-D-R4 به رطوبت بالا حساس است؟

SGP41-D-R4 می‌تواند رطوبت تا 80٪ RH را تحمل کند، اما RH بسیار بالا یا Condensation می‌تواند Accuracy را کاهش دهد. استفاده از Humidity Compensation داخلی و جریان هوای یکنواخت باعث کاهش خطا می‌شود.
🔗 Reference: Design-In Guide – SGP4x

19. چرا SGP41-D-R4 گاهی VOC Index منفی نشان می‌دهد؟

VOC Index منفی در SGP41-D-R4 معمولاً ناشی از Drift اولیه یا نویز محیط است. پس از Warm-Up و با استفاده از Software Filtering و Auto Baseline Adjustment، مقادیر به محدوده منطقی بازمی‌گردند. Accuracy بهتر از ±15 VOC Index حفظ می‌شود.
🔗 Reference: Design-In Guide – SGP4x

20. چگونه می‌توان چند SGP41-D-R4 را سریالی یا موازی استفاده کرد؟

برای استفاده چند سنسور SGP41-D-R4، باید I²C Multiplexer یا آدرس‌دهی متفاوت برای هر سنسور اعمال شود. این کار باعث جلوگیری از Collision داده‌ها می‌شود و Accuracy هر سنسور حفظ می‌شود. همچنین Power Supply و Bypass Capacitor برای هر سنسور جداگانه باید در نظر گرفته شود.
🔗 Reference: Design-In Guide – SGP4x

21. محدوده VOC قابل اندازه‌گیری در SGP41-D-R4 چقدر است؟

SGP41-D-R4 VOC Index بین 0 تا 500 ارائه می‌دهد. این محدوده توسط Calibration داخلی و الگوریتم VOC Index کنترل می‌شود. مقادیر بالاتر یا پایین‌تر معمولاً ناشی از Drift طولانی‌مدت یا شرایط محیطی غیرمعمول است.
🔗 Reference: Official Datasheet – SGP41

22. Drift طولانی‌مدت SGP41-D-R4 چگونه کنترل می‌شود؟

Drift طولانی‌مدت SGP41-D-R4 توسط الگوریتم Auto Baseline Adjustment کاهش می‌یابد. Calibration دوره‌ای و شرایط محیط پایدار باعث حفظ Accuracy می‌شوند. Library رسمی تمامی پارامترهای Drift را مدیریت می‌کند.
🔗 Reference: Design-In Guide – SGP4x

23. چگونه می‌توان سرعت نمونه‌گیری SGP41-D-R4 را تنظیم کرد؟

سرعت نمونه‌گیری SGP41-D-R4 با Delay بین Reads کنترل می‌شود. استفاده از Library رسمی توصیه می‌کند حداقل 1 s بین خواندن‌ها باشد. افزایش Sampling Rate می‌تواند Accuracy و Stability VOC Index را کاهش دهد.
🔗 Reference: Design-In Guide – SGP4x

24. آیا SGP41-D-R4 به جریان الکتریکی حساس است؟

SGP41-D-R4 جریان پایینی مصرف می‌کند و Noise روی Power Supply می‌تواند باعث نوسان VOC Index شود. استفاده از Bypass Capacitor و مسیرهای کوتاه Power باعث کاهش Noise و افزایش Stability می‌شود.
🔗 Reference: Official Datasheet – SGP41

25. آیا SGP41-D-R4 می‌تواند در محیط‌های صنعتی استفاده شود؟

بله، SGP41-D-R4 برای دمای -40 تا +85 °C و RH تا 80٪ طراحی شده است. با رعایت نکات PCB Layout، Power Supply و Warm-Up، می‌توان در محیط‌های صنعتی VOC Index با Accuracy بالا دریافت کرد.
🔗 Reference: Official Datasheet – SGP41

26. چگونه می‌توان Library رسمی SGP41-D-R4 را در STM32 نصب کرد؟

Library رسمی SGP41-D-R4 برای STM32 شامل فایل‌های HAL و Example است. کافیست فایل‌های I²C Driver را در پروژه اضافه کنید و مطابق Example DataSheet عملیات Read و Conversion VOC Index را انجام دهید.
🔗 Reference: GitHub – Arduino Library SGP41

27. چه عواملی Accuracy SGP41-D-R4 را کاهش می‌دهند؟

عوامل کاهش Accuracy SGP41-D-R4 شامل نویز محیط، تغییر دما و RH سریع، جریان غیرپایدار و PCB Layout نامناسب هستند. استفاده از Software Filtering، Warm-Up و Auto Baseline Adjustment باعث بهبود Accuracy می‌شود.
🔗 Reference: Design-In Guide – SGP4x

28. آیا نیاز به محافظت از ESD برای SGP41-D-R4 وجود دارد؟

بله، SGP41-D-R4 به ESD حساس است. رعایت استانداردهای ESD هنگام اتصال I²C و Power Supply و استفاده از TVS Diode و Bypass Capacitor ضروری است تا Lifetime و Accuracy حفظ شود.
🔗 Reference: Official Datasheet – SGP41

29. چگونه می‌توان VOC Index SGP41-D-R4 را در محیط با تغییر RH بالا خواند؟

در محیط با RH بالا، SGP41-D-R4 از Humidity Compensation داخلی استفاده می‌کند. با استفاده از Library رسمی و جریان هوا یکنواخت، Accuracy حفظ شده و Drift کاهش می‌یابد.
🔗 Reference: Design-In Guide – SGP4x

30. چه نکاتی در طراحی PCB برای چند SGP41-D-R4 باید رعایت شود؟

برای چند SGP41-D-R4 روی یک PCB، مسیرهای I²C کوتاه و جداگانه، Power و Bypass Capacitor مناسب برای هر سنسور، و فاصله مناسب از منابع نویز باید رعایت شود. این کار باعث کاهش Crosstalk و افزایش Accuracy می‌شود.
🔗 Reference: SGP41 Reference Design PDF

31. چه تفاوتی بین SGP41-D-R4 و سنسورهای VOC مشابه وجود دارد؟

SGP41-D-R4 دارای VOC Index استاندارد Sensirion، Drift کم و Calibration داخلی است. سایر سنسورها ممکن است Accuracy پایین‌تر و نیاز به Calibration دستی داشته باشند. Response Time و مصرف انرژی SGP41-D-R4 نیز بهینه شده است.
🔗 Reference: Official Datasheet – SGP41

32. آیا می‌توان داده‌های SGP41-D-R4 را روی Cloud ارسال کرد؟

بله، داده‌های VOC Index SGP41-D-R4 پس از Read توسط Arduino یا STM32 می‌توانند با استفاده از Wi-Fi یا Ethernet به Cloud ارسال شوند. Library رسمی کمک می‌کند داده‌ها به صورت صحیح و بدون Drift ارسال شوند.
🔗 Reference: GitHub – Arduino Library SGP41

33. چگونه می‌توان Baseline SGP41-D-R4 را تنظیم کرد؟

Baseline SGP41-D-R4 توسط Auto Baseline Adjustment داخلی انجام می‌شود. برای Accuracy بهتر، می‌توان با Library رسمی دوره‌ای Reset یا Calibration دستی انجام داد. Drift و نویز محیط با این روش کاهش می‌یابد.
🔗 Reference: Design-In Guide – SGP4x

34. چه نوع Filter نرم‌افزاری برای SGP41-D-R4 توصیه می‌شود؟

برای SGP41-D-R4 توصیه می‌شود Moving Average یا Median Filter استفاده شود. این روش باعث کاهش نویز و افزایش Stability VOC Index می‌شود، به ویژه در محیط‌های صنعتی با تغییرات RH و Temperature سریع.
🔗 Reference: Design-In Guide – SGP4x

35. منابع رسمی SGP41-D-R4 از کجا قابل دریافت هستند؟

می‌توانید از صفحه رسمی کارخانه Sensirion شامل Datasheet، Design Guide، Evaluation Board Manual و GitHub Library رسمی استفاده کنید. این منابع به‌روز و معتبر هستند و Accuracy و Stability پروژه شما را تضمین می‌کنند.
🔗 Reference: SGP41 Product Page

برای اطلاع دقیق از مقادیر کاری و حداکثر مقادیر مجاز آی‌سی‌ها، کاربران باید به دیتاشیت اصلی و رسمی آن قطعات مراجعه کنند

اگر هر یک از اسناد فنی ناقص یا اشتباه است، لطفاً به ما اطلاع دهید

محصولات مشابه

با نظرات خود به تیم جبرا در بهبود کیفیت کمک کنید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

توجه!

محصولات ما صرفاً برای اهداف تحقیقاتی و توسعه طراحی شده‌اند. جبرابیت صراحتاً اعلام می‌کند که در صورت استفاده کاربران از این محصولات در کاربردهای حساس و دقیق از جمله امور مالی یا مواردی که به جان و مال انسان آسیب می‌زنند، هیچ‌گونه مسئولیتی را نمی‌پذیرد.

برای اطلاع دقیق از مقادیر کاری و حداکثر مقادیر مجاز آی‌سی‌ها (IC)، کاربران باید حتماً به دیتاشیت اصلی و رسمی آن قطعات مراجعه کنند.

سبد خرید
پیمایش به بالا