مروری بر سنسور ZMOD4410AI1R
ماژول سنسور گاز ZMOD4410 برای تشخیص کل ترکیبات آلی فرار (TVOC)، تخمین CO2 و نظارت بر کیفیت هوای داخل ساختمان (IAQ) طراحی شده است. این ماژول در شرایط مختلف از جمله رطوبت بسیار، گرد و غبارو … به خوبی کارمیکند. این قطعه از یک عنصر سنسور گاز و یک آی سی CMOS تنظیم کننده سیگنال تشکیل شده است و در پکیج LGA ساخته میشود. عنصر حسی این قطعه، یک میکرو هات پلیت مبتنی بر Si با مقاومت شیمیایی مقاوم و بسیار حساس اکسید فلزی (MOx) میباشد. تنظیم کننده سیگنال (ASIC) نیز دمای سنسور را کنترل می کند و رسانایی MOx را که تابعی از غلظت گاز است، اندازه گیری می کند. درنهایت این مقادیر اندازه‌گیری شده، به راحتی از طریق یک رابط I2C ، با اتصال به یک میکروکنترلر خوانده می شود.
مشخصات فنی
- Detection Range: 0 to 1000 ppm
- Resolution Ratio: 10 to 16 Bit
کاربردها
- Indoor air monitoring to meet UBA and WELL standard
- Monitor home, office, environments for healthy conditions and comfort
- Detect hazardous materials and unhealthy conditions
- Automation based on indoor ambient air quality
ماژول GebraBit ZMOD4410AI1R می تواند با ولتاژهای تغذیه “1V8” یا “3V3” کارکند که این ولتاژها توسط جامپرسلکتور “VDD SEL” تعبیه شده روی برد قابل انتخاب اند. همچنین یک جامپر دیگر به نام “VDIO SEL” وجود دارد که برای انتخاب سطح منطقی ولتاژ پایه های ورودی/خروجی ماژول بین “1V8” یا “3V3” در نظر گرفته شده است. این ویژگی به استفاده از طیف گسترده ای از میکروکنترلرها برای رابط با این ماژول کمک می کند. از طریق پروتکل I2C می توان با این ماژول ارتباط برقرار کرد.
ویژگی‌های ماژول ZMOD4410
- 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)
معرفی بخش های ماژول
سنسور ZMOD4410
ای سی اصلی این ماژول بوده که وظیفه مانیتورینگ کیفیت هوا را برعهده دارد و در مرکز ماژول قرار گرفته و مدار ان طراحی شده است.
جامپر VDDIO SEL
با توجه به وضعیت مقاومت 0R این جامپر ، سطح منطق (Logic Level) ارتباط دیجیتال(I2C ) سنسور از بین 1V8 و 3V3 انتخاب می شود.
جامپرVDD SEL
با توجه به وضعیت مقاومت 0R این جامپر ، ولتاژ اصلی تغذیه سنسور از بین 1V8 و 3V3 انتخاب میشود.
LED وقفه
یکLED اختصاصی برای پین وقفه روی ماژول در نظر گرفته شده است که با تغییر وضعیت وقفه با توجه به دیتاشیت سنسور، وضعیت LED نیز تغییر میکند.
LED تغذیه
با توجه به وضعیت جامپر VDD SEL و اعمال ولتاژ به ماژول توسط پین مربوطه، LED ماژول روشن می شود.
پین‌های ماژول GebraBit ZMOD4410
پین‌های ماژول GebraBit ZMOD4410
- 3V3 و1V8 : این پین ها می توانند با توجه به وضعیت جامپرسلکتورهای VDDSEL و VDDIO SEL ،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 VDDIO 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 VDDIO SEL، می توانید از سطح منطقی با ولتاژ 1V8 یا 3V3 استفاده کنید. این پین با یک مقاومت پول آپ (Pull Up) شده است.
دیگر پین‌ها
- INT: پین Interrupt (وقفه) سنسور ZMOD4410AI1R میباشد، هنگامیکه یک اندازه‌گیری درحال اجرا باشد این پین در حالت High و هنگامیکه اندازه‌گیری پایان یابد در حالت Low قرار میگیرد. با توجه به دیتاشیت سنسور، کاربر می تواند شرایط وقوع وقفه،حالات و روش های وقوع وقفه و … را تنظیم کند.
- RST: این پین ، پین ریست سنسور بوده و active low میباشد.
اتصال به پردازنده
اتصال I2C با GebraBit STM32F303
برای اتصال I2C ماژول GebraBit ZMOD4410AI1R 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 ZMOD4410AI1R را به پین “3V3” خروجی ماژول میکروکنترلر متصل کنید.(سیم قرمز)
- پین “GND” ماژول ZMOD4410AI1R را به پین “GND” ماژول میکروکنترلر متصل کنید.(سیم سیاه)
- پین “SCL” ماژول ZMOD4410AI1R 4 را به پین PB8 ماژول میکروکنترلر (SCL) متصل کنید.(سیم آبی)
- پین “SDA” ماژول ZMOD4410AI1R 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 ZMOD4410AI1R 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 ZMOD4410AI1R را به صورت Pin to Pin به راحتی بر روی ماژول GebraBit ATMEGA32A قرار داده و از طریق I2C با ماژول ارتباط برقرار کنید:
توجه: در صورت استفاده از ماژول‌های میکروکنترلریGebraBit توجه داشته باشید که جامپر سلکتورهای ماژول GebraBit ZMOD4410AI1R 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 ZMOD4410AI1R به ARDUINO UNO مراحل زیر را دنبال کنید:
- پین 3V3 ماژول ZMOD4410AI1R را به پین 3V3 خروجی برد ARDUINO UNO متصل کنید.(سیم قرمز)
- پین GND ماژول ZMOD4410AI1R را به پین GND برد ARDUINO UNO متصل کنید.(سیم سیاه)
- پین SCL ماژول ZMOD4410AI1R را به پین A5 برد ARDUINO UNO( (SCLمتصل کنید.(سیم آبی)
- پین SDA ماژول ZMOD4410AI1R را به پین A4 برد ARDUINO UNO( (SDAمتصل کنید.(سیم نارنجی)
