CO2 Sensor

Präziser CO₂-Sensor vom Schweizer Hersteller Sensirion (Modell SCD30). Die Sensorplatine hat einen JST PHR4 Anschluss, passend zum Betrieb mit der senseBox MCU. Weiterhin ist er mit dem Qwiic Connect System ausgestattet.

Neben der CO₂-Erkennung kommt ein erstklassiger Sensirion Feuchte- und Temperatursensor auf dem gleichen Sensormodul zum Einsatz. Dank des angewandten Zweikanalprinzips zur Messung der Kohlendioxidkonzentration ist der Sensor dazu ausgelegt, Langzeitdrifts automatisch zu kompensieren.

warnung

Der CO₂-Sensor sollte nicht dauerhaft im Außenbereich verwendet werden.

CO2 Sensor

Technische Spezifikationen

• CO₂Messbereich: 0 - 40'000 ppm
• Genauigkeit: ± (30 ppm + 3% MV) (25 °C, 400 - 10'000 ppm)
• Wiederholpräzision: 10 ppm
• Temperaturstabilität: 2.5 ppm / °C (0-50 °C)
• Reaktionszeit: 20s
• Luftfeuchtigkeits-Messbereich: 0 - 100 % RH
• Genauigkeit: ±3% RH (0-100% RH)
• Wiederholpräzision: 0.1% RH
• Reaktionszeit: 8s
• Temperatur-Messbereich: -40 °C - 70 °C
• Genauigkeit (°C): ± (0.4 °C + 0.023 x (T [°C] - 25°C))
• Wiederholpräzision (°C): 0.1 °C
• Reaktionszeit: >10s

Anschluss

Die Komponente wird am I2C Port angeschlossen.

Programmierung (Arduino)

Dieser Sketch liest die CO₂-Konzentration und gibt sie im Seriellen Monitor aus.

Software Bibliothek

Um den Sensor in Arduino zu Programmieren musst du die Software Bibliothek SparkFun SCD30 Arduino Library installieren.

Code

#include <senseBoxIO.h>
#include <SparkFun_SCD30_Arduino_Library.h> // http://librarymanager/All#SparkFun_SCD30_Arduino_Library

SCD30 airSensor;

void setup() {
  Serial.begin(9600);
  Wire.begin();
  if (airSensor.begin() == false)
  {
    while (1)
      ;
  }
  airSensor.useStaleData(true);
}
void loop()
{
 Serial.println(airSensor.getCO2());
 delay(500);
}

Programmierung (Blockly)

Den CO₂ Sensor kannst du mit folgendem Block auslesen.

Kalibrieren des CO₂-Sensors (Auto Kalibrierung)

Im Regelfall kommt der CO₂-Sensor bereits kalibriert bei dir an. Grobe Handhabung, Versand oder Löten kann die Genauigkeit des Sensors reduzieren, was eine Kalibrierung notwendig macht. Für diesen Sketch benötigst du das Display. Hast du kein Display vorhanden, kannst du die Display relevanten Teile löschen, dies beeinflusst die Kalibrierung des Sensors nicht!

Um den CO₂-Sensor zu kalibieren, muss dieser über einen Zeitraum von mindestens 7 Tage jeweils täglich mindestens eine Stunde Frischluft mit einer CO₂-Konzentration von 400ppm ausgesetzt sein. Solange der Sensor nicht in unmittelbarer Nähe einer C₂O-Quelle (z.B. eigene Atmung, Verbrennungsprozess o.Ä.) aufgebaut wird, können wir davon ausgehen dass die Atmosphäre eine Konzentration von ca. 400ppm aufweist Tendenz steigend.

Installiere das Board-Support-Package der senseBox und zusätzlich über den Bibliotheksverwalter in der Arduino IDE die SparkFun_SCD30_Arduino_Library. Daraufhin kannst du folgenden Sketch auf die MCU hochladen.

Alternativ kann die kompilierte .bin Datei hier heruntergeladen werden.

#include <SPI.h>
#include <Wire.h>

#include "SparkFun_SCD30_Arduino_Library.h"

// DISPLAY_PART_START
#include <Adafruit_GFX.h>
#include <Adafruit_SSD1306.h>
#define OLED_RESET 4
Adafruit_SSD1306 display(OLED_RESET);
// DISPLAY_PART_ENDE
SCD30 airSensor;


void setup() {
  // DISPLAY_PART_START
  senseBoxIO.powerI2C(true);
  delay(2000);
  display.begin(SSD1306_SWITCHCAPVCC, 0x3D);
  display.display();
  delay(100);
  display.clearDisplay();
  // DISPLAY_PART_ENDE
  if (airSensor.begin(Wire, true) == false)
  {
    while (1)
      ;
  }
  airSensor.getAutoSelfCalibration();
}


void loop() {

  // DISPLAY_PART_START
  long time_elapsed = millis();
  time_elapsed = time_elapsed / 1000;
  time_elapsed = time_elapsed / 60;

  display.clearDisplay();
  display.setCursor(0, 0);
  display.setTextColor(WHITE, BLACK);
  display.setTextSize(1);
  display.println("Sensor eine Stunde an der frischen Luft lassen!");
  display.println();
  display.println();
  display.println();
  display.print("Zeit vergangen: ");
  display.print(time_elapsed);
  display.println(" min");
  display.display();
  // DISPLAY_PART_ENDE

  if (airSensor.dataAvailable())
  {
    airSensor.getCO2();
    airSensor.getTemperature();
    airSensor.getHumidity();
  }
   delay(500);
}

Nachdem der Sketch hochgeladen ist, bringe den CO₂-Sensor über einen Zeitraum von 7 Tage täglich für mindestens 1 Stunde nach draußen an die frische Luft. Auf dem Display wird dir angezeigt, wieviel Zeit seit dem Upload vergangen ist. Für eine möglichst gute Kalibrierung des Sensors wiederhole dies für 7 Tage. Beachte dabei, dass die senseBox in dieser Zeitspanne nicht ausgeschaltet werden darf, sonst muss die Kalibrierung neu gestartet werden!

Kalibrieren des CO₂-Sensors (Manuelle Kalibrierung)

Im Gegensatz zur Auto Kalibrierung des CO2 Sensors, welche mindestens 7 Tage dauert, kannst du alternativ auch die manuelle Kalibrierung durchführen. Dazu wurde im senseBox Forum eine hervorragende Anleitung geschrieben.

Die kompilierte .bin Datei kann hier heruntergeladen werden.

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