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Posted 2022-06-01 HaaS技术社区

空气质量检测模块 - CCS811

来这里发现更多拿来即用的硬件积木

https://haas.iot.aliyun.com/solution/detail/hardware

一、产品简介

通过CCS811传感器模块可以测量环境中TVOC(总挥发性有机物质)浓度和eCO2(二氧化碳)浓度，作为衡量空气质量（IAQ）的指标。

引脚定义

• VCC：3.3V
  
• GND：接地
  
• SCL：I2C时钟
  
• SDA：I2C数字
  
• WAK：接地
  
• INT：NC（阈值中断引脚）
  
• RST：NC（复位引脚）
  
• ADD：NC
  

二、技术参数

• 供电电压：3.3V
• 接口：I2C接口
• 分辨率：14位
• 工作电流：20mA
• 睡眠模式的电流：3uA
• 模块尺寸：15mm * 21mm

三、软件接口

CCS811传感器HaaS Python驱动：下载地址

CCS811(i2cObj) - 创建CCS811驱动对象

• 函数原型：

ccs811Obj = CCS811(i2cObj)

• 参数说明：

参数	类型	必选参数？	说明
i2cObj	I2C	是	调用此函数前需确保i2cObj对象已经处于open状态

• 返回值：
  CCS811对象创建成功，返回CCS811对象；CCS811对象创建失败，抛出Exception

• 示例代码：

from driver import I2C
import ccs811

i2cObj = I2C()
i2cObj.open("ccs811")
devObj = ccs811.CCS811(i2cObj)
print("ccs811 inited!")

• 输出：

ccs811 inited!

geteCO2 - 获取空气中二氧化碳浓度

• 函数功能：
  获取空气中二氧化碳浓度

• 函数原型：

CCS811.geteCO2()

• 参数说明：
  无

• 返回值：

返回值	类型	说明
status	整型	0-无效数值； 1-有效数值
eco2	整型	单位：ppm，>=400

• 示例：

from driver import I2C
import ccs811
import utime

i2cObj = I2C()
i2cObj.open("ccs811")
devObj = ccs811.CCS811(i2cObj)
print("ccs811 inited!")
while True:
    status,eco2 = devObj.geteCO2()
    if status == 1:
        print('eCO2: %d ppm' %(eco2))
    utime.sleep(1)

• 输出：

ccs811 inited!
eCO2: 400 ppm
eCO2: 868 ppm
eCO2: 400 ppm
eCO2: 400 ppm

getTVOC - 获取空气中挥发有机物的浓度

• 函数功能：
  获取空气中挥发有机物的浓度

• 函数原型：

CCS811.getTVOC()

• 参数说明：
  无

• 返回值：

返回值	类型	说明
status	整型	0-无效数值； 1-有效数值
tvoc	整型	单位：ppb

• 示例：

from driver import I2C
import ccs811
import utime

i2cObj = I2C()
i2cObj.open("ccs811")
devObj = ccs811.CCS811(i2cObj)
print("ccs811 inited!")
while True:
    status,tvoc = devObj.getTVOC()
    if status == 1:
        print('TVOC: %d ppb' %(tvoc))
    utime.sleep(1)

• 输出：

ccs811 inited!
TVOC: 0 ppb
TVOC: 0 ppb
TVOC: 0 ppb
TVOC: 3 ppb
TVOC: 734 ppb
TVOC: 68 ppb
TVOC: 129 ppb
TVOC: 62 ppb
TVOC: 25 ppb

geteCO2TVOC - 获取空气中二氧化碳以及挥发有机物的浓度

• 函数功能：
  获取空气中二氧化碳以及挥发有机物的浓度

• 函数原型：

CCS811.geteCO2TVOC()

• 参数说明：
  无

• 返回值：

返回值	类型	说明
status	整型	0-无效数值； 1-有效数值
eco2	整型	单位：ppm,>=400
tvoc	整型	单位：ppb

• 示例：

from driver import I2C
import ccs811
import utime

i2cObj = I2C()
i2cObj.open("ccs811")
devObj = ccs811.CCS811(i2cObj)
print("ccs811 inited!")
while True:
    status,eco2,tvoc = devObj.geteCO2TVOC()
    if status == 1:
        print('eCO2: %d ppm, TVOC: %d ppb' % (eco2, tvoc))
    utime.sleep(1)

• 输出：

ccs811 inited!
eCO2: 400 ppm, TVOC: 0 ppb
eCO2: 400 ppm, TVOC: 0 ppb
eCO2: 400 ppm, TVOC: 0 ppb
eCO2: 400 ppm, TVOC: 0 ppb
eCO2: 400 ppm, TVOC: 0 ppb
eCO2: 400 ppm, TVOC: 0 ppb
eCO2: 1495 ppm, TVOC: 168 ppb
eCO2: 481 ppm, TVOC: 12 ppb
eCO2: 400 ppm, TVOC: 0 ppb
eCO2: 400 ppm, TVOC: 0 ppb
eCO2: 400 ppm, TVOC: 0 ppb
eCO2: 400 ppm, TVOC: 0 ppb

四、接口案例

此使用实例在board.json中定义了名为CCS811的I2C类型的对象。在Python脚本中周期性的获取二氧化碳、有机物浓度并打印在日志中。

• 代码：
  board.json配置

    "name": "board-name",
    "version": "1.0.0",
    "io": 
      "ccs811": 
        "type": "I2C",
        "port": 0,
        "addrWidth": 7,
        "freq": 400000,
        "mode": "master",
        "devAddr": 90
      
    ,
    "debugLevel": "ERROR",
    "repl": "disable"

# Python代码
from driver import I2C
import ccs811
import utime

i2cObj = I2C()
i2cObj.open("ccs811")
devObj = ccs811.CCS811(i2cObj)
print("ccs811 inited!")
while True:
    status,eco2,tvoc = devObj.geteCO2TVOC()
    if status == 1:
        print('eCO2: %d ppm, TVOC: %d ppb' % (eco2, tvoc))
    utime.sleep(1)

• 输出：

ccs811 inited!
eCO2: 400 ppm, TVOC: 0 ppb
eCO2: 400 ppm, TVOC: 0 ppb
eCO2: 400 ppm, TVOC: 0 ppb
eCO2: 400 ppm, TVOC: 0 ppb
eCO2: 400 ppm, TVOC: 0 ppb
eCO2: 400 ppm, TVOC: 0 ppb
eCO2: 1495 ppm, TVOC: 168 ppb
eCO2: 481 ppm, TVOC: 12 ppb
eCO2: 400 ppm, TVOC: 0 ppb
eCO2: 400 ppm, TVOC: 0 ppb
eCO2: 400 ppm, TVOC: 0 ppb
eCO2: 400 ppm, TVOC: 0 ppb

五、工作原理

INA219传感器寄存器描述如下表所示：

序号	寄存器地址	功能说明	默认值
1	0x00	状态寄存器	–
2	0x01	测量模式寄存器	–
3	0x02	测量结果寄存器	–
4	0x20	硬件ID寄存器	0x81
5	0x21	硬件版本寄存器	0x1X
6	0xF4	APP启动寄存器	–
7	0xFF	软件重启寄存器	–

从下图可以看到CCS811内置I2C通信单元，与MCU进行数据交互。其中nINT和nRESET是可选的，根据实际项目需要而定，nWAKE低电平状态为激活CCS811。

引脚分布如下：

序号	引脚名	功能说明
1	I2C_ADDR	低电平 - I2C地址总线0x5A 高电平 - I2C地址总线0x5B
2	nRESET	复位引脚，低电平有效
3	nINT	阈值中断引脚
4	PWM	–
5	Sense	–
6	VDD	电源正
7	nWAKE	唤醒引脚，低电平有效
8	AUX	–
9	I2C_SDA	I2C数据线
10	I2C_SCK	I2C时钟线