Обзор датчика качества воздуха CSS811. ч1

Знаете, в последнее время стал замечать за собой, что стал плохо спать. Возможно сказывается возраст ( скоро 50 стукнет), но решил начать с контроля атмосферы в спальне. Заказал датчики, первым пришел CSS811. Сам датчик мало известен и практических обзоров нет. А потому данный обзор будет полезен строителям метеостанций.



Первым делом — предупреждение! Не покупаем по ссылке! В описании плата с 2 датчиками: HDC1080 и CCS811. По факте присылает CJMCU-811 с одним датчиком CCS811! Соответственно замеры температуры и влажности невозможны. При общении продавец утверждает: «присланная плата как на описании». Хотя на фото отличия видны не вооруженным взглядом. В прочем при открытии диспута на Али деньги возвращают без проблем. Ибо различия на фото и на описании очевидны.



А теперь о датчике…
Датчик достаточно интересен. Назначение датчика — контроль качества воздуха. Чувствительный элемент построен по технологии MOX (Metal Oxide Semiconductor) и несет на борту микропроцессор с АЦП для обработки данных от сенсоров.

Сразу уточню, основное назначение датчика — контроль TVOC. Измерение эквивалентного значения СО2 — вспомогательный функционал. Как и у других недорогих датчиков с селективностью не все хорошо.

Характеристики:
1) eCO2 maximum output value to 64000 ppm
2) TVOC maximum output value to 64000 ppm
3) напряжение питания: 1,8…3,3 В;
4) период опроса: 0,25/ 1/10/ 60 с
5) коммуникационный интерфейс: 400 кГц I2C;
6) корпус: 10-выводной LGA 2.7 × 4.0 × 1.1 мм.
7) диапазон рабочих температур: -40…+85 °C;

А теперь то, о чем вы должны знать перед использованием:

Что нужно знать перед использованием: Все пайки производим при закрытом изолентой датчиком. Не допускаем попадания паров флюса в датчик. При первом включении необходимо выдержать датчик под напряжением 24-48 часов для стабилизации характеристик сенсора. Настоятельно рекомендую проверить версию прошивку. С Китая приходят с версией 1.1.0. На сайте производителя уже давно лежит прошивка 2.0.1.

Сайт с прошивкой ( производитель): https://ams.com/ccs811#tab/features

Чувствительность и скорость реакции: Датчик очень чувствительный. И с практически мгновенной реакций. В ситуации, когда другие датчики только начинаю реагировать, CSS811 уже бьется в истерике с значениями «мы все умрем»! Если вам не нужна такая острая реакция — фильтруйте и сглаживайте показания. Иногда бывают странные «шпильки» по показаниям.
Есть «отравление датчика»! При высоких показаниях TVOC показания СО2 должны быть проигнорированы! Датчик, щедро глотнув органики, начинает выдавать нереально высокие показания по CO2.

Значения СО2 не измеряются, а получаются расчетным методом. Относительно правдоподобные значения СО2 можно получить только при близких к 0 TVOC! Если TVOC дает сигнал о органике, то значения СО2 нужно игнорировать. По причине абсолютно фантастических значений. .

Чувствительность по органике ( собрано по зарубежным источникам):
Эфиры ( Бутилгликоль — используется в авиа и космической промышленности для очистки поверхности) — очень высокая чувствительность.
Перманентный маркер — очень высокая чувствительность.
Спирты — очень высокая чувствительность.
Толуол — очень высокая чувствительность.
Ацетон — очень высокая чувствительность.
Бутанол — чувствует
Бутилацетат — чувствует
Бутан — обнаруживает, но слабо
Хлороформ — практически не чувствует
Дихлорметан — не чувствует
Ацетальдегид — слабо чувствует

Калибровка и настройка! Знать обязательно!
Изначально сенсоры датчика имеют достаточно большой технологический разброс. А потому в чипе есть регистр «Baseline», значение которого и собственно задают начальное «нулевое» значение. К нему и идет привязка показаний.
Есть 2 режима работы — ручной и автоматический.
В автоматическом режиме процессор чипа автоматически подстраивает показания регистра для показаний 400 для СО2 на чистом воздухе.Процедура очень не спешная, в среднем занимает не менее суток.
В ручном режиме выдерживаем датчик 2 суток в хорошем воздухе в режиме автоматической калибровки. Далее значение «Baseline» запоминаем, отключаем автоматическую настройку и подсовываем сохраненное значение при каждом старте.

Внимание! Значение «Baseline» при выключении питания не сохраняется! При отключении питания значение сбрасывается. И соответственно опять автонастройка на сутки…
Поэтому значение «Baseline» нужно сохранять. И соответственно восстанавливать при каждом включении последнее сохраненное значение. Это позволить получать корректные значения уже через 20 минут после включения.
Период сохранения «Baseline» (обусловлено дрейфом характеристик датчика):
Первая неделя — сохраняем каждые 24 часа.
Последующая неделя — каждые 1-28 дней.

«Baseline» — значения разные для разных периодов опроса. Если планируем менять — храним значения отдельно.

Датчик сильно не любит резких изменений температуры/влажности. Я рекомендую делать коррекцию по температуре/влажности от внешних источников ( записью в соответствующий регистр) — это увеличит точность. И тем не менее при резкой смене внешних условий датчик «чудит». Просто не надо постоянно бегать с ним из дома на улицу. Пусть отлежится и автокалибруестя.

Резюме:
Неплохой датчик за эту цену. Очень экономичен. Если планируете использовать от батарей в труднодоступном месте — выбор этого чипа будет хорошим решением. Конечно имеет свои «закидоны» — но это как всегда…